计算机网络之物理层

计算机网络之物理层

摘要

物理层(Physical Layer) - 物理层只接收和发送一串比特(bit)流,不考虑信息的意义和信息结构。

  • 数据单元:比特流。
  • 典型设备:光纤、同轴电缆、双绞线、中继器和集线器。

通信系统模型

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通信系统模型分为三大部分:源系统(包括信源和发送器)、传输系统、目的系统(包括信宿接收器)。

重要概念:

  • 信源 - 也叫源点。产生各类信息的实体。
  • 信道 - 通信的通道,是信号传输的媒介。
  • 信宿 - 传输信息的归宿。
  • 码元 - 在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为(二进制)码元。

通信方式

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有三种通信方式:

  • 单工通信:单向传输
  • 半双工通信:双向交替传输
  • 全双工通信:双向同时传输

通信信号

通信的目的是传送消息。如语音、文字、图像、视频都是消息。数据时传送消息的实体。信号是数据的电气或电磁的表现。

模拟信号和数字信号

  • 模拟信号 - 模拟信号是连续的信号。
  • 数字信号 - 数字信号是离散的信号。

调制解调

重要概念:

  • 基带信号 - 来自信源的信号叫做基带信号。
  • 调制 - 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)。简单来说:调制即,数字 -> 模拟。
  • 解调 - 在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号。简单来说:解调即,模拟 -> 数字。

📌 提示:我们上网时所用到的调制解调器(俗称“猫”),指的就是转换数字和模拟信号的机器。

信号要在信道上传输就要经过调制。

调制分为:基带调制和带通调制

基本带通调制方法

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如果你收听过广播,一定经常听到 AM、FM 这两个关键词,这是什么意思呢?答案如下:

  • 调幅(AM) - 即载波的振幅随基带数字信号而变化。
  • 调频(FM) - 即载波的频率随基带数字信号而变化。
  • 调相(PM) - 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。

📌 提示:我们收听广播时,为了接收不同广播台的信号,就要调整 AM 或 FM,指的就是这里的调制方法。

通信媒介

通信媒介分为两大类:

  • 导引型 - 双绞线、电缆、光纤
  • 非导引型 - 无线、红外线、大气、激光

信道复用

信道复用就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道),每一个子信道传输一路信号。

  • 频分复用
  • 时分复用
  • 波分复用
  • 码分复用