计算机网络-物理层

我就是我 2023-10-12 19:34 90阅读 0赞

**目录**

一、物理层的基本概念

二、物理层下的传输媒体

（一）引导型传输媒体

（二）非引导型传输媒体

三、传输方式

（一）串行传输和并行传输

（二）同步传输和异步传输

（三）单向通信(单工)、双向交替通信(半双工)和双向同时通信(全双工)

四、编码与调制

五、信道的极限容量

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## 一、物理层的基本概念 ##

物理层考虑的是**怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流**。

物理层为数据链路层**屏蔽了各种传输媒体的差异**，使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。

物理层协议的主要任务：

*  机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸引脚数目和排列、固定和锁定装置。
 *  电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
 *  功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
 *  过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

## 二、物理层下的传输媒体 ##

### （一）引导型传输媒体 ###

#### 1、同轴电缆 ####

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*  基带同轴电缆 (50Ω)：数字传输，过去用于局域网
 *  宽带同轴电缆(75Ω)：模拟传输，目前主要用于有线电视

同轴电缆价格较贵且布线不够灵活和方便，随着集线器的出现，在局域网领域基本上都是采用双绞线作为传输媒体

#### 2、双绞线 ####

#### ![392fe9e03f0345dfb2fba27d7a0450f8.png][] ####

#### 3、光纤 ####

![ba28e05710064592850a74a6923c6f68.png][]

**光纤的优点：**

1.  通信容量大 (25000~30000GHz的带宽)
2.  传输损耗小，远距离传输时更加经济
3.  抗雷电和电磁干扰性能好。这在大电流脉冲干扰的环境下尤为重要
4.  无串音干扰，保密性好，不易被窃听
5.  体积小，重量轻

**光纤的缺点：**

*  割接需要专用设备
 *  光电接口价格较贵

光纤结构：

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当光从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角；因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，即光碰到包层时，就会反射回纤芯。

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#### 4、电力线 ####

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### （二）非引导型传输媒体 ###

**1、无线电波**

**2、微波**

![0d9b50fd39dc4bec9d2c26eaa40fa773.png][]

**3、红外线**

很多电子设备比如遥控器，或者某些牌子的手机或者电脑仍配备了红外接口，但因其缺点：

1.  点对点无线传输
2.  直线传输，中间不能有障碍物，传输距离短
3.  传输速率低(4Mb/s~16Mb/s)

电脑红外接口现已被淘汰

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**4、可见光**

即新出现的LIFI，但是短时间内应该是无法取代WIFI，LiFI仍在研制中，但其前景被很多人看好

## 三、传输方式 ##

### （一）串行传输和并行传输 ###

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> 网络中的通信是串行传输。
> 
> 电脑内部是并行传输，比如CPU和内存

### （二）同步传输和异步传输 ###

**同步传输**

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同步传输需要进行双端设备的时钟同步，实现收发双方时钟同步的方法主要有两种：

*  外同步:在收发双方之间添加一条单独的时钟信号线
 *  内同步:发送端将时钟同步信号编码到发送数据中一起传输(例如曼彻斯特编码

**异步传输**

字节之间的时间间隔不是固定的，接收端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步。因此，通常需要在每个字节前后加上起始位和结束位。

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### （三）单向通信(单工)、双向交替通信(半双工)和双向同时通信(全双工) ###

### ![86c2a84ae5cf4871b2e6005d34a2a848.png][] ###

## 四、编码与调制 ##

在计算机网络中，常用的是将数字基带信号通过编码或调制在相应信道中传输

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可以采用混合编码

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## 五、信道的极限容量 ##

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