《计算机网络》物理层笔记思维导图
计算机网络物理层笔记整理
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思维导图大纲
《计算机网络》物理层笔记思维导图模板大纲
第一节 通信基础
信道传输信号方式
基带传输：数字信号直接在信道上传输
频带传输：将数字信号调制为模拟信号在模拟信道上传输
宽带传输：并行的频带传输
通信双方的信息交互方式
单工通信：只要一条信道
半双工通信：需要两条信道
全双工通信：需要两条信道
区分两种速率
码元传输速率/码元速率/波形速率/调制速率/符号速率
信息传输速率/信息速率/比特率
计算极限数据传输率的两大定理
奈奎斯特定理/奈氏准则
计算理想低通（没有噪声，带宽有限）信道的极限数据传输率
香农定理
计算带宽有限，且具有高斯白噪声的信道的极限数据传输率
注意区分S/N与信噪比
编码与调制
数字数据编码为数字信号
非归零编码（NRZ）：容易实现，没有检错功能，收发双方难以保持同步
非归零反相编码（NRZ-i）：电平的一次反转表示1
曼彻斯特编码（以太网使用的就是此编码）：所占的频带宽度是原始基带宽度的两倍，可以实现同步
差分曼彻斯特编码：可以实现自同步，抗干扰能力较好
4B/5B编码
数字数据调制为模拟信号
幅移键控（ASK）：容易实现，抗干扰能力较差
频移键控（FSK）：容易实现，抗干扰能力强，目前应用较为广泛
相移键控（PSK）
正交振幅调制（QAM）
模拟数据编码为数字信号
脉码调制（PCM）：对音频信号进行编码
采样：采样频率必须大于等于最大频率（一般是波特率）的两倍（奈奎斯特定理）
量化
编码
模拟信号调制为模拟信号
数据交换方式
电路交换
特点：交换数据前先建立连接，没有差错控制能力
报文交换
特点：无需建立连接，使用存储转发的方式，但是报文大小没有限制
分组交换
特点：报文大小受限的报文交换，并且不同分组可以并行传输，因为长度固定，所以传输时延较报文交换小
数据报
不建立连接，尽最大努力交付的分组交换，分组无序到达
分组需要包含发送端和接收端的完整地址
虚电路/信元交换
建立连接，保证分组有序到达的分组交换
虚电路连接有永久的和临时的两种
分组不需要包含目的地址，只有一个虚电路号，开销较小
一个结点可以同时维持多个虚电路（与电路交换做对比）
第二节 传输介质
常见传输介质
双绞线
屏蔽双绞线（STP）
非屏蔽双绞线（UTP）
特点：距离过远时，使用放大器放大衰减的模拟信号，使用中继器整形失真的数字信号
同轴电缆
50Ω同轴电缆/基带同轴电缆：传送基带数字信号
75Ω同轴电缆/宽带同轴电缆：传送宽带模拟信号
光纤
多模光纤
单模光纤
无线传输介质
无线电波
微波、红外线、激光：需要有视线通路
物理层接口的特性
机械特性：规定接插装置
电气特性：规定传输二进制位的时候，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制
功能特性：指明某一条线上出现某一电平的电压表示的含义，接口部件的信号线的用途
规/过程特性：各物理线路的工作规程和时序关系
第三节 物理层设备
中继器/转发器
不检错
5-4-3规则：采用粗同轴电缆的10BASE5以太网规范中，互相串联的中继器个数不超过4个，使用4个中继器串联的5段通信介质中只用3段可以挂接计算机。
集线器
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