計算機網絡微課堂的筆記整理
筆記也放到了我的github和我的gitee上

2.1会钝、物理層的基本概念

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2.2先鱼、物理層下面的傳輸媒體

傳輸媒體也稱為傳輸介質或傳輸媒介奸鬓，他就是數據傳輸系統中在發(fā)送器和接收器之間的物理通路。傳輸媒體課分為兩大類宏多，即導引型傳輸媒體和非導引型傳輸媒體

傳輸媒體不屬于計算機網絡體系結構的任何一層绷落。如果非要將它添加到體系結構中砌烁，那只能將其放置到物理層之下催式。

導引型傳輸媒體

在導引型傳輸媒體中，電磁波被導引沿著固體媒體傳播管呵。

同軸電纜

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雙絞線

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光纖

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多模光纖

可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。這種光纖就稱為多模光纖萌业。

單模光纖

若光纖的直徑減小到只有一個光的波長，則光纖就像一根波導那樣婴程，它可使光線一直向前傳播档叔，而不會產生多次反射蒸绩。這樣的光纖稱為單模光纖。

電力線

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非導引型傳輸媒體

非導引型傳輸媒體是指自由空間传蹈。

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無線電波

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微波

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紅外線

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可見光

LIFI

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2.3漱抓、傳輸方式

串行傳輸和并行傳輸

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串行傳輸：

數據是一個比特一個比特依次發(fā)送的，因此在發(fā)送端與接收端之間瞬逊，只需要一條數據傳輸線路即可

并行傳輸：

一次發(fā)送n個比特仪或，因此，在發(fā)送端和接收端之間需要有n條傳輸線路

并行傳輸的優(yōu)點是比串行傳輸的速度n倍蕾域，但成本高

數據在傳輸線路上的傳輸采用是串行傳輸旨巷，計算機內部的數據傳輸常用并行傳輸

同步傳輸和異步傳輸

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同步傳輸：

數據塊以穩(wěn)定的比特流的形式傳輸添忘。字節(jié)之間沒有間隔

接收端在每個比特信號的中間時刻進行檢測搁骑，以判別接收到的是比特0還是比特1

由于不同設備的時鐘頻率存在一定差異，不可能做到完全相同煤率，在傳輸大量數據的過程中乏冀，所產生的判別時刻的累計誤差，會導致接收端對比特信號的判別錯位

所以要使收發(fā)雙發(fā)時鐘保持同步

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異步傳輸：

以字節(jié)為獨立的傳輸單位裳涛，字節(jié)之間的時間間隔不是固定

接收端僅在每個字節(jié)的起始處對字節(jié)內的比特實現同步

通常在每個字節(jié)前后分別加上起始位和結束位

單向通信（單工）端三、雙向交替通信（半雙工）和雙向同時通信（全雙工）

在許多情況下鹃彻，我們要使用“信道（channel）”這一名詞。信道和電路并不等同扔字。信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。因此欢摄，一條通信電路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道。

從通信的雙方信息交互的方式來看析蝴，可以有以下三種基本方式：

單向通信：

又稱為單工通信绿淋，即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互吞滞。無線電廣播或有線電以及電視廣播就屬于這種類型

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雙向交替通信：

又稱為半雙工通信，即通信的雙方可以發(fā)送信息殿漠，但不能雙方同時發(fā)送（當然也就不能同時接收）凸舵。這種通信方式使一方發(fā)送另一方接收失尖，過一段時間后可以再反過來

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雙向同時通信：

又稱為全雙工通信，即通信的雙發(fā)可以同時發(fā)送和接收信息菇夸。

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單向通信只需要一條信道庄新，而雙向交替通信或雙向同時通信則需要兩條信道（每個方向各一條）

雙向同時通信的傳輸效率最高

2.4薯鼠、編碼與調制

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常用術語

數據 (data) —— 運送消息的實體出皇。

信號 (signal) —— 數據的電氣的或電磁的表現。

模擬信號 (analogous signal) —— 代表消息的參數的取值是連續(xù)的荷科。

數字信號 (digital signal) —— 代表消息的參數的取值是離散的。

碼元 (code) —— 在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數字信號時畏浆，代表不同離散數值的基本波形刻获。

基帶信號（即基本頻帶信號）—— 來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬于基帶信號勉盅。

基帶信號往往包含有較多的低頻成分顶掉，甚至有直流成分挑胸，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調制 (modulation)簿透。

在計算機網絡中老充，常見的是將數字基帶信號通過編碼或調制的方法在相應信道進行傳輸

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傳輸媒體與信道的關系

信道的幾個基本概念

信道 —— 一般用來表示向某一個方向傳送信息的媒體螟左。

單向通信（單工通信）——只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。

雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(fā)送信息巷嚣，但不能雙方同時發(fā)送(當然也就不能同時接收)钳吟。

雙向同時通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息红且。

嚴格來說，傳輸媒體不能和信道劃等號

對于單工傳輸嗤放，傳輸媒體只包含一個信道奔誓，要么是發(fā)送信道搔涝，要么是接收信道

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對于半雙工和全雙工庄呈，傳輸媒體中要包含兩個信道诬留，一個發(fā)送信道贫母，另一個是接收信道

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如果使用信道復用技術，一條傳輸媒體還可以包含多個信道

常用編碼

不歸零編碼

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正電平表示比特1/0

負電平表示比特0/1

中間的虛線是零電平绿贞，所謂不歸零編碼籍铁，就是指在整個碼元時間內趾断，電平不會出現零電平

實際比特1和比特0的表示要看現實怎么規(guī)定

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這需要發(fā)送方的發(fā)送與接收方的接收做到嚴格的同步

需要額外一根傳輸線來傳輸時鐘信號，使發(fā)送方和接收方同步增显，接收方按時鐘信號的節(jié)拍來逐個接收碼元

但是對于計算機網絡脐帝，寧愿利用這根傳輸線傳輸數據信號，而不是傳輸時鐘信號

由于不歸零編碼存在同步問題梢杭，因此計算機網絡中的數據傳輸不采用這類編碼武契！

歸零編碼

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歸零編碼雖然自同步咒唆，但編碼效率低

曼徹斯特編碼

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在每個碼元時間的中間時刻释液，信號都會發(fā)生跳變

負跳變表示比特1/0

正跳變表示比特0/1

碼元中間時刻的跳變即表示時鐘，又表示數據

實際比特1和比特0的表示要看現實怎么規(guī)定

傳統以太網使用的就是曼切斯特編碼

差分曼徹斯特編碼

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在每個碼元時間的中間時刻浸船，信號都會發(fā)送跳變，但與曼徹斯特不同

跳變僅表示時鐘

碼元開始處電平是否變換表示數據
*   變化表示比特1/0
    
    
*   不變化表示比特0/1
實際比特1和比特0的表示要看現實怎么規(guī)定

比曼徹斯特編碼變化少登淘，更適合較高的傳輸速率

總結

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調制

數字信號轉換為模擬信號黔州，在模擬信道中傳輸，例如WiFi流妻，采用補碼鍵控CCK/直接序列擴頻DSSS/正交頻分復用OFDM等調制方式笆制。

模擬信號轉換為另一種模擬信號，在模擬信道中傳輸君躺，例如开缎，語音數據加載到模擬的載波信號中傳輸林螃。頻分復用FDM技術，充分利用帶寬資源完残。

基本調制方法

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調幅AM：所調制的信號由兩種不同振幅的基本波形構成谨设。每個基本波形只能表示1比特信息量缎浇。

調頻FM：所調制的信號由兩種不同頻率的基本波形構成。每個基本波形只能表示1比特信息量二蓝。

調相PM：所調制的信號由兩種不同初相位的基本波形構成指厌。每個基本波形只能表示1比特信息量。

但是使用基本調制方法鸥诽，1個碼元只能包含1個比特信息

混合調制