【计算机网络】物理层 : 总结 ( 物理层特性 | 码元速率 | 通信方式 | 数据传输方式 | 信号类型 | 编码与调制 | 奈氏准则 | 香农定理 | 传输介质 | 物理层设备 ) ★★★(一)

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推荐场景:
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简介: 【计算机网络】物理层 : 总结 ( 物理层特性 | 码元速率 | 通信方式 | 数据传输方式 | 信号类型 | 编码与调制 | 奈氏准则 | 香农定理 | 传输介质 | 物理层设备 ) ★★★(一)

一、四种特性


机械特性 : 定义物理连接特性 , 包括 采用的规格 , 接口形状 , 引线数目 , 排列情况 , 引脚数量 ;


引脚排列示例 : 水晶头的引脚排列情况 , 插座的间距规格等 ;


电气特性 : 传输二进制时 , 传输信号的 电压范围 , 阻抗匹配 , 传输速率 , 距离限制 ;


电压范围示例 : 规定信号电平 +10V ~ +15V 表示二进制数据 0 , 信号电平 -10V ~ -15V 表示二进制数据 1 ;

电缆长度示例 : 路由器 到 主机间的电缆长度必须在 20 米以内 ;


功能特性 : 描述 电平 的意义 , 接口部件 信号线用途 ;


电平意义 示例 : 描述当一个接口的引脚处于高电平的含义 ;


注意与 电气特性 区分 : 电气特性是描述 根据 电压 得到 电平 , 功能特性是指 电平的意义 ;



规程特性 : 又称为 过程特性 , 规定 各个 物理线路 工作 规程 , 时序关系 ;



参考博客 : 【计算机网络】物理层 : 基本概念 ( 概述 | 概念 | 机械特性 | 电气特性 | 功能特性 | 规程特性 )






二、码元传输速率与信息传输速率 ★


1 . 码元传输速率 : 1 11 秒传输多少个码元


别名 : 码元速率 , 波形速率 , 调制速率 , 符号速率 ;


概念 : 单位时间 内 , 数字通信系统 传输的 码元个数 , 单位是 波特 ( Baud ) ;



"波特" 是速度单位 , 1 11 波特 就是 1 11 码元 / 秒 ;



"波特" 简介 : 1 11 波特 , 表示 数字通信系统 1 11 秒中 传输 1 11 个码元 ;


码元个数说明 : 又称为 脉冲个数 或 信号变化次数 ;


码元信息量说明 : 码元可以是多进制的 , 也可以是二进制的 , 计算机网络中指的是二进制的码元 ;


码元信息量示例 : 1 11 波特下 , 二进制码元每秒传输 1 比特数据 , 4 44 进制码元 每秒 传输 2 比特数据 ;



"码元传输速率" 与 “数据传输速率” 无关 ;




2 . 信息传输速率 : 1 11 秒传输多少个比特


别名 : 信息速率 , 比特率 ;


概念 : 单位时间内 , 数字通信系统 , 传输的 二进制码元个数 ;


二进制码元 : 其 信息量 就是 1 11 比特 ;


单位 : 比特/秒 ( bit/s ) ;



"码元传输速率" 与 “信息传输速率” 关系 :


码元信息量 : 1 11 码元 携带 n nn 比特 信息量 ;


换算关系 : M MM 波特 的 “码元传输速率” 对应 M × n M \times nM×n 比特/秒 的 “信息传输速率” ;




3 . 码元传输速率 信息传输速率 计算 :


数字通信系统 1 11 :


4 44 进制码元 : 1 11 个码元 有 2 22 比特 信息量 ;

4 44 秒传输 8000 80008000 个码元

计算 码元传输速率 : 码 元 传 输 速 率 = 8000 4 = 2000   B a u d 码元传输速率 = \cfrac{8000}{4} = 2000 \ Baud码元传输速率=

4

8000


=2000 Baud

计算 信息传输速率 : 信 息 传 输 速 率 = 2000 × 2 = 4000   b / s 信息传输速率 = 2000 \times 2 = 4000 \ b/s信息传输速率=2000×2=4000 b/s

数字通信系统 2 22 :


16 1616 进制码元 : 1 11 个码元有 4 44 比特 信息量 ;

6 66 秒传输 7200 72007200 个码元

计算 码元传输速率 : 码 元 传 输 速 率 = 7200 6 = 1200   B a u d 码元传输速率 = \cfrac{7200}{6} = 1200 \ Baud码元传输速率=

6

7200


=1200 Baud

计算 信息传输速率 : 信 息 传 输 速 率 = 1200 × 4 = 4800   b / s 信息传输速率 = 1200 \times 4 = 4800 \ b/s信息传输速率=1200×4=4800 b/s


对比上述两个 数字通信系统 的 系统传输速率 : 对比 “信息传输速率” , 第 2 22 个数字通信系统 信息传输速率更快一些 ;



参考博客 : 【计算机网络】物理层 : 相关参数 ( 码元 | 码元进制 | 速率 | 码元传输速率 | 波特 | 信息传输速率 | 带宽 | 码元速率计算示例 )★






三、通信方式 与 数据传输方式


1 . 通信方式分类 : 依据 通信双方 信息交互方式 , 将 通信方式 分类三类 :


单工通信

半双工通信

双工通信



单工通信 : 只有一个方向的通信 , 只有一条信道 , 不能反方向通信 ;



半双工通信 : 通信双方都可以 发送 和 接收 信息 , 但是不能同时 发送 和 接收 信息 , 有 发送 和 接收 两条信道 ;



全双工通信 : 通信双方都可以 同时 发送 和 接收 信息 , 有 发送 和 接收 两条信道 ;




2 . 数据传输方式 :



① 串行传输 :


传输方式 : 比特流 串行传输 , 发送方 同时 发送一个比特 , 接收方 同时 接收一个比特 ;

特点 : 速度慢 , 费用低 , 适合远距离传输 ;

使用场景 : 网线 ;


② 并行传输 :


传输方式 : 发送方同时发送多个比特 , 接收方同时接收多个 比特 ;

特点 : 速度快 , 费用高 , 适合近距离传输 ;

使用场景 : 计算机内部传输 , 如显示器串口线 , 连接打印机扫描仪的并口 ;


参考博客 : 【计算机网络】物理层 : 数据通信 ( 数据通信模型 | 信源 | 信宿 | 信道 | 通信方式 | 单工 | 半双工 | 全双工 | 数据传输方式 | 串行 | 并行 )



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