前言

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二：物理層

在計算機網(wǎng)絡(luò)中，每一層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都有不同的名稱。

1. 物理層：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為比特（Bit）。
2. 數(shù)據(jù)鏈路層：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為幀（Frame）。
3. 網(wǎng)絡(luò)層：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)報（Datagram）。
4. 傳輸層：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為段（Segment）或用戶數(shù)據(jù)報（User Datagram）。
5. 應(yīng)用層：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)具體的應(yīng)用不同，可以稱為消息（Message）、報文（Packet）或請求/響應(yīng)（Request/Response）等。

2.1.1：物理層基本概念

2.1.2：數(shù)據(jù)通信基本知識

1、數(shù)據(jù)通信模型和基本概念

通信目的是為了傳遞消息（消息：語音、文字、圖像、視頻等）

信息：消息中包含的有效內(nèi)容（播報天氣，消息：語音，信息：天氣的情況）

數(shù)據(jù)：傳送信息的實體，通常是有意義的符號序列

信號：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的存在形式（模擬信號、離散信號）

數(shù)據(jù)通信旨在不同計算機之間傳輸表示信息的二進制數(shù)0、1序列的過程

信道：信號的傳輸媒介，一條通信線路往往包含一個發(fā)送信道和一條接收信道

?

2、三種通信方式

1：單工通信

只有一個方向的通信而沒有反方向的交互，僅需要一條信道

2：半雙工通信

通信的雙方都可以發(fā)送或接收信息，但任何一方都不能同時發(fā)送和接收，需要有兩條信道

3：全雙工通信

通信雙方可以同時發(fā)送和接收信息，也需要兩條信道

3、數(shù)據(jù)傳輸方式（串行、并行、同步、異步）?

異步通信是指通信雙方?jīng)]有嚴(yán)格的時序要求，數(shù)據(jù)的傳輸是按照數(shù)據(jù)的到達順序進行的。在異步通信中，發(fā)送方和接收方之間沒有任何協(xié)議，發(fā)送方只是發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方只是接收數(shù)據(jù)。異步通信的優(yōu)點是簡單、靈活，但是缺點是不可靠，因為數(shù)據(jù)的傳輸是按照數(shù)據(jù)的到達順序進行的，如果數(shù)據(jù)丟失或者出錯，接收方無法知道。

同步通信是指通信雙方有嚴(yán)格的時序要求，數(shù)據(jù)的傳輸是按照時序進行的。在同步通信中，發(fā)送方和接收方之間需要遵守一定的協(xié)議，例如時鐘同步、數(shù)據(jù)格式等。同步通信的優(yōu)點是可靠、穩(wěn)定，缺點是復(fù)雜、需要嚴(yán)格的時序控制。

4、碼元相關(guān)概念

碼元：指用一個固定時長的信號波形代表不同離散數(shù)值的基本波形，時長稱為碼元寬度。當(dāng)碼元的離散狀態(tài)有M個時，此時碼元為M進制碼元。一個碼元可以攜帶多個比特的信息量。

碼元傳輸速率(波特率)：表示單位時間內(nèi)數(shù)字通信系統(tǒng)中所能傳輸?shù)拇a元個數(shù)，單位是波特Baud。

信息傳輸速率（比特率）：表示單位時間內(nèi)數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)谋忍財?shù)，單位是比特/秒（b/s）。

?帶寬

?1：模擬系統(tǒng)中當(dāng)輸入的信號頻率高或低到一定程度，使得系統(tǒng)的輸出功率成為輸入功率的一半時（-3dB），最高頻率和最低頻率的差值就代表了系統(tǒng)的通頻帶寬，單位是Hz。

2：數(shù)字設(shè)備中表示單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的某一點到另一點所能通過的 “最高數(shù)據(jù)率”，單位是b/s。

5、奈奎斯特定理和香農(nóng)定理

失真產(chǎn)生原因（碼元傳輸速率、信號傳輸距離、噪聲干擾、傳輸媒體質(zhì)量）

?信道帶寬：信道能通過的最高頻率和最低頻率之差

碼間串?dāng)_：由于系統(tǒng)傳輸總特性的不理想，導(dǎo)致前后碼元波形發(fā)生畸變，從而對當(dāng)前碼元的判決造成干擾

奈奎斯特采樣定理：采樣頻率必須大于被測信號最高頻率分量的兩倍

奈式準(zhǔn)則：在理想低通、無噪聲條件下，為了避免碼間串?dāng)_，極限碼元傳輸速率為2W baud，W是信道帶寬?

?信噪比：信號的功率比/噪聲功率比，常記作S/N，并用分貝dB作為度量單位

?

?香農(nóng)定理：在帶寬受限且有噪聲的信道中，為了不產(chǎn)生誤差，信息的數(shù)據(jù)傳輸速率有上限值

?6、編碼與調(diào)制

基帶信號：將數(shù)字信號1和0直接用兩種不同的電壓表示，基帶信號就是發(fā)出了直接表達了要傳輸?shù)男畔⒌男盘?，?dāng)傳輸距離比較近時，基帶信號可以不經(jīng)過載波調(diào)制而直接進行傳輸。（數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)）

寬帶信號：把基帶信號經(jīng)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高頻段以便在信道中傳輸。（數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)）

數(shù)字波形（數(shù)字信號）是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在信道中傳輸?shù)谋憩F(xiàn)形式，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（0/1）不能直接通過信道傳輸，要先經(jīng)過編碼或調(diào)制。

1：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼為數(shù)字信號

?2：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號

3：模擬數(shù)據(jù)編碼成數(shù)字信號

由采樣定律可以知道44.1KHz的采樣頻率是可以基本符合人耳的聽覺標(biāo)準(zhǔn)

4：模擬數(shù)據(jù)調(diào)制為模擬信號（收音機原理）

2.2.1：數(shù)據(jù)交換（電路交換、報文交換、分組交換）

1：電路交換

在數(shù)據(jù)傳輸期間，源節(jié)點與目的節(jié)點之間有一條由中間節(jié)點構(gòu)成的專用物理連接線路，在數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之前，這條線路一直保持。

特點：獨占資源，用戶始終占用端到端的固定傳輸帶寬。適用于遠程批處理信息傳輸或系統(tǒng)間實時性要求高的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。

2：報文交換（存儲轉(zhuǎn)發(fā)）

報文：報文是網(wǎng)絡(luò)中交換與傳輸數(shù)據(jù)單元，即站點一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊。報文包含了將要發(fā)送的完整的數(shù)據(jù)信息，其長度很不一致，長度不限且可變。

3：分組交換

分組：大多數(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)都不能連續(xù)地傳送任意長度數(shù)據(jù)，所以實際上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分割成小塊，然后逐塊地發(fā)送，這小塊就叫做分組（packet）。

數(shù)據(jù)報方式（分組交換）

?虛電路方式：虛電路將數(shù)據(jù)報方式和電路交換方式結(jié)合，以發(fā)揮兩者優(yōu)點

2.3：物理層傳輸介質(zhì)

傳輸媒體不是物理層，傳輸媒體在物理層的下面，有時稱傳輸媒體為第0層。在傳輸媒體中傳輸?shù)氖切盘?，物理層?guī)定了電氣特性。

雙絞線（電磁波）

同軸電纜（電磁波）

?光纖（光波）

2.4：物理層設(shè)備（中繼器和集線器）

誕生原因：由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時會造成信號失真，因此會導(dǎo)致接受錯誤。

中繼器的功能（再生數(shù)字信號）：對信號進行再生和還原，對衰減的信號進行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同，以增加信號傳輸?shù)木嚯x，延長網(wǎng)絡(luò)的長度。

集線器（多口中繼器）

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-505256.html

總結(jié)

以上是本文的全部內(nèi)容，非常感謝你能看到這。

到了這里，關(guān)于王道計算機網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)筆記(2)——物理層的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！