基本概念

物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指代某个具体的传输媒体
物理层的主要任务是确定与传输媒体接口有关的 一些特性
定义了标准

  1. 机械特性:定义物理连接的特性,规定物理连接所采用的规格,接口形状,引脚数目,引脚数量等排列情况之类
  2. 电气特性:规定传输二进制时候,线路上的信号的电压范围,抗阻匹配和传输速率和距离限制等
  3. 功能特性:指明某条线上出现的某一电平表示何种意义,接口部件 的信号线的用途
  4. 规程特性,也就是过程特性,定义了各条物理线路的工作规程和时序关系

    数据通信

    典型的数据通信模型
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    入网方式:电话线入网和宽带入网
    信源到信宿

    数据通信的相关术语

    通信的目的是传送消息
    数据:传送消息的实体:通常是有意义的符号序列
    信号:数据的电器电磁表现,是数据在传输过程中的存在形式
    数字信号:代表消息的参数取值是离散的,由高低电平
    模拟信号:代表消息的参数取值是连续的。
    信源:产生和发送消息的源头
    信宿:接收数据的重点
    信道:信号的传输媒介,一般用来表示向某个方向传送消息的戒指,因此一条通信线路往往包含发送信道和接受信道
    如果是传送模拟信号:就是模拟信道,反之数字信道
    按照传输介质来说,无线信道和有线信道
    三种通信方式

    通信方式

  5. 单工通信 只有一个方向的通信而没有反方向的交互,仅需要一条信道,是单方面的推送

  6. 半双工通信 通信的双方都可以发送或者接收消息,但任何一方都不能同时发送和接受,需要两条信道。一张网卡切换两种状态
  7. 全双工通信:通信双方可以同时发送和接收消息,也需要两条信道,多张网卡

    两种数据传输方式

  8. 串行传输 速度慢,费用低,适合远距离

  9. 并行传输 速度快,费用高,适合近距离,用于计算机内部数据传输打印机等并口设备、

    物理层概念

    码元

    码元是指用一个固定市场的信号波形去代表不同状态的离散数据,
    码元是数字信号的计量单位,这个时长内的信号称为k进制码元。该时长宽度是码元宽度。
    一个码元可以携带多个比特的信息量,例如一个码元是0, 另一种码元是1.
    四进制码元:
    image.png

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速率

传输速率:网卡向电缆推送数据的速度
传播速率:电磁波或光的传播速度
码元传输速率:1秒能传输多少个码元
可称为脉冲个数或信号变化的次数。单位是波特(baud)
1 baud= 1 码元/s
信息传输速率:信息速率,比特率等。
比特每秒 bit/s

信道的极限容量

奈氏准则:在假定理想情况下,为了避免码间串扰,码元传输速率是有上限的