物理层
单工通道,半双工通道,全双工通道
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单工通道(Simplex Channel):
- 单工通道是一种只允许数据在一个方向上传输的通道,通信双方中的一个方向只能发送,另一个方向只能接收,不能同时进行发送和接收。
- 在单工通道中,数据的传输是单向的,类似于单行道,只能沿着一个方向进行传输,不能反向传输。
- 例如,广播电视和广播电台就是典型的单工通道,信息只能从广播台传输到接收设备,接收设备无法向广播台发送信息。
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半双工通道(Half Duplex Channel):
- 半双工通道是一种允许数据在两个方向上传输,但不能同时进行发送和接收的通道,通信双方需要轮流地在发送和接收之间切换。
- 在半双工通道中,通信双方可以在同一条通道上进行双向传输,但不能同时进行双向传输,需要通过切换发送和接收的状态来进行通信。
- 例如,对讲机就是典型的半双工通道,用户必须按下对讲机上的按钮才能发送信息,松开按钮时可以接收来自其他用户的信息。
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全双工通道(Full Duplex Channel):
- 全双工通道是一种允许数据在两个方向同时传输的通道,通信双方可以同时进行发送和接收,实现了双向通信。
- 在全双工通道中,通信双方可以同时发送和接收数据,无需等待对方发送或接收完成,可以实现并行的双向数据传输。
- 例如,电话系统中的双向通话就是典型的全双工通道,通信双方可以同时进行说话和听取对方的话语。
单工通道只允许单向数据传输,半双工通道允许双向传输但不能同时进行发送和接收,而全双工通道允许双向数据同时传输,实现了并行的双向通信。
奈奎斯特定理
还是记住公式最好
所以能得出奈奎斯特定理还不是万能的,只能对码元进行计算
香农定理
S/N是表示信号功率与噪声功率的比值简称信噪比,W是信道带宽
简而言之,香农定理告诉我们,在给定信道带宽和一定信噪比的情况下,最大可靠传输速率是有限的,并且可以通过调整调制方案和编码技术来接近这个极限值。
给出一道简单题:
问题:假设一个数字通信系统具有带宽为 4 kHz 的信道,并且信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)为 30 dB。根据香农定理,计算该通道的最大传输速率。
首先4kHz=4*1000Hz服务器托管网, 30dB=10的三次方=1000
so 最大传输速率=
约等于40kbps
编码与调制
编码:
这个需要理解,第一个简单理解,归零编码:只要是1就前高后低,0是全程低
非归零编码:1高0低
反向非归零编码:第一个数:1高0低,后边的:1不改变原方向,0会一直改变方向
曼彻斯特编码:1:从高变低,即从高电平转为低电平;0:从低到高,即从低电平转为高电平(看的是中间点是从高到低还是从低到高)(可以自己定义)
差分曼彻斯特编码:较为复杂,可以看图,在虚线两侧,若不跳动则右侧为1,跳动则右侧为0,在每个中间都是要改变高度一次的;
调制:
可以看出
第一个:0是直线,1是波浪线
第二个:1频率比0的大
第三个:1或0不变时,线是平滑的三角函数,改变时,会有突兀;
记住:采样频率f采样必须大于等于最大频率f的两倍!!!!
交换
电路交换
优点很明显,缺点也很明显。早期使用,例如民国电视剧的座机就是这样。
现在可能也就国家军事专用线路会使用了;
报文交换
这个其实能很明显看出缺点,即不管报文多大,每次都是一口气直接转发出去,所以才会有后来的分组交换
分组交换
较为容易理解,就不多说了;
要注意的是,分组交换分成很多组,不同的组能走不同的路线前往目的地,并且可能还会用不同的方法传输数据:虚电路方式,数据报方式
**数据报方式是无连接的(connectionless)方式。**在数据报方式中,每个数据包都是独立传输的,路由器在转发数据包时不需要维护任何连接状态信息。因此,每个数据包都可以独立地选择最佳路径进行传输,而无需提前建立连接或保持连接状态。但是,由于每个数据包都是独立的,因此在网络中传输时可能会发生乱序、丢包等问题,因此接收方需要对数据包进行重新排序和重传处理。
特点:
传输介质
(了解就好,不太需要知道具体工作的原理)
只用知道:双绞线,同轴电缆,光纤,无线传输介质
中继器
中继器是一种用于增强网络信号并扩展网络覆盖范围的设备。它的工作原理是通过接收来自源设备的信号,重新放大它,并将放大后的信号传输到目标设备,从而弥补信号在传输过程中因为传输距离、信号衰减等原因而产生的损失。
以下是中继器的基本工作原理:
- 信号接收: 中继器首先接收来自源设备(如计算机、路由器等)的信号。
- 信号放大: 接收到的信号经过中继器内部的放大器放大,以弥补信号在传输过程中的衰减,确保信号的质量和稳定性。
- 信号传输: 放大后的信号通过中继器的传输线路被发送到目标设备(如另一台计算机、交换机等)。
- 增强网络覆盖范围: 中继器的工作可以扩展网络覆盖范围,使得设备可以在更远的距离内进行通信。
(其实放大原理是信号再生)
#### 集线器
集线器(Hub)是一种用于在局域网(LAN)中连接多台计算机或网络设备的网络设备。它的主要作用是将来自一个端口的数据复制并传输到其他所有端口,从而实现多台设备之间的通信。以下是集线器的基本工作原理:
- 接收数据: 集线器通过其端口接收来自连接设备的数据帧。
- 复制数据: 集线器将接收到的数据帧复制并发送到所有其他端口,而不管目标地址是什么。
- 广播数据: 这种方式使得所有连接到集线器的设备都能接收到同样的数据帧,实现了广播功能。
- 碰撞检测: 在以太网中,集线器还负责检测数据包之间的碰撞。如果检测到碰撞,集线器会发送一个信号通知相关设备,并采取随机的退避算法来重新发送数据。
需要注意的是,由于集线器是一种物理层设备,它只在数据链路层的物理层进行操作,并且不具备理解或解释数据包内容的服务器托管网能力。
随着技术的发展,集线器逐渐被更先进的网络设备如交换机所取代,交换机具有更高的性能和更智能的数据转发能力。
物理层基本就结束了,比较重要的就是交换方式了,牢记~
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