【计算机网络-3】 【第二章】物理层——基本概念、数据通信基础

    xiaoxiao2026-08-21  0

    比特(bit) ——二进制数的一位所包含的信息就是一比特,如二进制数0101就是4比特。 字节 ——8个比特位. 速率

    ——连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据的速率,b/s 、bit/s、bps 。 带宽 ——通信线路传输数据的能力(最高数据率), 单位 比特每秒 b/s。

    (“带宽”是一个很容易让人混淆的概念,这里说得很清楚,带宽就是最高数据率

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    (以前一直无法理解的“时延”概念,此处说得很清楚)

    时延 ——数据(一个分组、一个报文)从网络的一端传送到另一端所需要的总时间 发送时延 ——从发送分组的第一个比特算起,到该分组最后一个比特发送完毕所需的时间。

    发送时延=分组长度/信道宽度 传播时延 ——一个比特从链路一端到另一端所需的时间 传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延

    时延带宽积——连续发送数据时,第一个比特即将到达终点时,已发出的所有比特数。 往返时延——发送端 发送数据——接收到接收端的确认,总共经历的时延 吞吐量——单位时间内,通过某个网络(信道、接口)的数据量

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    通讯基础: 信道 ——传输信息时, 信号 沿 发送端 传到 接收端 通路 信源 ——产生和发送数据的源头。 宿 ——接收数据的终点。 数据 ——传送信息的实体。 分模拟数据 数字数据两种 * 信息 ——以某种格式组织起来的数据 信号 ——  数据的具体 物理表现 (比如说一根铜线上有没有数据,要去检测线上有没有信号),分模拟数据(连续)、 数字(离散)信号两种。 通信 ——信息的 传输与交换 数据通信 ——以传送数据为业务的通信 带宽 —— 频带宽度 码元 ——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。 ——一个信号 编码单元  。波形,一个固定时长的基本信号波形。 ——表示一位K进制数字,代表不同离散数值的基本波形。 ——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。 ——一个码元可以携带N个比特的信息量。 码字 ——若干个码元组成的 字符串序列 波特——单位时间内传输的码元数 数据分组 ——把较大的数据块分成较小的数据段。 通常数据分组也称为数据包。 不同的网络 层中,分组名称不同(帧 信元 IP数据报)。 —————————————————————————————— 单工通讯——电视台。一个人能发,另一个只能收 半双工通讯——对讲机。双方都能收发,但不能同时收发。 全双工通讯——手机 电话 基带信号——来自信源的信号。(比如 人说话的声波) 带通信号——把基带信号经过载波调节后,把信号频率范围搬移到较高的频段,以便在信道中传输。(人说话,电视台麦克风把声音调成带通信号,收音机接收到在解调成人能听见的) —————————————————————————————— —————————————————————————————— ———————————————————————————————————————————————————————————— 奈奎斯特定理(奈氏准则、采样定理) ——理想低通(没有噪声、没有带宽限制)的信道中,极限码元传输率为2W baud。 ——理想低通信道下的极限数据传输率=2Wlog2(V)(w是理想低通信道的带宽 单位Hz 。V是每个码元离散电平的数目。) ——他给出了在假定的理想条件下,为了避免码间串扰,码元的传输速率的上限值。 奈氏准则结论: 1.码元传输速度是有上限的,若超过上限,就会出现码间串扰(接收端收到的信号的波形失去了码元之间的清晰界限)。 2.信道频带越宽,就可以用更高的速率进行码元的有效传输。 3.奈氏准则给出了码元传输速率的限制,但没有对信息传输速率给出限制。 ———————————————————————————————————————————————————————————— 香农定理 ——给出了带宽受限且有 高斯白噪声 干扰的信道的极限数据传输速率。 当用此速率进行传输时,可以做到不产生误差。 ——信道的极限数据传输速率 C=Wlog2(1+S/N) 。单位b/s。 W:信道的宽度 S:信道所传输信号的平均功率 N:信道内部的高斯噪声功率 S/N:信噪比,信号的平均功率和噪声的平均功率之比,信噪比=10log10(S/N)单位dB。 香农定理结论: 1.信道带宽 或 信噪比越大,信息极限传输速率就越高。 2.一定的带宽和信噪比,信息传输速率上限就确定了。 3.只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率,就一定能找到某种方法来实现无差错的传输。

    4.香农定理得出的为极限信息传输速率,实际信道能达到的传输速率要比它低不少。

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    调制方法:

    编码方法: ———————————————————————————————————————————— ———————————————————————————————————————————— 信道极限容量 发送速率快 发送速率慢 (光纤可以比铜线更快的发送码元,它能能识别出发送更快的码元) —————————————————————————————————————————— ——— ——— —————————————————————————————————————————— ——— ——— 传输方式——电路交换、报文交换、分组交换 分组交换——虚电路、数据报 ———————————— 信道复用技术: FDM 频分复用(打电话 TDM 时分复用/STDM统计时分复用 WDM波分复用(光的频分复用
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