計算機網路期末複習物理層
第二章 物理層

1.物理層的主要任務是什麼?

即為確定與傳輸媒體介面有關的一些特性。

  • 機械特性  指明介面所用接線器的形狀和尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等
  • 電氣特性   電壓的範圍
  • 功能特性   電壓的意義
  • 過程特性  可能事件的出現順序
通道(channel)

從通訊的雙方資訊互動的方式來看,可以有一下三種基本方式:

1.單工通訊:只能有一個方向的通訊,例如:a可以給b發訊息,但是反過來不行
2.雙工通訊:雙方可以互相通訊

3.半雙工通訊:在某一時刻只能有一個方向的通訊,但是方向可以交替出現。

調製(modulation)

1.基帶調製 -僅僅對基帶訊號的波形進行變換,變換後的訊號仍然是基帶訊號

2.帶通調製-使用載波進行調製,把基帶訊號的頻率範圍搬移到較高的頻段,並轉換為模擬訊號

基本的帶通調製方法:
1.調幅
2.調頻

3.調相

通道的極限容量

沒有理想的通道,所以每種通道都有最大極限速率。
限制碼元傳輸速率的因素有兩個:
(1)通道能夠通過的頻率範圍

往往在通道中傳輸的資料有很多高頻分量,而這些分量是無法通過通道的,這就會發生碼間串擾現象,如下圖:

為了避免這一現象,前輩得出了奈氏準則,這一準則得出了在理想條件下,為了避免碼間串擾,碼元傳輸速率的最大值。
(2)訊雜比
訊雜比是訊號的平均功率與噪聲的平均功率之比。記為s/n
如果把單位化為分貝的話:
這裡寫圖片描述
夏農公式給出了一種求通道極限傳輸速率的方法:
這裡寫圖片描述

W:通道頻寬(HZ)
S:通道內所傳訊號平均功率
N:通道內部的高斯噪聲功率

所以通道的頻寬以及訊雜比越大,通道的極限傳輸速率就可以越大

常用的編碼方式

  1. 不歸零制
  2. 歸零制
  3. 曼徹斯特編碼
  4. 差分曼徹斯特編碼(遇0跳變,遇1不跳變)
根據夏農公式:提高資訊傳輸速率->讓一個碼元攜帶更多位元的資訊量

物理層下的傳輸媒體

傳輸媒體可分為導引型傳輸媒體和非導引型傳輸媒體

導引型傳輸媒體

  1. 雙絞線
  2. 同軸電纜
  3. 光纜

非導引型傳輸媒體

  1. 地面微波接力通訊
  1. 衛星通訊

通道複用技術

分頻多工-所有使用者在同樣的時間佔用不同的寬頻資源

分時多工-所有使用者在不同的時間佔用同樣的頻頻寬度

統計分時多工-是一種改進的分時多工,非同步分時多工
波長分波多工-光的分頻多工
CDMA如何理解?

碼分複用CDM-分碼多重進接CDMA—用於個使用者使用經過挑選的不同碼型,因此各使用者之間不會造成干擾

在CDMA中,每一個位元時間再劃分為m個短間隔,稱為碼片

數字傳輸系統—–速率標準不統一,不是同步傳輸

寬頻接入技術

1.ADSL技術(非對稱數字使用者線)

用數字技術對現有的模擬電話使用者線進行改造

2.FFtx