1.1 物理层涉及到的内容
- 关注于如何让线缆跟快速的传送信号。
- 物理层的重点就是讲通信技术。
物理层定义了与传输媒体的接口有关的一些特性。
- 机械特性:定义了计算机网络设备接口的标准
- 广域网接口
- 广域网接口线缆
- 网线,以太网接口的标准
- 路由器
- 电气特性:电压的工作范围,例如:0 - 15 伏、-15 - 15 伏。
- 功能特性:信号传输的特性,例如:0 伏代表 0,15伏代表 1。
过程特性:定义了工作线路的通信,也就是定义线路传递什么样的信息。
2.1 数据通信基础
2.1.1 数据通信模型
局域网通信模型
计算机到集线器或者交换机网线的距离不能超过一百米。
- 广域网通信模型
远距离传输方式一:用电话线进行传输,可以使用调制解调器将数字比特流转换成模拟信号进行传输。模拟信号采用的是频分复用技术。
远距离传输方式二:使用光纤进行传输,将数字比特流转换成光信号。光信号采用的是波分复用技术。
- 信息(Message):通信的目的是传送信息,如文字、图像、视频和音频等都是消息。
- 数据(Data):信息在传输之前需要进行编码,编码后的信息就变成数据。
- 信号(signal):数据在通信线路上传递需要变成电信号或光信号。
如下图所示浏览器访问网站的过程,展现了信息、数据和信号之间的关系,网页的内容就是要传送的信息,经过M字符集(字符集就是给一个国家的文字或字符进行编码,英文字符集有ASCII码,中文字符集有GBK、UTF-8等,为了方便说明字符集的作用,案例中的字符集只是列举了4个字符)进行编码,变成二进制数据,网卡将数字信号变成电信号在网络中传递,接收端网卡接收到电信号,转化为数据,再经过M字符集解码,得到信息。
当然为了传输声音或图片文件,可以将图片中的每一个像素颜色使用数据来表示,将声音文件的声音高低使用数据来表示,这样声音和图片都可以编码成数据。
2.1.3 模拟信号和数字信号
模拟信号或连续信号
- 指用连续变化的物理量所表达的信息,如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等等,我们通常又把模拟信号称为连续信号,它在一定的时间范围内可以有无限多个不同的取值。
数字信号或离散信号
代表信息的参数的取值是离散的,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。比如计算机传输二进制数据111011000110010101001100,就可以使用数字信号进行表示。如图所示的二进制码元,一个码元表示一个二进制数。
- 二进制码元
- 一个码元表示一个二进制数。
- 八进制码元
- 一个码元代表三位二进制数。
- 四进制码元
- 一个码元代表两位二进制数。
2.1.4 数字信号和模拟信号优缺点
- 模拟信号在传输过程中如果出现信号干扰发生波形发生变形,很难纠正。
- 数字信号波形失真可以修复
2.1.5 模拟信号转换成数字信号
模拟信号可以转换成数字信号,转换过程有失真。所以听歌还要去演唱会现场,100%的音效。使用电脑听的音乐是转换成数字信号后再还原成模拟信号,就达不到现场效果了。
采样频率和采样精度决定音乐的品质