当前课程知识点:计算机网络 > 第二章 物理层 > 附录5:本章的无背景乐的视频 > 2-1物理层概述及信号分析
各位好
你还记得物理层在哪里吗
在参考模型里边
物理层是最底层
最基础的一层
它没有下一层的支撑
它直接为数据链路层服务
物理层提供的主要功能是这样的
它提供透明的比特流传输
在这个功能里面
要特别注意两点
第一点
封装好的数据
是以0 1
比特流的形式进行传递
它从一个地方
搬到另外一个地方
第二点
物理层上的传输
它从来不关心比特流里边
携带的信息是什么
它只关心
比特流的正确搬运
在完成它的功能的时候
物理层呈现出四大特性
第一
机械特性
机械特性指明了接口
它的形状、尺寸
引脚数和排列等等
比如说RJ45的水晶头
它是什么样子的
它的尺寸
它的四个线对的排列顺序等等
第二个特性是电气特性
它指明接口电缆的各条线上
出现的电压范围
第三个特性是功能特性
指明某条线上
出现的某一电平的电压
表示何种意义
第四个特性叫规程特性
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
类似于协议
物理层上数据的传输
是以信号的形式进行的
信号指的是数据的电气
或电磁表现
信号呢
分模拟信号和数字信号两类
所谓的模拟信号
指的是对应时域的信号取值
是连续的
而数字信号呢
对应时域的信号取值
是离散的
在数字信号里边
我们还有一个概念
叫码元
它代表的是不同离散值的
基本波形
信号在信道
或者传输介质上传输
在这个过程里面
可以看成有很多不同频率的
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
是衰减或者变形的
一般来说
从0到FC这一频段
振幅在传输的过程里头
不会发生明显的衰减
FC就称为截止频率
它的单位是赫兹
这里呢就引入了一个概念
叫做物理带宽
物理带宽指的是传输过程中
振幅不会明显衰减的频率范围
它的单位也是赫兹
物理带宽是一种物理特性
通常取决于介质材料的构成
厚度 长度等等
换句话来说
一个传输介质
当它的外形确定了之后
当它的材料决定了之后
那么它的物理带宽就确定了
我们之前还学过一个概念
叫做数字带宽
数字带宽指的是单位时间内
流进的信息总量
那么我们总是希望数字带宽
越大越好
越大呢
我们上网的体验就越好
那么这个数字带宽
跟物理带宽之间
有没有关系呢
实际上两者之间
是有关系的
奈奎斯特定理和香农定理
就描述了这种关系
奈奎斯特定理
它描述的是理想信道的情况
它是这样讲的
在无噪声信道中
当物理带宽为B赫兹
信号离散等级为V级
那么这个信道提供的
最大传输率
也即
就是数字带宽了
可用这个公式来表达
其中V呢为信号的离散等级
奈奎斯特定理表明
任何一个信号
通过一个物理带宽为B的低通道
滤波器
那么只要进行每秒两B次的采样
就可以完全重构出
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
我们还看出
要想增大最大传输率
即数字带宽
只有增加物理带宽
或者是离散等级
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
在实际工程中
大部分的信号
或者说所有信道
是噪声信道
而不是无噪声信道
那香农定理
就描述了在有噪声信道里边的
数字带宽的计算方法
香农定理是这样说的
在有噪声信道中
如果物理带宽为B的信道
它的信噪比是S/N
那么最大的传输速率
也就是说
数字带宽可以用这个公式来表示
但在工程里面
我们很多情况下
看到噪声是用分贝来表示的
比如说我们说一个噪声
它是30分贝
那么分贝跟信噪比之间
是有这样的一个换算的关系
就是这里有一个公式
比如说信噪比S/N等于1000
那么它对应的分贝值是30分贝
香农定理表明
在信道一定的时候
物理带宽确定了
要想提高最大的数据传输率
也就是说数字带宽
只有增加信噪比了
物理层的主要功能是
提供透明的比特流传输
物理层在完成这个功能的时候
呈现出四大特性
机械特性
电气特性
功能特性和规程特性
信号在传输的过程里头
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
这个关系用奈奎斯特定理
和香农定理来描述
它们分别描述了理想信道即无噪声信道
和有噪声信道
里面的数字带宽
跟物理带宽的关系
-本课程简介
--课程组织
-1.1 为什么要学习计算机网络?
-1.2 互联网络发展史
--Video
--互联网络发展史
-1.3 常用的基本概念
--Video
--常用的基本概念
-1.4 参考模型(重点)
--Video
--参考模型
-1.5 参考模型相关的概念
--Video
--数据如何传输
-1.6 本课程的组织
--Video
--课程组织
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-附录3:伦敦奥运会开幕式之Tim Berners Lee
--附录说明
-第一章 概述--章节测试
-附录4:本章的无背景乐的视频
--1-4参考模型
--关于附录4的说明
-2.1 数据通信的理论基础
--Video
-2.2 有导向的传输介质
--Video
--有导向的传输介质
-2.3复用技术
--Video
--复用技术
-2.4调制技术
--Video
--调制技术
-2.5公共交换电话网络
--Video
--公共交换电话网络
-2.6物理层设备
--Video
--物理层设备
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-附录3:光纤熔接
--Video
-附录4:海底光缆
--附录说明
--外部链接
-第二章 物理层--章节测试
-附录5:本章的无背景乐的视频
--2-3复用技术
--2-4调制技术
--关于附录5的说明
-3.1 数据链路层概述
--Video
--数据链路层概述
-3.2 差错处理概述
--Video
--差错处理概述
-3.3 纠1位错的海明码
--Video
--纠1位错的海明码
-3.4 检错码
--Video
--检错码
-3.5基本数据链路协议1~3
--Video
-3.6 滑动窗口协议
--Video
--滑动窗口协议
-3.7 回退n帧
--Video
--回退n帧
-3.8 选择性重传
--Video
--选择性重传
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第三章:数据链路层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--3-4检错码
--3-6 滑窗协议
--3-7 回退n帧
--关于附录3的说明
-4.1 MAC子层概述
--Video
--MAC子层概述
-4.2 ALOHA协议
--Video
--ALOHA协议
-4.3 CSMA协议
--Video
--CSMA协议
-4.4 以太网概述
--Video
--以太网概述
-4.5 以太网帧格式
--Video
--以太帧格式
-4.6 二层交换的基本格式
--Video
-4.7 生成树协议
--Video
--生成树协议
-4.8 虚拟局域网
--Video
--虚拟局域网
-4.9 二层设备
--Video
--二层设备
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第四章 介质访问控制子层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--4-9 二层设备
--关于附录3的说明
-5.1 网络层引言
--Video
--网络层引言
-5.2 IP地址
--Video
--IP地址
--子网规划实例
-5.3 子网规划
--Video
--子网规划
-5.4 IP寻址
--Video
--IP寻址
-5.5 IP分组
--Video
--IP分组
-5.6 什么是IPv6?
--Video
--什么是IPv6?
-5.7 IPv6地址
--Video
--IPv6地址
-5.8 IPv6分组
--Video
--IPv6分组
-5.9 IPv6过渡技术
--Video
--IPv6过渡技术
-5.10 路由从何而来?
--Video
--路由如何而来
-5.11 距离矢量路由选择协议
--Video
-5.12 路由信息协议RIP
--Video
--RIP
-5.13 RIP为什么衰落?
--Video
-5.14 链路状态路由选择LS
--Video
-5.15 单区域OSPF
--Video
-5.16 无类域间路由 CIDR
--Video
--CIDR
-5.17 网络地址翻译 NAT
--Video
--NAT
-5.18 互联网控制消息协议 ICMP
--Video
--ICMP
-5.19 地址解析协议 ARP
--Video
--ARP
-5.20 拥塞控制
--Video
--拥塞控制
-5.21 流量整形
--Video
--流量整形
-附录1:思考题
--html
-附录2:术语中英对照表
--html
-第五章 网络层--章节测试1
-第五章 网络层--章节测试2
-第五章主观测试题
-附录3:本章的无背景乐的视频
--5-2_IP地址
--5-3_子网规划
--5-4_IP寻址
--5-5_IP分组
--5-9过渡技术
--5-21流量整形
-6.1 传输层概述
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--传输层概述
-6.2 用户数据报协议 UDP
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-6.3 通信模型
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--通信模型
-6.4 TCP数据段
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--TCP数据段
-6.5 TCP三次握手建立连接
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-6.6 TCP连接释放
--Video
--TCP连接释放
-6.7 TCP传输策略
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--TCP传输策略
-6.8 TCP拥塞控制
--Video
--TCP拥塞控制
-6.9 TCP定时器等
--Video
--TCP定时器等
-附录1:思考题
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-附录2:术语中英对照表
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-第六章 传输层--章节测试
-附录3:本章的无背景乐的视频
--6-1传输层概念
--6-2UDP
--6-3通信模型
-linux
-windows
-7.1 应用层概述
--Video
--应用层概述
-7.2 域名系统 DNS 概述
--Video
-7.3 DNS之域名解析
--Video
--域名解析
-7.4 电子邮件 e-mail
--Video
-7.5 万维网 WWW
--Video
--万维网 WWW
-7.6 其它应用
--Video
--其它应用
-附录1:思考题
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-附录2:术语中英对照表
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-第七章 应用层--章节测试
-附录3: 本章无背景音乐的视频
--7-4_电子邮件
--7-6_其它应用