如何在链接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流(01010),而不是指具体的传输媒体。
屏蔽硬件设备和传输媒体的差异,使数据链路层感觉不到这些差异。 那么数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务,不必考虑具体传输媒体是什么。
物理层的协议也常称为物理层规程
确定传输媒体的接口的一些特性。
源系统又包括以下几个部分
源点设备产生要传输的数据
源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输
可以是简单的传输线路,也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统
目的系统又包括以下几个部分
接收传输系统传送过来的信号,并把它转换为能够被目的设备处理的信息
终点设备从接收器获取传送过来的数字比特流,然后进行信息输出
通信的目的是传送消息(Message)
数据(data)——运送消息的实体。
信号(signal)——数据的电气或电磁的表现。
信道一般表示向某一个方向传输信息的媒体。所以通信线路往往包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道。
要利用信道传输数据,必须将数据转换为能在传输媒体上传送的信号。
信道可分为:
编码(coding)指的是:将数字数据转换为数字信号的过程
将数字数据转换成模拟信号的过程称为调制(modulation)
来自信源的信号
矩形脉冲波形的数字信号包含从直流开始的低频分量
基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号,比如说我们说话的声波。
基带传输:在数字信道上直接传输基带信号的方法
把基带信号经过载波调制后,把信号的频率范围迁移到较高的频段以便在信道中传输(即仅在一段频率范围内能够通过信道)。
基带信号往往包含较多的低频成分,甚至直流成分。而许多模拟信道仅能通过某一频率范围的信号,不能直接传输这种基带信号
所以必须对基带信号通过载波进行调制,成为带通信号这样就能够在模拟信道中传输。
因此在传输距离较近时,采用基带传输方式(衰减不大,信号内容不会变化)。 传输距离较远时,采用带通传输方式,例如从计算机到监视器,打印机等外设的信号。
实现调制和解调功能设备称为:调制解调器
码元传输速率越高,信号传输距离越远,噪声干扰越大,或传输媒体质量越差,在信道的输出端的波形的失真就会越严重
限制码元在信道上的传输速率的因素:有以下两个
单向通信(单工通信)——只能有一个方向的通信,没有反向交互。
双向交替通信(半双工通信)——通信的双方都可以发送信息,但是不能双方同时发送或接收。
双向同时通信(全双工通信)——通信的双发可以同时发送和接收。
串行传输:
并行传输:
导向传输媒体中,电磁波沿着固体媒体传播。
屏蔽双绞线STP
无屏蔽双绞线UTP
50欧姆同轴电缆(基带同轴电缆)——用于数字传输,多用于基带传输;
75欧姆同轴电缆(宽带同轴电缆)——用于模拟传输,多用于带通传输;
注意,现在网卡能够自动协商,所以交叉线和直通线已经无所谓了,连错了也没关系。
光线在光纤中折射
光纤的工作原理
非导向传输媒体指自由空间,其中的电磁波传输称为无线传输。
无线传输的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射,但短波信道的通信质量较差。
微波在空间主要是直线传播(延迟大)——地面微波接力通信;卫星通信。
集线器的特点
工作特点是:在网络中只起到信号放大和重发作用
目的是:扩大网络的传输范围,而不具备信号的定向传送能力。
最大传输距离是100m
现在很少用集线器了,它不安全,一般用交换机。
转发器(Repeater)又被称为中继器或放大器,执行物理层协议,负责第一层(物理层)的数据中继,实现电气信号的“再生”。用于互连两个相同类型的网段,主要功能是延伸网段和改变传输媒体,从而实现信息位的转发。它本身不执行信号的过滤功能。
复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。
实现信道复用技术的方式:
用户在分配到一定的频带后,在通信过程中始终站用这个频带。
发送端:
接收端:
频分复用FDM的例子
实现技术机制:
时分复用设备:
缺点:
需要在放置前添加标记。
波分复用就是光的频分复用。
常用的名词是码分多址:CDMA(Code Division Multiple Access)
这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。
下面我们设m=8来方便理解
要求:
发送的bit位:
S站的码片与S站进行内积可以得出需要的结果 S站的码片与其他站进行内积的结果为0
所以S站相要发送的所有信号中获得发送给自己的信号,就要通过S的码片与所有的信号进行求内积运算,将其他信号过滤
由于历史原因,PCM有两个互不兼容的标准:欧洲是E1标准(30路),北美是T1(24路)。
我国采用的是:E1标准 E1传输速率:2.048Mb/s;而T1的传输速率是:1.544Mb/s
当需要有更高的速率时,可采用复用的方法。
声波每秒采样8000次,每一个码元是一个字节(8位二进制数),所以64K二进制就可以传走声音。
E1电路是32路电路进行时分复用:
T1电路是24路电路进行时分复用:
HFC使用有线电视网络线提供Internet访问
具有很宽的频带 能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网
无线接入技术目前最常用的有两种:
交叉线: 用于连接相同的设备,如
直通线:用于连接计算机与网络设备,如
【计算机网络】第一章——计算机网络体系结构详细介绍计算机网络的概念……
【计算机网络】第一章——计算机网络体系结构详细介绍计算机网络的组成与功能……
知识扩展:无线,WiFi,移动IP。可以帮助我们更加深入的了解计算机网络原理逻辑
物理层
物理层向数据链路层提供服务 物理连接的建立、维护和释放
物理层接口特性机械特性电器特性功能特性过程特性数据通信系统划分源系统(发送端)、传输系统(传输网络)、目的系统(接收端)源系统源点:产生要传输的数据发送器:将信息通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输接收器:接受传输系统传送过来的信号终点:终点设备从接收器获取传送来的数字比特流信号分类: (1)模拟信号:代表消息的参数的取值是连续的 (2)数字信号:代表消息的参数的取值是离散的通信双方信息交互
物理层作为 TCP/IP 参考模型的最底层,实际面向连接,承载数据的发送,其将数据链路层递交下来的数据帧封装成 bit 流的形式,以有线 / 无线的方式进行传递。 1、一些概念数据(data)——运送消息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”(analogous)
物理层的基本概念为什么需要物理层通信需要通路:光、电、无线通路连接方式数据在通路上的表现形式:数据如何转变成通路上需要的形式、数据传输速率通路共享通路传送数据的规则物理层的功能物理层不包含物理媒介,而是确定与传输媒体的接口特性。机械特性电器特性功能特性过程特性主要功能:解决计算机间比特传输问题,即透明地传送比特流,关心的是点到点的问题。透明传输:指不管所传输的数据是什么样的比特组合,都能够在链路上传输。要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异。常用物理层相关
物理层,考虑的是怎样才能处理各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。计算机内部多采用并行传输方式,但
中继器:【不会存储转发】【再生数字信号】 集线器:【多口中继器】【再生,放大信号】【集线器不能分割冲突域】【连在同一个集线器上的主机会平分带宽!】什么是冲突域?在以太网中,如果某个CSMA/CD网络上的两台计算机在同时通信时会发生冲突,那么这个CSMA/CD网络就是一个冲突域(collision domain)。
1.物理层接口概述物理层主要任务:1.在传输介质上实现无结构比特流的传输;2.规定数据终端设备(DTE)和数据通信设备(DCE)之电路特性。例如: 信号的电平。3......
一层主要解决怎么连接计算机,也就是传播介质的问题,解决了这个问题,01比特就可以传输了关于这个问题,我们拆成哪些基本问题呢?传01比特,我们需要把它转成什么来传?那就是编码问题那他传数据的性能怎么样我怎么衡量呢?把他放在哪里传呢?信道可以复用吗?下面我们从概述讲起,然后分别解... ...
1、物理层要解决哪些问题?物理层的主要特点是什么? 物理层要解决的主要问题: (1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,就可以使数据链路层只需要考虑完成本层的协议和服务。 (2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般
计算机网络 | 物理层物理层(或称物理层,Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,而提供具有机械的,电子的,功能的和规范的特性。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层。物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及
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