《计算机网络》物理层

1、数据通讯系统模型

2、传输媒体(介质/媒介)

双绞线:价格便宜,性能也不错,使用十分普遍,数字传输和模拟传输均可以使用双绞线.

同轴电缆:被普遍用于传输较高速率的数据,目前主要用在有线电视网中.

光缆:光纤通讯使用的媒介,传输带宽远远大于其余各类传输媒体的带宽,

发送端有光源,利用发光二极管或者半导体激光器在电脉冲的做用下产生光脉冲;

接收端利用光电二极管作成光检测器,检测到光脉冲时还原出电脉冲.

 

无线电波:传输媒介是自由空间,传统的微波通讯主要有两种:地面微波接力通讯、卫星通讯.

3、信道复用技术

1⃣️频分复用(FDM)

全部用户在一样的时间占用不一样的带宽资源(频率带宽)

若每一个用户占用的带宽不变,则当复用的用户数增长时,复用后的信道总带宽就跟着变宽.

2⃣️时分复用(TDM)

 

全部用户在不一样时间占用一样的频带宽度(更有利于数字信号的传输) 

每一个时分复用帧的长度时不变的,始终时125us,如有1000个用户进行时分复用,则每个用户分配到的时隙宽度就是125us的千分之一,时隙宽度很是窄的脉冲信号所占的频谱范围也是很是宽的.

因为计算机数据的突发性质,一个用户对已经分配到的子信道的利用率通常是不高的,当用户在某一段时间暂时无数据传输时,那就只能让已经分配到手的子信道空闲着,其余用户也没法使用该信道.

3⃣️统计时分复用(STDM)

假定全部的用户都不间断地向集中器发送数据,那么集中器确定没法应付,它内部设置的缓存都将溢出,因此集中器可以正常工做的前提是假定各用户都是间歇地工做.

因为STDM帧中的时隙并非固定地分配给某个用户,所以在每一个时隙中还必须有用户的地址,这是统计时分复用要有的不可避免的开销,上图中每一个时隙以前的短时隙(白色)就是放入这样的地址信息.

综合以前的网络层、链路层、物理层传输规则,咱们大体能够想象一下,这其中的过程:

4⃣️波分复用(WDM)

 

左侧有8种光波信号,波长各不相同,经过光复用器合在一块儿后在一根光纤种传输,接收端用光分用器将合在一块儿的8种光波再分开来.

5⃣️码分复用(CDM)

更经常使用的名词是码分多址CDMA,每一个用户能够在一样的时间使用一样的频带进行通讯.因为各用户使用通过特殊挑选的不一样码型,所以各用户之间不会形成干扰.

站点	码片序列	码片序列正负1表示法(向量)	码片序列反码
A	10001000	+1 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1	01110111
B	01000100	-1 +1 -1 -1 -1 +1 -1 -1	10111011
C	00100010	-1 -1 +1 -1 -1 -1 +1 -1	11011101
D	00010001	-1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 +1	11101110

每一个站分配的码片序列不只各不相同,而且还必须互相正交,若是码片长度为m(m为2的n次方),那么能产生log₂m + 1 个这样的码片(log₂8 + 1 = 4);

上述公式就是码片正交的条件.拿A、B两个站点的码片序列测试以下:

[(-1) + (-1) + (+1) + (+1) + (-1) + (-1) + (+1) + (+1)] / 8 = 0 / 8 = 0;

同理:

对于每一个站点,若是要发送比特0,那么发送该站点的码片序列反码,若是发送比特1,则发送该站点的码片序列.

另外有3个重要结论:

对于知足两两正交码片序列来讲,如今有:

一个码片序列的向量S和向量反码S^-,和任意其余码片序列向量T和其向量反码T^-;

S x S = 1;

S x S^{- = -1;}

S x T = 0;

S x T^- = 0;

假如如今每一个站都发出了三个码元;

A : A A A^-    110

B : B^- B B^-   010

C : C C^- C   101

D : D^- D D   011

当要获取A站发出的信息,因而拿A站的码片向量A去比对,比对结果以下:

Da : A x A  A x A  A x A^-      ----->  1 1 -1

D_b : A x B^-  A x B  A x B^-     ----->  0 0 0 

Dc : A x C  A x C^-  A x C      ----->  0 0 0 

Dd : A x D^- A x D  A x D       ----->  0 0 0

因此 1 1 -1 就是A站发送的数据比特