我是大白(●—●),这是我开始学习记录大白Java软件攻城狮晋升之路的第六天和第七天。
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,而不是指具体的传输媒体。
物理层主要任务:确定与传输媒体接口有关的一些特性 (即定义标准)
通信的目的是传送消息。
从通信双方信息的交互方式看,可以有三种基本方式:
一条
通道。两条
信道。两条
信道。码元是指用一个固定时长
的信号波形
(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形,是数字通信中数字信号的计量单位,这个时长内的信号称为k进制码元,而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时(M大于2),此时码元为M进制码元。
1码元可以携带多个比特的信息量。例如,在使用二进制编码时,只有两种不同的码元,一种代表0状态,另一种代表1状态。
此图代表一个二进制码元
如果是4进制码元,则码元的离散状态有四个,分别是4中高低不同的信号波形:00、01、10、11
速率
也叫数据率,是指数据的传输速率
,表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。
波特
(Baud)。1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元
。这里的码元可以是多进制的,也可以是二进制的,但码元速率与进制数无关。
关系
:若一个码元携带n bit的信息量,则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为 M*N bit/s
带宽
:表示单位时间内从网络中某一个点到另一个点所能通过的“最高数据率”,常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力。单位是b/s。
影响失真程度的因素:
码间串扰:接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限
的现象,是频率太高导致的。
奈氏准则:在理想低通(无噪声,带宽受限)条件下,为了避免码间串扰,极限码元传输速率为2W Baud,W是信道带宽,单位是Hz。
码元传输的速率是有上限的
。若传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰问题,使接收端对码元的完全正确识别成为不可能。噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。由于噪声随机产生,它的瞬时值有时会很大,因此噪声会使接收端对码元的判决产生错误。但是噪声的影响是相对的,若信号较强,那么噪声影响相对较小。因此,信噪比
就很重要。
信噪比=信号的平均功率/噪声的平均功率,常记为S/N,并用分贝(dB)作为度量单位,即
信噪比
(
d
B
)
=
10
l
g
(
S
/
N
)
信噪比(dB)=10lg(S/N)
信噪比(dB)=10lg(S/N)
香农定理:在带宽受限且有噪声的信道中,为了不产生误差,信息的数据传输速率有上限值。
信道的极限数据传输速率
=
W
l
o
g
2
(
1
+
S
/
N
)
,单位
(
b
/
s
)
信道的极限数据传输速率=Wlog₂(1+S/N),单位(b/s)
信道的极限数据传输速率=Wlog2(1+S/N),单位(b/s)
无差错的传输
。信道:信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质,因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
在传输距离较近时,计算机网络采用基带传输方式(近距离衰减小,从而信号内容不易发生变化)
在传输距离较远时,计算机网络采用宽带传输方式(远距离衰减大,即使信号变化大也能最后过滤出来基带信号。