"数字信号通过实际信道-计算机网络2"
在计算机网络中,物理层是网络模型的最底层,负责数据的物理传输。本资源主要探讨了物理层的基本概念以及数据通信的基础知识,特别关注数字信号如何通过实际的信道。
2.1 物理层的基本概念
物理层的主要职责是定义与传输媒介的接口特性,包括机械特性(如接口的形状、尺寸和引线配置)、电气特性(如电压范围)、功能特性(信号电平的意义)以及规程特性(事件发生的顺序)。
2.2 数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型
一个典型的数据通信系统由源点、发送器、接收器、传输系统和终点组成。数据从源点经过发送器转化为信号,通过传输系统(可能包括调制解调器),由接收器接收并还原成数据,最终到达终点。
2.2.2 有关信道的几个基本概念
- 数据是信息的载体,而信号是数据的物理表现形式。
- 模拟信号是连续变化的,而数字信号则是离散的。
- 调制是将数字信号转变为模拟信号的过程,解调则相反。
2.2.3 信道的最高码元传输速率
这是由奈奎斯特定理决定的,它描述了在无噪声的理想信道中,最大数据传输速率与信道带宽的关系。
2.2.4 信道的极限信息传输速率
香农定理给出了在考虑噪声的情况下,信道的最大信息传输速率。
2.3 物理层下面的传输媒体
分为导向传输媒体(如双绞线、同轴电缆、光纤)和非导向传输媒体(如无线电波、微波、卫星通信)。
2.4 模拟传输与数字传输
2.4.1 模拟传输系统是直接传输模拟信号,而数字传输系统则涉及数字信号的编码和解码。
2.4.2 调制解调器(Modem)在模拟和数字系统间起桥梁作用,将数字信号调制成模拟信号以便在模拟信道上传输,反之亦然。
2.5 信道复用技术
包括频分复用(FDM)、时分复用(TDM)和统计时分复用(STDM),以及波分复用(WDM)和码分多址(CDMA),它们允许多个信号在同一信道上同时传输。
2.6 同步光纤网(SONET)和同步数字系列(SDH)
这两种是用于高速数据传输的同步网络标准,提供高效的网络管理和故障恢复机制。
2.7 物理层标准举例
包括EIA-232-E和RS-449等接口标准,定义了设备间的电气和机械特性,确保数据传输的可靠性。
总结,本资源深入讲解了物理层在计算机网络中的作用,以及数据通信中的核心概念,包括信号类型、传输速率限制、信道复用技术以及相关的接口标准。这些知识对于理解数据如何在真实世界中通过网络进行传输至关重要。