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  • 物理层

    千次阅读 2015-03-15 12:09:23
    什么是物理层物理层的作用是什么?

      前一篇文章介绍了整个计算机网络体系的结构,这种结构是分层的,所以接下来的文章将会以每一层作为一篇来学习记录。个人理解难免有误,多多包含指正!

       首先是物理层。

       首先要强调指出,物理层考虑的是怎样才能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。进一步讲就是,物理层的作用是要尽可能的屏蔽掉计算机网络中的硬件设备和传输媒体的差异,毕竟世界上有那么多硬件设备制造商,我们上网使用的手段也很多,硬件当然是种类繁多了。物理层要做的就是尽可能屏蔽掉这种差异,这样就可以使数据链路层只需要考虑如何完成本层次的协议和服务,而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。用于物理层的协议也同常称之为规程。

     

    第一部分  物理层的基本概念

       物理层的主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的特性:

            (1)机械特性:指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚的数目和排列、固定和锁定装置等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定。

            (2) 电器特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。

            (3) 功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。

            (4) 过程特性:指明对于不同功能的各种可能事件出现的顺序。


        学过计算机体系结构或计算机组成原理的都知道,数据在计算机中多采用并行传输方式(因为是在计算机内的传输,不是长途传输所以并行传输是解决传输效率的最直接手段),但是数据在通信线路上传输的方式一般都是串行传输,因为这种传输的距离可能很远这个时候采用并行传输的成本是很高昂的,且要满足并行传输的通信线路将会变得非常复杂。可以看出当我们使用PC上网时,数据的传出方式通常都有两种即并行传输和串行传输,因此物理层还需要解决传输方式的转换。简单解释下并行传输和串行传输:

        (1)并行传输:一个数据包的各位是同时传输的,比如一个六位的二进制比特流101101,在传输时是高位和低位同时传输的,这样的传输效率是相当高的。当然这样做的代价就是需要6条线路,因此,如果是长途通信,比如我在武汉你在深圳我们上网用QQ聊天,如果数据是并行传输,这么远的距离,再加上传输的数据包通常是64、128、256、1024等字节大小(当然还跟操作系统和带宽有关系,后面会说到),一个字节=8位,so如果实现这么远的传输成本就不难想象了。正因如此数据在通信线路上采用串行传输以节省成本。

       (2)串行传输:比特流按照先传输低位再传输高位的原则传输。这样如果是一个字节的数据(8位)就需要分8次传输,因此这样的传输效率并不高,但是目前市场上外部通信都是这种方式。

        在这里拓展下,什么是比特流?数据在我们逻辑意义上都是以1和0的形式存在,在物理意义上就是高电平和低电平的形式存在,数据在传送时,在线路上是以电压的形式传输的,这种说法不太对。初中物理都学过,电路中传输的是子电流啊,电压是表示两端的电势差。没错,我们所说的以电压的形式传输的意思就是(就串行传输来讲):每位的数据在传输时是有一定的时段的,在这个时段如果是“1”表示是高电压,那么该时段就会控制相应的电路产生高电压,如果下个时段是“0”那么就控制输出低电压,至于电压是多大以及表示的什么意思那就是物理层的功能特性所规范的了。大二的时候电子电路、模电没学好。。也就理解这么深了。不过要知道的是,1和0的本质在具体表现皆为高低电压。


     第二部分 数据通信的基础知识

          一个数据通信系统可划分位三大部分,即源系统(或发送端、发送方)、传输系统、目的系统。

         源系统包括以下部分:

        (1)源点:源点设备产生要传输的数据,例如,从PC机的键盘输入汉子,PC机产生输出的数字比特流,源点又称为信源。

        (2)发送器:通常源点生成数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输,典型的发送器就是调制器。很多PC机使用内置的调制解调器(包含调制器和解调器),用户在PC机外面是看不到调制解调器的

        目的系统包括以下部分:

       (1) 接收器:接收传输系统传送过来的信号,,并把它转换位能够被目的设备处理的信息,典型的接收器就是解调器,它把来自传输线路上的模拟信号进行解调,提取出在发送端置入的消息,还原出发送端产生的数字比特流。

        下面介绍常用的名词概念

        消息:通信的目的是传送消息,如话音、文字。图像等。

        数据:是运送消息的实体。

        信号:是数据的电气的或电磁的表现,我们通常说的传输的数据就是以这种信号来传递的。

    信号分下面两类:

       模拟信号:也叫连续信号,代表消息的参数的取值是连续的。

       数字信号:也叫离散信号,代表消息的参数的取值是离散的。(离散数学老师表示我教过你们这么课 - -、)。在使用时间域的波形表示数据信号时,则代表不同离散数值的基本波形就称为码元。在使用二进制编码时,只有两种码元,一种代表0状态而另一种代表1状态。

       信道的概念

       很多情况下我们要使用信道这个名词。信道和电路并不等同,信道一般都是用来表示向某一个方向传送消息的媒体。因此,一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。从双方通信的方式来看,分为单向通信(几只能有一个方向通信没有反方向的通信),双向交替通信、双向同时通信。

       来自信号源的信号通常称为基带信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而很多信道并不能传输这种低频分量或直流分量,为了解决这个问题,就必须对基带信号进行调制。

        调制可分为两大类:

        (1) 基带调制:仅仅时对基带信号的波形进行变化,使他能够与信道特性相适应。变换后的信号仍然时基带信号。

        (2)带通调制:使用载波进行调制,把基带信号的频率范围搬移到较高的频段以便较高的频段在信道中传输,这种调制后,仅仅允许一段频率范围内能够通过信道。带同调制包括调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)。

         什么是信道的极限容量?

        实际上,在任何信道中传输数据都是不理想的,在传输过程中会产生各种失真,我们知道,数字通信的有点就是在接收端只要我们能够从失真的波形识别出原来的信号,那么这种失真对通信质量就没有影响。。但是如果失真很严重,在接收端无法识别码元是1还是0,那就无法识别了。码元的传输速率越高,或心好好传输的距离越远,或噪声干扰越大,或传输媒体质量越差,在接收端的波形失真越严重。

       具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信道。如果信号中额度高频分量在传输时收到衰减,那么在接收端收到的波形前沿和后沿就会变得不那么陡峭了,每一个码元所占的时间接线也不再时和明确的,而是前后都拖了一条“尾巴”。也就是说,扩散了的码元波形所占的时间也变得更宽了。这样,在接收端收到的信号波形就市区了码元之间的清晰界限了,这种现象就是“码间串扰”。严重的码间串扰使得本来分的很清楚的一串码元变得模糊而无法识别。

       为了避免码间串扰,码元的传输速率就有必要受到限制,这就是码元传输速率的上限值。要记住:在任何信道中,码元传输的速率时有上限的,传输速率超过此上线就会出现严重的码间串扰问题,使接收端对码元的判决称为不可能。

      至于信噪比、香农公式就不提了。只需要知道,香农公式表明:信道的带宽或信道中的信噪比越大、信息的极限传输速率就越高。


    第三部分  物理层下面的传输媒体

       传输媒体,也称为传输介质或传输媒体介质,他就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。传输媒体可分为两大类,即导向传输媒体和非导向传输媒体。在导向传输媒体中,电磁波导向沿着固体媒体(铜线或光纤)传播。而非导向传输媒体就是指自由控件,称之为无线传输。

       导向传输媒体:

        (1) 双绞线:使用铜导线制成,通信距离一般在几到十几公里,对于模拟传输,如果距离太长就要加放大器(模电中的概念...表示已哭瞎)以便耍贱了的信号放大到合适的数值。对于数字传输,如果距离太大就需要加中继器。

        (2)同轴电缆:由内道题铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导屏蔽层组成,具体百度谷歌之。

        (3)光缆:我们很熟悉的概念,就是光纤(来 跟我一起念 :xian.....)通信。光纤是由石英玻璃制成。具体百度谷歌之。


    第四部分  信道复用技术

        复用是通信技术中的基本概念。

        假设有A1、B1、C1分别使用单独的信道和A2、B2、C2进行通信,总共需哟啊三个信道。但是如果在发送端使用一个复用器,就可以让大家合起来使用一个共享信道进行通信。在接收端再使用分用器,把合起来传输的信息分别送到相应的终点。

        频分复用(FDM):简单,用户在分配到频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。可见频分复用是所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(这里的带宽是指频率的带宽而不是数据的发送速率)。

       时分复用(TDM):时分复用将时间划分为一段段登场的时分复用帧(TDM帧),每一个时分复用的用户在每一个TDM帧占用固定序号的时隙。可见时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

       在进行通信时,复用器和分用器都是成对的使用,在复用器和分用器之间时用户共享的告诉信道。另外还有波分复用(WDM)、码分复用(CDM)etc.具体百度谷歌之。


    第五部分  宽带接入技术

        首先要明确,什么是宽带?宽带没有明确的定义,一般是指数据传输速率超过56kb/s(有的认为要达到1m或2m)就是宽带。

        现在,宽带技术基本上我们没家都在使用。xDSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使他能够承载宽带业务。xDSL有几种类型,其中ADSL是非对称数字用户线,是告诉用户数字线。。。

        不多说,具体百度谷歌之。。。

      这里说下工作在物理层的几个常用组件:调制解调器、集线器。

        (1)调制解调器:连入网络后,当PC机向Internet发送信息时,由于电话线路传输的是模拟信号,所以必须要用调制解调器来把数字信号翻译"成模拟信号,才能传送到Internet上,这个过程叫做"调制"。当PC机从Internet获取信息时,由于通过电话线路从Internet传来的信息都是模拟信号,所以PC机想要看懂它们,还必须借助调制解调器这个“翻译”,这个过程叫作“解调”。总的来说就称为“调制解调”。当然了调制解调器的相应驱动也是关键。

        (2)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。它工作于物理层。

       下一章说数据链路层。



                         


    展开全文
  • 计算机网络物理层内容提要:介绍计算机网络中物理层的基本概念及物理层常用标准,信道极限课件,谢希仁编著,介绍了物理层的主要内容,
  • 计算机物理层

    千次阅读 2019-06-11 17:38:51
    文章目录基本知识信号调制物理层下面的传输媒体导引型非导引型信道复用技术频分复用(FDM)和时分复用(TDM)码分复用(CDM)波分复用(WDM)数字传输系统旧数字传输系统缺点现在技术宽带接入技术 Copyright ©...

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    早睡早起好习惯

    约定:本文是针对于《计算机网络》第七版(谢希仁)中第二章的知识点总结,不适合单独看,结合课本或者PPT中的图片复习更佳

    1.基本知识

    • 物理层考虑的是如何才能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
    • 物理层描述了:机械特性、电气特性、功能特性和过程特性
    • 通信的目的是传送消息数据是运送消息的实体,信号则是数据的电气或者电磁表现
    信号
    • 信号可分为模拟信号数字信号
      • 模拟信号:代表消息的参数的取值是连续的
      • 数字信号:代表消息的参数的取值是离散的
    • 码元:在使用时间域(或简称为时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散数值的基本波形
    • 信道表示某一个方向传送信息的媒体,一条通信电路一般包含一条发送信道和一条接收信道
    • 通信方式分为单工通信、半双工通信和全双工通信
    调制
    • 来自信源的信号常称为基带信号,将基带信号中的低频分量转化为高频分量的过程称为调制
      • 基带调制/编码:仅对波形进行变换,变化后仍是基带信号。是把数字信号转化为另一种数字信号
      • 带通调制:通过载波把数字信号转化为模拟信号,调制后的信号是带通信号
      • 常用编码方式分为:不归零制、归零制、曼彻斯特、差分曼彻斯特编码
      • 常用带通调制方式:调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)、正交振幅调制(QAM)
    • 奈氏准则:任何信道中,码元的传输速率超过上限速率会产生严重的码间串扰问题
    • 信噪比S/N:即信号的平均功率和噪声的平均功率之比,单位是分贝(dB)
    • 香农公式:信道带宽或者信噪比越大,极限传输速率就越高

    2.物理层下面的传输媒体

    • 传输媒体分为导引型和非导引型传输媒体
    导引型
    • 双绞线:可适用于模拟电路和数字电路,升级版是屏蔽双绞线
    • 同轴电缆:具有抗干扰性,用于传输较高速率的数据
    • 光缆
    非导引型
    • 短波通信(高频通信)
    • 微波通信:传输质量高,会受恶天气影响

    3.信道复用技术

    • 复用器和分用器成对出现
    频分复用(FDM)和时分复用(TDM)
    • 时分复用的所有用户在不同时间占用同样的频带宽度
    • 统计时分复用(STDM)不固定分配时隙,是按需动态分配
    码分复用(CDM)
    • 也叫码分多址(CDMA)
    • 每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列
      • 如发送比特 1,则发送自己的 m bit 码片序列
      • 如发送比特 0,则发送该码片序列的二进制反码
    • 每个站的码片不能相同且要正交
    波分复用(WDM)
    • 是光的频分复用

    4.数字传输系统

    旧数字传输系统缺点
    • 速率标准不统一
    • 不是同步传输
    现在技术
    • 同步光纤网:SONET/SDH

    5.宽带接入技术

    • ADSL
    • HFC
    • FTTx
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  • 物理层协议

    千次阅读 2019-03-23 21:42:53
    百度百科 Table of Contents ...物理层(或称物理层,Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,而提供具有机械的,电子的,...

    百度百科

    Table of Contents

    介绍

    主要功能

    组成部分

    重要内容

    重要标准

    特性

    接口协议

    通信硬件

    编程方法

    DOS通信

    PC通信

    BIOS

    常见的物理层设备

    参考资料


    介绍

    物理层(或称物理层,Physical Layer)是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除,而提供具有机械的,电子的,功能的和规范的特性。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网广域网皆属第1、2层。

    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“信号介质”。

    OSI采纳了各种现成的协议,其中有RS-232、RS-449、X.21、V.35、ISDN、以及FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、和IEEE802.5的物理层协议。 [1] 

    主要功能

    物理层要解决的主要问题:

    (1)物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。

    (2)给其服务用户(数据链路层)在一条物理的传输媒体上传送和接收比特流(一般为串行按顺序传输的比特流)的能力,为此,物理层应该解决物理连接的建立、维持和释放问题。 (3)在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。 [2] 

    物理层主要功能:为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。

    1.为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接。所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路。

    2.传输数据,物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要。

    3. 完成物理层的一些管理工作。 [3] 

    组成部分

    物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。DTE即数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE──DCE,再经过DCE──DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。 [4] 

    重要内容

    物理层的接口的特性

    (1) 机械特性

    指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。

    (2) 电气特性

    指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

    (3) 功能特性

    指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。

    (4)规程特性 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

    物理层的主要特点:

    (1)由于在OSI之前,许多物理规程或协议已经制定出来了,而且在数据通信领域中,这些物理规程已被许多商品化的设备所采用,加之,物理层协议涉及的范围广泛,所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议,而是沿用已存在的物理规程,将物理层确定为描述与传输媒体接口的机械,电气,功能和规程特性。

    (2)由于物理连接的方式很多,传输媒体的种类也很多,因此,具体的物理协议相当复杂。 [2] 

    信号的传输离不开传输介质,而传输介质两端必然有接口用于发送和接收信号。因此,既然物理层主要关心如何传输信号,物理层的主要任务就是规定各种传输介质和接口与传输信号相关的一些特性。

    1.机械特性

    也叫物理特性,指明通信实体间硬件连接接口的机械特点,如接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这很像平时常见的各种规格的电源插头,其尺寸都有严格的规定。

    已被ISO 标准化了的DCE接口的几何尺寸及插孔芯数和排列方式。

    DTE(Data Terminal Equipment,数据终端设备,用于发送和接收数据的设备,例如用户的计算机)的连接器常用插针形式,其几何尺寸与.DCE(Data Circuit-terminating Equipment,数据电路终接设备,用来连接DTE与数据通信网络的设备,例如Modem调制解调器)连接器相配合,插针芯数和排列方式与DCE连接器成镜像对称。

    2.电气特性

    规定了在物理连接上,导线的电气连接及有关电路的特性,一般包括:接收器和发送器电路特性的说明、信号的识别、最大传输速率的说明、与互连电缆相关的规则、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电气参数等。

    3.功能特性

    指明物理接口各条信号线的用途(用法),包括:接口线功能的规定方法,接口信号线的功能分类--数据信号线、控制信号线、定时信号线和接地线4类。

    4.规程特性

    指明利用接口传输比特流的全过程及各项用于传输的事件发生的合法顺序,包括事件的执行顺序和数据传输方式,即在物理连接建立、维持和交换信息时,DTE/DCE双方在各自电路上的动作序列。

    以上4个特性实现了物理层在传输数据时,对于信号、接口和传输介质的规定。

    重要标准

    物理层的一些标准和协议早在OSI/TC97/C16 分技术委员会成立之前就已制定并在应用了,

    OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果。下面将一些重要的标准列出,以便读者查阅。

    ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配"。它与EIA(美国电子工业协会)的"RS-232-C"基本兼容。

    ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配"。

    ISO4902:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配"。与EIARS-449兼容。

    CCITT V。24:称为"数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备之间的接口电路定义表"。其功

    能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上。

    特性

    反映在物理接口协议中的物理接口的4个特性是机械特性、电气特性、功能特性与规程特性。:

    (1)机械特性, 指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这很像平时常见的各种规格的电源插头的尺寸都有严格的规定

    (2)电气特性, 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

    物理层的电气特性规定了在物理连接上传输二进制位流时线路上信号电压高低、阻抗匹配情况、传输速率和距离的限制等.早期的电气特性标准定义物理连接边界点上的电气特性,而较新的电气特性标准定义的都是发送器和接收器的电器特性,同时还给出了互连电缆的有关规定.比较起来,较新的标准更有利于发送和接收线路的集成化工作.物理层接口的电气特性主要分为三类:非平衡型,新的非平衡型和新的平衡型。

    非平衡型的信号发送器和接收器均采用非平衡方式工作,每个信号用一根导线传输,所有信号共用一根地线.信号的电平是用+5V~+15V,表示二进制"0",用-5V~-15V,表示二进制"1".信号传输速率限于20Kbps以内,电线长度限于15M以内.由于信号线是单线,因此线间干扰大,传输过程中的外界干扰也很大。

    在新的非平衡型标准中,发送器采用非平衡方式工作.接收器采用平衡方式工作(即差分接收器).每个信号用一根导线传输.所有信号共用两根地线,即每个方向一根地线.信号的电平使用+4v~+6v表示二进制"0",用-4V~-6V表示二进制"1".当传输距离达到1000M时,信号传输速率在3kbps以下,随着传输速率的提高,传输距离将缩短.在10M以内的近距离情况下,传输速率可达300kbps。由于接收器采用差分方式接收,且每个方向独立使用信号地,因此减少了线间干扰和外界干扰.

    新的平衡型标准规定,发送器和接收器均以差分方式工作,每个信号用两根导线传输,整个接口无需共用信号就可以正常工作,信号的电平由两根导线上信号的差值表示.相对于某一根导线来说,差值在+4V~+6V表示二进制"0",差值在-4V~-6V表示二进制"1".当传输距离达到1000M时,信号传输率在100kbps以下;当在10m以内的近距离传输时,速率可达10Mbps。由于每个信号均使用双线传输,因此线间干扰和外界干扰大大削弱,具有较高的抗共模干扰能力。

    (3)功能特性,规定了接口信号的来源、作用以及其他信号之间的关系。即物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。物理接口信号线一般分为数据线、控制线、定时线和地线。

    DTE/DCE标准接口的功能特性主要是对各接口信号线作出确切的功能定义,并确定相互间的操作关系。对每根接口信号线的

    定义通常采用两种方法:一种方法是一线一义法,即每根信号线定义为一种功能,CCITT V24、EIA RS-232-C、EIA RS-449等都采用这种方法;另一种方法是一线多义法,指每根信号线被定义为多种功能,此法有利于减少接口信号线的数目,它被CCITT X。21所采用。

    接口信号线按其功能一般可分为接地线数据线控制线、定时线等类型。对各信号线的命名通常采用数字、字母组合或英文缩写三种形式,如EIA RS-232-C采用字母组合,EIA RS-449采用英文缩写,而CCITT V。24则以数字命名。在CCITT V。24建议中,对DTE/DCE接口信号线的命名以1开头,所以通常将其称为100系列接口线,而用于DTE/ACE接口信号线命名以2开头,故将它称做200系列接口信号线。

    (4)规程特性, 定义了再信号线上进行二进制比特流传输的一组操作过程,包括各信号线的工作顺序和时序,使得比特流传输得以完成。

    DTE/DCE标准接口的规程特性规定了DTE/DCE接口各信号线之间的相互关系、动作顺序以及维护测试操作等内容。规程特性反映了在数据通信过程中,通信双方可能发生的各种可能事件。由于这些可能事件出现的先后次序不尽相同,而且又有多种组合,因而规程特性往往比较复杂。描述规程特性一种比较好的方法是利用状态变迁图。因为状态变迁图反映了系统状态的变迁过程,而系统状态迁移正是由当前状态和所发生的事件(指当时所发生的控制信号)所决定的。

    不同的物理接口标准在以上4个重要特性上都不尽相同。实际网络中比较广泛使用的是物理接口标准有EIA-232-E、EIA RS-449和CCITT的X。21建议。EIA RS-232C仍是目前最常用的计算机异步通信接口。

    接口协议

    1. 电话网络modems-V。92

    2. IRDA物理层

    3. USB物理层

    4. EIARS-232,EIA-422,EIA-423,RS-449,RS-485

    5. Ethernet physical layerIncluding10BASE-T,10BASE2,10BASE5,100BASE-TX,100BASE-FX。100BASE-T,1000BASE-T,1000BASE-SX还有其他类型

    6. Varieties of802。11Wi-Fi物理层

    7. DSL(DSL包括ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线)、RADSLHDSLVDSL等等)

    8. ISDN(综合业务数字-Integrated Services Digital Network)

    9. T1 and otherT-carrierlinks, and E1 and otherE-carrierlinks

    10. SONET/SDH:SONET (Synchronous Optical Network)同步光纤网络

    11. Optical Transport Network(OTN):是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网,是下一代的骨干传送网。

    12. GSMUm air interface物理层

    13. Bluetooth物理层

    14. ITURecommendations: seeITU-T

    15. IEEE 1394 interface

    16. TransferJet物理层:无线传输技术

    17. Etherloop

    18. ARINC 818航空电子数字视频总线:现有民航客机的机载无线电系统均为arinc公司。发动机数据传输的acarcs系统也由它来提供

    19. G。hn/G。9960物理层

    20. CAN bus(controller area network)物理层

    DSL的中文名是数字用户线路,是以电话线为传输介质的传输技术组合。DSL技术在传递公用电话网络的用户环路上支持对称和非对称传输模式,解决了经常发生在网络服务供应商和最终用户间的“最后一公里”的传输瓶颈问题。由于DSL 接入方案无需对电话线路进行改造,可以充分利用可以已经被大量铺设的电话用户环路,大大降低额外的开销。因此,利用铜缆电话线提供更高速率的因特网接入,更受用户的欢迎,得到了各个方面的重视,在一些国家和地区得到大量应用。

    综合业务数字网(Integrated Services Digital Network,ISDN)是一个数字电话网络国际标准,是一种典型的电路交换网络系统。在ITU的建议中,ISDN是一种在数字电话网IDN的基础上发展起来的通信网络,ISDN能够支持多种业务,包括电话业务和非电话业务。

    TransferJet,一种近距离无线传输技术标准,由索尼公司研发,于2008年发表。TransferJet技术,类似于近场通讯技术,能让两个贴近的电子装置,以点对点方式,高速交换资料。它的传输率可以达到375Mbps,主要运作于560MHz频带中,采用4.48GHz频道。它与其他近场通讯技术的主要不同,在于它采取电感磁场原理,而不是无线电频率的技术来实做,这让它不会受到其他无线技术的干扰或退化现象。

    Etherloop 是一“下一代”DSL 结合特点的技术 以太网 并且DSL。 它允许声音的组合和数据传输在标准电话线。 在合适条件下它将准许6兆的速度每秒在距离21,000英尺。

    EtherLoop采用了点到点方式,即在中心局和用户之间定义一个“主端”,另一个为“从端”,从端只能在主端允许的时候发送消息,这样就高效低解决了所有的碰撞问题,在本质上是一种星形的网络拓扑结构。

    EtherLoop还利用了半双工以太网灵活的对称性,也就是说每个方向上传输的时间和该方向上提供的信息流量是成正比的。并不将固定的上/下行带宽分配给用户,而是根据用户的实际流量来动态分配带宽。

    EtherLoop使用了独一无二的“频率管理(SpectrumManager)”软件
      1、在发送端静默的时期内进行信号质量的监控,测量出串话和干扰的大小,设备能够通过不断地改变内部频率来降低串话和干扰。
      2、采用比特率调整技术来实现这一功能;
      3、调制解调器可以通过比特率调整来及时适应它收到的或是产生的噪声,从而提高了调制解调器的发送质量,降低了同一个电缆束中的相互干扰。

     

    通信硬件

    物理层常见设备有:网卡光纤、CAT-5线(RJ-45接头)、集线器有整波作用、Repeater加强信号、串口、并口等。

    通信硬件包括通信适配器(也称通信接口)和调制解调器(MODEM)以及通信线路。从原理上讲,物理层只解决DTE和DCE之间的比特流传输,尽管作为网络节点设备主要组成部分的通信控制装置,其本身内涵在物理层、数据链路层、甚至更高层,在内容上分界并不很分明,但它所包含的MODEM接口比特的采样发送、比特的缓冲等功能是确切属于物理层范畴的。为了实现PC机与调制解调器或其它串行设备通信,首先必须使用电子线路将PC机内的并行数据转成与这些设备相兼容的比特流。除了比特流的传输之外,还必须解决一个字符由多少个比特组成及如何从比特流中提取字符等技术问题,这就需要使用通信适配。通信适配器可以认为是用于完成二进制数据的串、并转换及一其它相关功能的电路通信适配器按通信规程来划分可分为TTY(Tele Type Writer,电传打字机)、BSC(Birary Synchronous Commuication,二进制同步通信)和HDLC(High-level Data link Control,高级数据链路控制)三种。

    IBM PC 异步通信适配器:使用TTY规程的异步通信适配采用RS-232C接口标准。这种通信适配器除可用于PC机联机通信外,还可以连接各种采用RS-232C接口外部设备。例如,可连接采用RS-232C接口的鼠标器、数字化仪等输入设备;可连接采用RS-232C接口的打印机、绘图仪及CRT显示器等各种输出设备。可见,异步通信适配器的用途是很广泛的。异步通信规程将每个字符看成一个独立的信息,字符可顺序出现在比特流中,字符与字符间的间隔时间是任意的(即字符间采用异步定时),但字符中的各个比特用固定的时钟频率传输。字符间的异步定时和字符中比特之间的同步定时,是异步传输规程的特征。

    1. 异步传输规程中的每个字符均由四个部分组成:

    2. 1位起始位:以逻辑“0”表示,通信中称“空号”(SPACE)。

    3. 5~8位数据位:即要传输的内容。

    4. 1位奇/偶检验位:用于检错。

    5. 1~2位停止位:以逻辑“1”表示,用以作字符间的间隔。这种传输方式中,每个字符以起始位和停止位加以分隔,故也称“起--止”式传输。串行口将要发送的数据中的每个并行字符,先转换成串行比特串,并在串前加上起始位,串后加上检验位和停止位,然后发送出去。接收端通过检测起始位,检验位和停止位来保证接收字符中比特串的完整性,最后再转换成并行的字符。串行异步通信适配器本身就象一个微型计算机,上述功能均由它透明地完成,不须用户介入。早期的异步通信适配器被做成单独的插件板形成,可直接插在PC机的系统扩充槽内供使用,后来大多将异步通信适配器与其他适配器(如打印机、磁盘驱动器等的适配器)做在一块称作多功能板的插件板上。也有一些高档微机,已将异步通信适配器做在系统主板上,作为微机系统的一个常规部件。

    编程方法

    PC机的异步串行通信编程方法内容包括DOS、WINDOWS和BIOS级PC通信、基于异步通信与器的系统的PC通信以及通信编程方法。

    DOS通信

    PC机一般常有两个异步串行端口,分别称作COM1和COM2,它们都符合RS-232C标准。在DOS操作系统中,COM1、COM2被作为I/O设备进行管理,COM1、COM2便是它们的逻辑设备名。据此,DOS便可通过对COM1、COM2操作实现异步串行通信。DOS的MODE命令可用以设置异步串行端口参数,DOS的COPY命令允许将异步串行端口作为一个特殊的"文件",进行数据传输。下面举一个利用DOS的MODE、COPY命令,进行双机键盘输入字符传输的例子。 MODE命令的格式如下:

    MODE 端口名:速率,校验方式,数据位数,停止位位数

    其中端口名为COM1或COM2;传输速率可选110、150、300、600、1200、2400、4800或9600bps;校验方式为E(偶校验)、(奇校验)或N(无校验);数据位数为7或8位;停止位位数为1或2位。通信双方设置的参数应一致,如双方都打入如下命令:MODE COM1:1200,E,7,1则表示双方以COM1为异步通信端口以1200bps、偶校、7位数据位、1位停止位的设置参数进行通信。DOS中有一标准控制台COM,实际上作输入时COM即键盘,作输出时COM即显示器。 [1] 

    准备发送的PC机执行如下命令:COPY CON:COOM1:表示将从键盘收到的信息通过COM1串行口发送。

    准备接收的PC机执行如下命令:COPY COM1:CON:则表示将接收来自COM1串行口信息,并在显示器上显示。

    两台PC机分别执行完上述命令后,在发送方键盘上输入的字符便会在接收方显示器上显示出来。上面介绍的是用DOS的MODE、COPPPY命令实现的最简单的PC通信。在MS-DOS的高版本中(例如MS-DOS V6。0)还提供了一条命令,叫作INTERLNK,实际上它是一个通信程序。使用INTERLNK命令和一根连接两台PC机串行端口的电缆,可以使一台PC机从另一台PC机的磁盘驱动器中存取数据并运行程序,无需再使用软盘拷贝文件。用以键入命令的PC机叫客户机(Client),与客户机相连的PC机叫服务器(Server)。客户机使用服务器的驱动器和打印机,服务器显示两台PC 机的连机状态。

    当两台PC机被INTERLNK连接以后,服务器上的驱动器便以扩驱动器的形式映象到客户机上,若两台PC机原来均有A、B、C三个驱动器,则连接后客户机除了自身的三个驱动器外,又多了E、F、G(服务器驱动器映象)三个扩展驱动器,客户机可以象使用自己的驱动器一样使用这些扩展驱动器。使用INTERLNK时,每台PC机上至少要有一个空闲的串行口,还要一根3号线或7号线的零调制解调器(Null MODEM)串行电缆线,客户机上至少有16K空闲内存,服务器上至少有130K空闲内存

    在客户机的CONFIG系统配置文件。SYS中添加如下命令:devive=c:\dos\interlnk。exe/drives:5

    再重新启动客户机,便可装入INTERLNK。这里假设interlnk。exe存于客户机C驱动器的DOS子目录中,/drives:5参数用于映象5个服务器驱动器,缺省情况下为3个驱动器。服务器上启动INTERLNK不需要其CONFIG。SYS作任何改动,只需在DOS命令提示符下键入intersvr即可。此时,屏幕底部出现一行状态信息,显示INTERLNK的连接状态。

    PC通信

    Microsoft Windows的应用程序Terminal允许用户PC机与其它计算机连接并交换数据,也可仿真为将与之交换数据的远程计算机所要求的终端类型。下面给出一台PC机应用WINDOWS的Terminal从具有连机服务的远程系统读取文件的通信过程

    打开终端——使用设置(Settings)菜单设置参数——查阅文件——使用传输(Transfers)菜单接收一个文件——与远程计算机脱机——使用phone菜单挂起调制解调器——使用文件(File)菜单存储文件——退出终端

    BIOS

    在PC机的基本输入输出系统(BIOS)中的中断14H提供了异步串行端口的服务功能,通过INT 14H提供的四种功能,可访问串行通信端口,实现连机通信。INT 14H的串行口功能为。 [4] 

    常见的物理层设备

    参考资料

    • 1.  肖宛阳. 通信与信息系统:解放军信息工程大学,2013
    • 2.  第二章 物理层  .百度文库.2012-04-25[引用日期2015-03-03]
    • 3.  James F.Kurose著 陈鸣译.《计算机网络》:机械工业出版社,2009
    • 4.  雷震甲 吴晓葵 严体华.网络工程师教程:清华大学出版社,2011年:25

     

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  • 802.11物理层技术讲解

    万次阅读 多人点赞 2019-01-16 11:16:30
    9 802.11物理层技术 9.1 802.11协议族成员 ...802.11 物理层标准定义了无线协议的工作频段、调制编码方式及最高速度的支持: IEEE 802.11:1990年IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网标准工作...

    9 802.11物理层技术
    9.1 802.11协议族成员
    IEEE 802.11无线局域网工作组制定的规范分两部分:
    1. 802.11物理层相关标准
    2. 802.11MAC层相关标准

    在这里插入图片描述
    由上图看出:
    802.11 物理层标准定义了无线协议的工作频段、调制编码方式及最高速度的支持:
    IEEE 802.11(WIFI 1)1990年IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网标准工作组。该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。
    物理层定义了数据传输的信号特征和调制,工作在2.4000~2.4835GHz频段。传输速率最高只能达到2Mbps.
    IEEE 802.11a:1999年,IEEE 802.11a标准制定完成,该标准规定无线局域网工作频段在5.15~5.825GHz,数据传输速率达到54Mbps.
    IEEE 802.11b(WIFI 2) :1999年9月IEEE 802.11b被正式批准,该标准规定无线局域网工作频段在2.4~2.4835GHz,数据传输速率达到11Mbps
    IEEE 802.11g(WIFI 3) :IEEE的802.11g标准是对流行的802.11b(即Wi-Fi标准)的提速(速度从802.11b的11Mb/s提高到54Mb/s)。802.11g接入点支持802.11b和802.11g客户设备。
    IEEE 802.11n(WIFI 4):IEEE 802.11n使用2.4GHz频段和5GHz频段, IEEE 802.11n标准的
    核心是MIMO(multiple-input multiple-output,多入多出)和OFDM技术,传输速度300Mbps,最高可达600Mbps,可向下兼容802.11b、802.11g
    IEEE 802.11ac(WIFI 5):802.11无线局域网(WLAN)通信标准,它通过5GHz频带(也是其得名原因)进行通信。理论上,它的最新版本能够提供最多3.47Gbps带宽进行多站式无线局域网通信,或是最少200Mbps的单一连接传输带宽
    IEEE 802.11ax(WIFI 6):IEEE 802.11n使用2.4GHz频段和5GHz频段, IEEE 802.11n标准的核心是MU-MIMO(多用户多输入多输出)和OFDMA技术,传输速度600.4Mbps,最高可达9.6Gbps

    802.11MAC层标准定义了无线网络在MAC层的一些常用操作:如QOS、安全、漫游等操作
    IEEE 802.11e****标准对无线局域网MAC层协议提出改进,以支持多媒体传输,以支持所有无线局域网无线广播接口的服务质量保证QoS机制
    IEEE 802.11r,快速基础服务转移,主要是用来解决客户端在不同无线网络AP间切换时的延迟问题。
    IEEE 802.11h用于802.11a的频谱管理技术。
    IEEE 802.11i标准是结合IEEE 802.1X中的用户端口身份验证和设备验证,对无线局域网 MAC层进行修改与整合,定义了严格的加密格式和鉴权机制,以改善无线局域网的安全性
    9.2 802.11物理层介绍
    WLAN传输技术:
    1. 红外线(Infra Red,IR)
    2. 无线电射频技术

    无线电射频技术采用扩频技术,扩频技术又分为:
    1. 跳频扩频技术
    2. 直接序列扩频技术

    红外系统的优点:
    不受无线电干扰,视距传输,检测和窃听困难,保密性好。
    缺点是:对非透明物体的透过性极差,传输距离受限;易受日光、荧光灯等干扰;半双工通信
    相对红外技术而言,无线电射频技术传输距离更远,传输速度更高,并且通过特定的安全协议也可以保证通信的安全性
    在这里插入图片描述

    物理层被分成两个子层(sub-layer)
    物理层汇聚过程(Physical Layer ConvergenceProcedure,简称PLCP)子层,负责将MAC帧映射到传输媒介;
    另一个是物理媒体相关(Physical Medium Dependent,简称PMD)子层,负责传送这些帧PLCP的功能在于结合来自MAC的帧与空中所传输的无线电波。
    PLCP同时会为帧加上自己的标头
    通常,帧中会包含前导码(preamble)以协助接收数据的同步操作。
    不过,每种调制方式所采用的前导码均不相同,因此PLCP会为准备传送的所有帧加上自己的标头。接着由PMD负责将PLCP所传来的每个位利用天线传送至空中。

    9.3 频宽
    频宽的大小依据要传送的信息量而定
    在这里插入图片描述
    频宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度,以赫兹(Hz)为单位

    9.4 扩频技术
    目的:
    扩频技术能够很好的防止干扰
    在这里插入图片描述
    扩频的工作原理:
    利用数学函数将信号功率分散至较大的频率范围。只要在接收端进行反向操作,就可以将这些信号重组为窄带信号。更重要的是,所有窄带噪声都会被过滤掉,因此信号可以清楚的重现

    9.5 802.11物理层技术
    802.11所采用的的无线电物理层使用了三种不同的技术:
    跳频(Frequency hopping,简称FH或FHSS):跳频系统是以某种随机样式在频率间不断跳换,每个子信道只进行瞬间的传输。
    直接序列(Direct sequence,简称DS或DSSS): 直接序列系统利用数学编码函数将功率分散于较宽的频带。
    正交频分复(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称OFDM):OFDM将可用信道划分为一些子信道,然后对每个子信道所要传送的部分信号进行平行编码。

    1、 跳频扩频
    在这里插入图片描述
    跳频扩频( Frequency-hopping spread-spread,简称FH或FHSS ):是以一种预定的伪随机模式快速变换传输频率
    如上图所示:图中的纵轴将可用频率划分为几个频隙(frequency slot),同样的,时间轴也被划分为一系列时隙(time slot)。
    本图中所用的跳频模式为(3,8,5,7)。正确掌握跳频时机是关键,发送端与接收端必须同步,这样接收端才可以随时与发送端的频率保持一致。
    跳频扩频传输技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)只在IEEE 802.11中做了规定,在实际的应用中已经很少见,采用跳频扩频传输技术的无线局域网支持1Mbps和2Mbps两种速率。
    跳频可以避免设备干扰某个频带(frequency band,简称band)的主要用户,跳频用户对主要用户只会造成瞬间干扰。
    同样的,主要用户只会影响扩频设备的某个频隙,就像是瞬间的噪声一样。
    图中显示了某个主要用户使用第7个频隙时所造成的影响,虽然第4个时隙的传送受损毁,但前3个时隙还是可以成功传送。
    例如:第7个频隙为微波炉使用的频段,微波炉的使用只会对第7个频隙的信号造成干扰,其他频隙的信号还是能正常传输,所以跳频可以有效的防止干扰。

    2、 直接序列扩频技术(DSSS)
    1. 直接序列传输技术是通过精准的控制将RF能量分散至某个宽频带;
    2.当无线电载波的变动被分散至较宽的频带时,接收器可以通过相关处理找出变动所在;

    在这里插入图片描述
    DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum直接序列展频技术最初定义在802.11原始标准中,工作频段为2.4GHz,数据率为1Mbps和2Mbps
    802.11b修正案也定义了DSSS技术,工作频段同样是2.4GHz,数据率为5.5Mbps和11Mbps。这两个数据率称为HR-DSSS(High-Rate DSSS,高速直接序列扩频)。
    注意:802.11b设备不采用FHSS技术,因此无法向后兼容802.11 FHSS设备;

    DSSS编码方式1
    DSSS采用11 chip barker编码方式;Barker码是一个11比特序列(例如10110111000),在无线传输方面存在优势,可以有效降低干扰,不过降低了效率
    只要11位中的2位正确就能识别原来的数据
    作用:防止干扰
    DSSS编码方式2:
    补码键控(CCK);CCK采用了复杂的数学转换函数,可以使用若干个8-bit序列在每个码字中编码4或8个位,因此数据总吞吐量为5.5Mbps或11Mbps。此外,CCK所使用的数学转换函数可以让接收器轻易识别不同的编码,即便遇上干扰或者多径衰落的情况。
    作用:有效防止噪声及多径干扰
    802.11b使用补码键控来提高传输速率,最高可达11Mbps
    缺点:补码键控为了对抗多径干扰,技术复杂,实现困难。

    DSSS调制方式
    调制方式有:BPSK、QPSK
    在这里插入图片描述
    BPSK:Binary Phase Shift Keying 二进制相移键控。
    QPSK:Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控。

    调制方式 相位差 编码
    BPSK 0 0
    BPSK 180 1
    QPSK 0 00
    QPSK 90 01
    QPSK 180 10
    QPSK 270 11
    相比较于BPSK,QPSK所具备的明显优势为四级编码机制可以提供较高的吞吐量。采用QPSK的代价是,如果多径干扰十分严重,可能会导致它无法使用。
    多径之所以发生,是因为信号从发送端分路抵达接收端。每个路径的距离不同,因此从每个路径所接收到的信号相对于其他路径有时间差。
    在多径干扰十分严重的环境下,QPSK会比BPSK更早崩溃。

    802.11b采用DSSS技术实现了四种不同的数据速率:
    在这里插入图片描述

    3、 正交频分(OFDM)技术

    802.11a是基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,简称OFDM)。

    OFDM原理:
    OFDM会将一个较宽的信道分割成几个子信道
    每个子信道均用来传输数据。OFDM使用的子载波相互重叠,但是这些相互重叠的子载波之间不会互相干扰
    之所以能够使用相互重叠的子载波,是因为定义了副载波,因此可以轻易区分彼此。
    能够区别副载波,关键在于它使用了一种复杂的数学关系,称为正交性
    在数学上,正交用来描述相互独立的项目
    OFDM之所以能够运作,是因为所选用的副载波频率的波形丝毫不受其他副载波的影响。
    如下图所示:信号分为三个副载波,每个副载波的波峰均作为数据编码之用,如图中上方标示的圆点。这些副载波之间经过刻意设计,彼此之间保持正交关系。
    注意每个副载波的波峰,此时其他两个副载波的振幅均为0
    在这里插入图片描述

    OFDM 5GHz信道示例:
    在这里插入图片描述
    OFDM技术的主要思想是将指配的信道分成许多正交子信道,在每个子信道上进行窄带调制和传输。每个信号的带宽小于信道的相关带宽。
    OFDM将信道划分为52个子信道,4个用来做相位参考,所以真正能使用的是48个子信道。

    OFDM子信道调制技术

    1. OFDM调制方式:
      BPSK:Binary Phase Shift Keying 二进制相移键控。
      QPSK:Quadrature Phase Shift Keying 正交相移键控。
      QAM:正交幅度调制
      QAM同时利用了载波的振幅和相位来传递信息
      OFDM技术结合QAM调制方式让速率达到54Mbps

    2、 16QAM和64QAM星座图
    在这里插入图片描述
    要提高数据率,只要使用点数更多的星座图即可。不过当数据率提高,接收到的信号质量必须足够好,否则就难以区别星座图中的相邻点。
    如果距离太近,每个点的可接受误差范围就会缩小。
    802.11a在物理层标准中规范了每个星座点的最大可接受误差范围图中显示了802.11a所使用的星座图。BPSK和QPSK的位率最低,它们是直接序列物理层所使用的两种相移键控调制。
    3、QAM 256星座图:
    在这里插入图片描述
    为了提高吞吐率,在11ac中引入调制效率更高的更高阶调方式256QAM。支持3/4和5/6两种码率,MCS方式也因此增加到了10种
    在MCS的表示上,11ac中放弃了原来为每个MIMO组合进行MCS编码,因此MCS编码方式也由原来的几十种变成了10种。
    MCS越高,吞吐率越高,这是由于调制编码方式的区别带来的每个子载波代表的bit数的差异。
    在使用BPSK调制时每个子载波只能表示2个bit;
    16-QAM时每个子载波表示4个bit;
    64-QAM时,每个子载波表示6个bit;
    256-QAM后,每个子载波可以表示8个bit。

    综述:越高阶得调制方式调制效率越高,但不同调制方式时的效率提升也并不是成线性的,越往后提升越不明显
    4、 OFDM调制方式
    在这里插入图片描述
    OFDM PHY 的速率有四级:
    6与9Mbps、
    12与18Mbps、
    24与36Mbps
    以及48与54Mbps。
    6、12与24Mbps是必要的项目,即前三级的最低速率,因此在遭遇干扰时也最稳定

    1. 第一级的速率使用二进制相位键控BPSK:
      在每个子信道编码1个位,相当于每个符号48个位,这些位中有一半或者1/4是用于纠错的多余位,因此每个符号中实际只包含了24或36个数据位。
    2. 第二级的速率使用正交相位键控QPSK:
      在每个信道编码2个位,相当于每个符号96位,这些位中有一半或者1/4是用于纠错的多余位,因此每个符号中实际只包含了48或72个数据位。
    3. 第三、四级使用了正交调幅QAM:
      16-QAM是以16个符号编4个位,而64-QAM是以64个符号编6个位。不过为了达到更高的速率,64-QAM采用了2/3与3/4的编码率。256-QAM采用了3/4和5/6的编码率。
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    千次阅读 2017-02-24 10:34:24
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  • 【计算机网络】谢希仁笔记 物理层

    千次阅读 2019-03-02 14:52:42
    大纲: ...用于物理层的协议也常称为物理层规程 (procedure)。 (二)物理层的主要任务 确定与传输媒体的接口的一些特性。 机械特性 :指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、...
  • 物理层协议分析

    千次阅读 2018-11-02 21:57:52
    该工作组为100Mbps需求优先MAC的开发提供了两种物理层和中继规范。虽然他们的使用以申请了专利并被接受作为ISO标准,但是它们被广泛接受的程度远逊色于以太网。802.12目前正处于被分离的阶段。  IEEE802.5(令牌环...
  • 计算机网络中的物理层

    千次阅读 2015-05-15 18:56:04
    今天主要介绍下物理层,基本摘抄自《深入理解计算机网络》这本书,同时加入了自己的一些看法。(1) 物理层作用 计算机网络设备之间的连接必须依靠物理层的传输介质和相关协议进行。物理层主要负责在物理传输介质之...
  • 了前两篇文章的基础,相信大家已经对物理层有了一定的概念了,那物理层的功能具体怎么实现呢? 这篇文章里,我将一一道来: 物理层概述 数据通信基础知识 数据编码技术 信道复用技术 物理层下面的传输媒体 1. 物理层...
  • 其实大家可能对物理层并不陌生,你可能会想不就时OSI网络七层中的最底层嘛,从字面意思来看还真的没问题,那么我现在如果要问你对于物理层你还知道什么呢?你可千万不要直接就说物理层就是用于传输的物理线缆这些...
  • 计算机网络2 物理层

    千次阅读 2020-09-11 17:08:26
    物理层的基本概念 物理层考虑的是怎样在不同的传输媒体上传输数据比特流,而不是传输媒体本身 物理层的作用是屏蔽掉传输媒体和通信手段的差异,让数据链路层不比考虑这些差异,专注于本层协议和服务的实现 物理层的...
  • BLE 5 之 物理层

    千次阅读 2018-12-23 20:18:56
    1. 简介 物理层(Physical Layer)是BLE协议栈最底层,它规定了BLE...BLE 5的物理层有三种实现方案,分别是1M Sym/s的无编码物理层、2M Sym/s的无编码物理层和1M Sym/s的编码物理层。其中1M Sym/s的无编码物理层与...
  • 物理层简介

    千次阅读 2020-07-01 11:51:01
    物理层的基本概念 2. 物理层的主要任务 3.物理层的主要特点 4.数据通信系统的模型 5.常用术语 6.有关信道的几个基本概念 7.常用编码方式 8.基本的带通调制方法 9.物理层下面的传输媒体: 10.信道复用技术(重点) 11...
  • 物理层的功能与特性

    千次阅读 2017-11-22 22:26:44
    (一)对于物理层的ISO/OSI标准定义:物理层提供机械的,电气的,功能的和规程的特性,目的是启动,维护和关闭数据链路实体之间比特传输的物理连接。这种连接可能通过中继系统,在中继系统内的传输也是在物理层。 ...
  • 计算机网络物理层解析

    千次阅读 2017-08-09 12:41:42
    物理层为计算机通信网络进行信息传输提供实际传输通道,物理层协议是本章的知识要点。 物理层是OSI/RM模型中的最底层,但它既不是指连接计算机的具体物理设备,也不是指负责信号传输的具体物理介质,而是指在连接
  • 物理层下面的传输媒体

    千次阅读 2016-02-05 14:37:08
    物理层下面的传输媒体 1. 导向传输媒体 1.1 双绞线 双绞线:也称双扭线,它是最古老但又是最常用的传输媒体。把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起,然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻...
  • 认识BLE 5协议栈 —— 物理层

    千次阅读 2018-09-29 17:03:14
    物理层(Physical Layer)是BLE协议栈最底层,它规定了BLE通信的基础射频参数,包括信号频率、调制方案等。 BLE工作频率是2.4GHz,它使用GFSK频率调制,并使用跳频机制来解决频道拥挤问题。 BLE 5的物理层...
  • 计算机网络知识点总结-第二章:物理层

    万次阅读 多人点赞 2019-01-28 23:04:28
    1.物理层的基本概念 物理层的功能:怎样在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,屏蔽不同传输媒体和通信手段的差异 规程:用于物理层的协议 传输媒体接口的特性: (1)机械特性:接口所用接线器的形状和...
  • 第二章计算机网络物理层总结

    万次阅读 2020-10-05 20:22:08
    2.1 物理层定义的标准 物理层解决如何在链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。 物理层的主要任务:确定传输媒体的接口的一些特性,包括, 机械特性:接口形状,大小,引线数量 电气...
  • MAC层主要交换芯片实现,物理层由PHY芯片实现,电信号连接主要定义电信号的接口规范。 经过几十年的发展,以太网技术技术已经相同成熟,在计算机通信领域应用相当的广泛。 本文以成熟的以太网的技术实现为案例,...
  • 物理层要解决什么问题?物理层协议的主要任务是什么?  物理层要解决的主要问题:  ①. 物理层要尽可能屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同,使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在,而专注于完成本曾的...
  • 计算机网络原理笔记 第二章 物理层

    千次阅读 多人点赞 2020-04-25 11:05:01
    计算机网络原理 第二章 物理层2.1 物理层的基本概念2.2 数据通信的基础知识相关术语有关信道的几个基本概念2.3 物理层下面的传输媒体2.4 信道复用技术2.5 数字传输系统2.6 宽带接入技术 2.1 物理层的基本概念 物理层...

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