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  • 功能:屏蔽不同传输媒体和通信手段之间的差异,为上层提供一个统一的 bit 传输服务
    • 至于怎么屏蔽就是物理层的协议,又称规程
  • 接口特性:
    • 机械特性:形状,引线数目,固定和锁定装置
    • 电气特性:电压,阻抗,速率(如 20kb/s)
    • 功能特性:某一个电气特性代表什么含义 - 比如每个引脚高电平代表什么,低电平代表什么
    • 过程特性:规定接口上发生的各种事件的时间顺序
  • 数据通信系统的模型
    • 三大部分:
      • 发送端 = 信源 + 发送器
      • 传输网络
      • 接收端 = 接收器 + 信
      • image.png
  • 信道编码调制
    • 信道
      • 通信:源和终点时间传输信息
      • 信道:传输的通道。分为单工,半双工,全双工
      • 传输的内容:
        • 信息:你要表达的意思
        • 消息:信息的载体。如图片
        • 数据:消息的实体。例如比特和模拟数据
        • 信号:消息的载体。数字信号和模拟信号
      • 调制
        • 最开始产生的信号叫做基带信号,信号之间会干扰(比如频率相同)
        • 调制方法:
          • 基带调制:对基带信号进行波形变化,例如用高低电平表示 0 1
          • 带通调制:使用载波将基带信号的频率提高,并且变成模拟信号
      • 调制是变成模拟信号,编码是变成数字信号
  • 考点:数字信号和模拟信号的转换关系
    • 数字转数字
      • 使用数字发送器
      • 搭配若干数字信号编码
    • 数字转模拟
      • 调制器
      • 调制方法
    • 模拟转数字
      • PCM (脉冲编码调制),例如 CD 采样
      • 采样(两倍频率才能无损),量化(分级),二进制编码(128 级为 7 为编码)
    • 模拟转模拟
      • 放大器和调制器
      • 模拟信号加载到再摸信号传输,如电话机 ☎️
  • 数字信号编码: 01 => 电平

    • 不归零制(NRZ):用高低区分 01
      • 无时钟信息,需要搭配时钟使用否则无法区分连续的 0/1
    • 归零制(RZ):每个周期末端归零表示同步信息
      • 如图为单极性归零原理:
      • image.png
    • 曼彻斯特:用一个跳变表示一个比特。比如高跳低位 1,低跳高为 0。自带同步信息所以最常用
    • 差分曼彻斯特编码
    • 反向不归零制(NRZI) - 什么玩意
    • image.pngk'j

    • 跳过 调制:将 01 => 正弦波

      • ASK: 用幅度区分 0 1
      • FSK:用频率区分 0 1
      • 调相:用相位区分 0 1
    • 信道的极限容量
    • 奈氏定律: #跳过
    • 香农定律:若带宽 $W$,信号平均功率 $S$,高斯噪声功率 $N$ 则最高速率 $$ C = W log_2 (1 + S / N) ("bit" slash s) $$
      • 信噪比 (dB) = $10 log_10 (S slash N) ("dB")$
    • 跳过 速率计算

    • 物理层下的传输媒介
    • 导引型:电磁波沿着固态媒体传播
    • 非导引型:自由空间传播(无线技术)
    • 频谱:
    • image.png
    • 导引型传输媒体
      • 双绞线:两根铜线发射的电磁波相互抵消
        • UTP: 无屏蔽双绞线
        • STP: 屏蔽双绞线,贵且需要接地,抗干扰
        • 如何购买:
        • image.png
      • 同轴电缆:绝缘保护套层 + 外导体屏蔽层 + 绝缘层(厚)+ 内导体,但不用了
      • 光纤:电转光 => 全反射传输 => 光转电。光纤是数字信号,亮暗为 01
        • 多模光纤:折射次数多,强度衰减快,搭配发光二级管这样的低质量光源,局域网连接用的多,远距离需要中继器
        • 单模光纤:
          • 折射角度极小
          • 光源:半导体激光器
          • 远距离传输
      • BASE10: 同轴电缆
        • BASE-T:双绞线
        • BASE-F: 光纤
    • 非导引型传输媒体
      • 微波:不能绕行,会穿透电离层,接力方法:
        • 卫星
          • 同步卫星:GPS
          • 地轨道卫星:星链
        • 地面微波接力:蜂窝网络
    • 信道复用技术
    • 频分复用 FDM: 一个用户自始至终占用一个频带。容量小
    • 时分复用 TDM: 用户按照时间片轮转占用,每次占用全部频段。容量也小
    • 统计时分复用 STDM: #跳过
    • 波分复用:光信号分频k'j率

    补充: 中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关的区别

  • https://blog.csdn.net/weixin_30297281/article/details/96976846?spm=1001.2101.3001.6661.1&utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7EPaidSort-1-96976846-blog-21070807.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base9&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-2%7Edefault%7EBlogCommendFromBaidu%7EPaidSort-1-96976846-blog-21070807.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base9&utm_relevant_index=1

  • 中继器: 仅放大信号
  • 集线器 HUB: 碰撞检测 + 再生整形放大,不记录 MAC,广播发送,工作于物理层
  • 网桥:是数据链路层设备,隔离子网。连接两个集线器
  • 交换机: 多对多通信
  • 路由器:网络层设备