(3.1.1)--2-1计算机网络.pdf

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1、物理层概述物理层概述第二章第二章 物理层物理层物理层是参考模型的最底层，基础层，它没有下一层的支撑，它为数据链路层服务。各位好！还记得物理层在哪里吗？物理层的功能是什么？主要功能：提供透明的比特流传输。要特别注意两点：封装好的数据以“0、1”比特流的形式进行传递，从一个地方搬到另一个地方。物理层上的传输，从不关心比特流里面携带的信息，只关心比特流的正确搬运。在完成它的功能时，物理层呈现出4大特性 1.机械特性(mechanical characteristics)指明接口所有接线器的形状、尺寸、引脚数和排列等，如RJ45。2.电气特性(electrical characteristics)指明

2、在接口电缆的各条线上出现的电压的范围物理层的4大特性 3.功能特性(functional characteristics)指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。4.规程特性(procedural characteristics)指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。规程的概念类似协议物理层上数据的传输：信号信号：数据的电气或电磁表现。数字信号：对应时域的信号取值是离散的。代表不同离散值的基本波形称为码元 模拟信号：对应时域的信号取值是连续的。信号在信道/传输介质上传输信号在传输的过程中，可以看成由很多不同频率的分量的传输，因为高频分量的不等量衰减，接收方收到的信号是衰减和变形(失真

3、)的。一般来说，从0f0fc c这一频段，振幅在传输过程不会明显衰减，f fc c称为截止频率。（单位：赫兹）这里引入一个概念物理带宽：传输过程中振幅不会明显衰减的频率范围。单位：赫兹 是一种物理特性，通常取决于介质材料的构成、厚度、长度等信号在信道/传输介质上传输 我们之前学习过数字带宽的概念，指的是单位时间内流经的信息总量。我们总是希望数字带宽越大越好，那么数字带宽和物理带宽之间有没有关系呢？奈奎斯特定理和香农定理描述了这种关系！理想信道的最大传输速率乃奎斯特定理：描述了在无噪声信道中，当物理带宽为B Hz，信号离散等级为V级，那么该信道能提供的最大传输速率（数字带宽）可用这个公式表达：其

4、中：V为信号的离散等级。22Blog()V bps最大传输速率 奈奎斯特证明，任意一个信号通过了一个物理带宽为B的低通滤波器，那么只要进行每秒2B次的采样，就可以完全重构出被滤掉的信号。任何高于2B次的采样都毫无意义！从上面的公式，我们看出，要想增加最大传输率即数字带宽，只有增加物理带宽或离散等级，但是物理带宽是物理特性，不可能随意增加；只有增加离散等级了！实际上，更多的信道是噪声信道香农定理：在噪声信道中，如果物理带宽为 B Hz，信噪比为S/N，那么最大的传输速率（数字带宽）：很多情况下噪声用分贝(dB)表示：如：噪声为30dB（分贝），则信噪比为S/N=1000，分贝值跟S/N之间的换算

5、关系用这个公式表示：2Blog(1)()SbpsN最大传输速率1010log()SdbN分贝值 香农定理说明，在信道一定的时候，物理带宽确定了，要想提高最大数据传输率（数字带宽），只有增加信噪比了。视频中插入一个问题 采用技术手段，是否可以无限制地提高一个信道的传输速率（数字带宽）呢？答案：不能 物理层的主要功能是：提供透明的比特流传输。物理层具有机械、电气、功能和规程等四大特性。信号在传输的过程中，会发生衰减和变形，所以，数字带宽是有上限的，且跟物理带宽有关系。乃奎斯特定理：理想信道香农定理：有噪声的信道小结小结致谢致谢本课程课件中的部分素材来自于：（1）清华大学出版社出版的翻译教材计算机网络（原著作者：Andrew S.Tanenbaum，David J.Wetherall）；（2）思科网络技术学院教程；（3）网络上搜到的其他资料。在此，对清华大学出版社、思科网络技术学院、人民邮电出版社、以及其它提供本课程引用资料的个人表示衷心的感谢！对于本课程引用的素材，仅用于课程学习，如有任何问题，请与我们联系！