物理层(PHY)
一、物理层的定义
物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。如果您想要用尽量少的词来记住这个第一层,那就是“信号和介质”。
二、物理层的作用
- 传输比特流(高低电平,1代表高电平,0代表低电平)
- 连接不同的物理设备
三、物理层接口特性
物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。
物理层主要任务:确定与传输媒体接口有关的一些特性定义标准
机械特性:
定义物理连接的特性,规定物理连接是所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况电气特性:
规定传输二进制位时,线路上的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等功能特性:
指明某条线上出现的某一电平表示何种意义,接口部件的信号线的用途规程特性(过程特性):
定义各条物理线路的工作规程和时序关系
三、物理层的传输单位
- 比特(bit)
- 字节(Byte):1B = 8b
- 千字节(KB): 1KB = 1024B
- 兆字节(MB):1MB = 1024KB
- 吉字节(GB):1GB = 1024MB
四、定义传输介质
传输介质也称传输媒体/传输媒介,它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路。
传输媒体并不是物理层。传输媒体在物理层下面,因为物理层是体系结构的第一层,因此有时称传输媒介为0层。在传输媒体中传输的是信号,但是传输媒体并不知道所传输的信号代表是什么意思。但物理层规定了电气特性,因此能够识别所传送的比特流。如果把物理层比如成傻瓜,那么传输媒体就连傻瓜都不如。
- 传输介质可以分为:导向性传输介质和非导向性传输介质
导向性传输介质:电磁波被导向沿着固体媒介(铜线/光纤)传播
双绞线:屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线。
光纤:多模光纤、单模光纤。
同轴电缆。非导向性传输介质:自由空间,介质可以是空气、真空、海水等。
红外线/激光
微波
无线电波
五、数据交换
数据交换是指在多个数据终端设备(DTE)之间,为任意两个终端设备建立数据通信临时互连通路的过程。数据交换可以分为:电路交换、报文交换、分组交换和混合交换。
电路交换
当用户之间要传输数据时,交换中心在用户之间建立一条暂时的数据电路。电路接通后,用户双方便可传输数据,并一直占用到传输完毕拆除电路为止。电路交换引入的时延很小,而且交换机对数据不加处理,因而适合传输实时性强和批量大的数据。
报文交换
一般都是利用计算机实现的。发信端用户首先把要发送的数据编成电文,连同收信地址等辅助数据一起发往本地交换中心,在那里把它们完整地存储起来并作适当处理。当本地交换中心的输出口有空时,就将电文转发到下一个交换中心,最后由收信端的交换中心将电文传递到用户。
分组交换
把数据分割成若干个长度较短(一般不超过 128个字符)的分组,每个分组内除数据信息外还包括控制信息,它们在交换机内作为一个整体进行交换。每个分组在交换网内的传输路径可以不同。分组交换也采用存储转发技术,并进行差错检验、重发、返送响应等操作,最后收信端把接收的全部分组按顺序重新组合成数据。
混合交换
在一个计算机网络中同时采用电路交换和分组交换方式,称为混合交换。混合的方法是将传送信道分为不同的带宽,将一部分带宽分配给电路交换使用,而将另一部分带宽分配给分组交换使用。这里所谓的带宽就是指在一条传输信道上允许传输信息的频带宽度,即能从信道上通过信号的最高频率。
六、物理层设备
中继器
中继器是工作在物理层上的连接设备。适用于完全相同的两个网络的互连,主要功能是通过对数据信号的重新发送或者转发,来扩大网络传输的距离。 中继器是对信号进行再生和还原的网络设备集线器
集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
七、数据通信相关术语
信号:数据的电气/电磁的表现,是数据在传输过程汇总的存在形式。
数字信号/离散信号:代表消息参数的取值是离散的
模拟信号/连续信号:代表消息参数的取值是连续的。信源:产生和发送数据的源头。
新宿:接收数据的终点。
信道
信道的基本概念- 信道是往一个方向传输信息的媒体
- 按传输信号分:模拟信道(传输模拟信号)、数字信道(传输数字信号)
- 按传输介质分:无线信道、有限信道
- 一条通信信道包含一个接收信道和一个发送信道
- 单工通信信道、半双工通信信道、全双工通信信道
- 串行通信、并行通信
- 同步通信、异步通信
- 信道是往一个方向传输信息的媒体
码元
速率
波特
带宽
失真
奈氏准则
香氏定理
基带信号 /宽带信号
编码/调制
编码
数字数据编码为数字信号
- 非归零编码(NRZ)
- 曼彻斯特编码
- 差分曼彻斯特编码
- 归零编码(RZ)
- 反向不归零编码(NRZI)
- 4B/5B编码
数字编码调制为模拟信号
- 调幅(2ASK)
- 调频(2FSK)
- 调相(2PSK)
- 调幅+调相(QAM)
模拟数据编码为数字信号
- 抽样
- 量化
- 编码
- PCM脉冲调制
模拟数据调制为模拟信号
参考文献
数据交换:https://baike.baidu.com/item/数据交换/1586256?fr=aladdin
中继器:https://baike.baidu.com/item/中继器/1867747?fr=aladdin
频分复用:https://baike.baidu.com/item/频分复用/7626706?fr=aladdin
最新文章
- Java 应用性能调优实践
- orm 通用方法——GetOneModel 条件查询一个对象
- 初次接触pyqt
- centos 安装node js环境
- PHP连接Mysql服务器的操作
- malloc 申请得到的内存后,再 free 释放它的时候,操作系统会立即收回那块内存吗?
- 一个用MFC实现Com聚合样本
- 笔记7 AOP练习<;有疑问>;
- 如何使你的Ajax应用内容可让搜索引擎爬行
- 【Linux基础】查看某一端口是否开放(1025为例)
- Android-MySQLiteOpenHelper的理解
- Python学习笔记(二)
- PHP打印指定日期
- Spring Boot 揭秘与实战(五) 服务器篇 - Tomcat 启用 HTTPS
- 第一篇Docker博文
- Luogu P1273 有线电视网
- Windows下安装Python requests模块
- vue-simple-uploader上传插件
- 微信小程序 - setData:key的几种用法
- easyui textbox combobox 设置只读不可编辑状态