自己电脑做网站iis,wordpress支持哪些数据库,个人网站做电商,企业营销推广怎么做物理层
物理层最核心的工作内容就是解决比特流在线路上传输的问题
基本概念
何为物理层#xff1f;笼统的讲#xff0c;就是传输比特流的。
可以着重看一下物理层主要任务的特性
传输媒体 传输媒体举例#xff1a;
引导型传输媒体
引导型传输媒体指的是信号通过某种…物理层
物理层最核心的工作内容就是解决比特流在线路上传输的问题
基本概念
何为物理层笼统的讲就是传输比特流的。
可以着重看一下物理层主要任务的特性
传输媒体 传输媒体举例
引导型传输媒体
引导型传输媒体指的是信号通过某种物理介质进行引导的传输方式。这些介质可以是导线、光纤等它们能够限制信号在特定的路径上传播。以下是一些常见的引导型传输媒体的例子 双绞线Twisted Pair由两根绝缘铜线缠绕在一起组成的电缆用于抵抗电磁干扰。常见的类型包括UTPUnshielded Twisted Pair非屏蔽双绞线和STPShielded Twisted Pair屏蔽双绞线。注意双绞线在传入信号时信号的振幅应该足够大时才容易被检测到。 同轴电缆Coaxial Cable由内导体、绝缘层、网状屏蔽层和外护套组成的电缆用于传输较高频率的信号。同轴电缆在现代有线电视和早期的以太网中使用较多。 光纤Fiber Optic Cable由玻璃或塑料制成的纤维用于通过光信号传输数据。光纤具有高带宽、远距离传输和抗电磁干扰的特点常用于高速和长距离的网络连接。如果光纤需要中继可以使用掺铒光纤放大器。光纤自带修正折射角度的特性
非引导型传输媒体
非引导型传输媒体指的是信号在没有物理介质引导的情况下通过空气或其他介质传播的方式。这些介质不限制信号的传播路径因此信号可以在空间中自由传播。以下是一些常见的非引导型传输媒体的例子 无线电波Radio Waves利用电磁波在空气中传播信号的方式广泛应用于无线通信如Wi-Fi、蓝牙、4G/5G移动网络等。 红外线Infrared使用红外线波段的电磁波进行短距离通信常见于遥控器和一些近距离无线数据传输。
编码与调制
想要利用信道传输数据就必须将数据转换为能在传输媒体上传输的信号。信道可以分成模拟信道和数字信道
数字数据比特转换成数字信号的过程称为编码 数字数据比特转换成模拟信号的过程称为调制
模拟信道电话线广播电视线等 数字信道互联网无线WIFI等 码元的定义一段波所代表的基本信息一段码元包含了某些信息。在使用时间域的波形表示数字信号时代表不同离散数值的基本波形。简单来说码元就是一段调制好的基本波形可以表示比特信息。 同时码元也是承载信息的基本单位。
常用编码有哪些
调制
基本调制方法一个码元内可以包含的信息是很少的无法包含很多信息 频率、相位、振幅三选二进行微调。调制技术的目的就是为了让一个有限的码元内部尽可能多的携带数据。但是 信道的极限容量
信号波形失去了码元之间的清晰界限这种现象叫做码间串扰说人话就是被干扰的太厉害分不清了 为了避免这种码间串扰的情况提出了奈氏准则 香农公式推算出了理想状态下信道的信号传输极限 香农公式与奈氏准则的区别
传输方式
串行并行
串行传输
串行传输就是单个线路上比特流进行传输一个一个比特依次发送
并行传输 并行传输就是多条线路同时传输比特流一次发送n个比特
同步传输异步传输 同步不管用什么方式保证收发双方对每一个比特在线路上持续的时间达成一致 异步异步传输是以独立的字节为单位8bit每个字节的内部仍要同步
单工半双工全双工
单工 只能接收类似广播不能回复半双工 收发不同步类似对讲机接的时候不能回复对方说完了才能回复全双工 收发同步进行类似手机可以同步收发
信道复用技术
复用是通信技术中的基本概念复用可以节约传播介质。让大家合起来用一个共享信道进行通信。 左边是单个信道的场景。其容量较小。 右边是共享信道的场景。容量更大但费用也高。
频分复用
频分复用Frequency Division MultiplexingFDM将传输线路的频带资源划分成多个子频带从而在一个大容量信道上划分出多个子信道。
用户在分配到一定的频带后在通信过程中自始至终都占用这个频带。
频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源请注意这里的带宽是频带带宽而不是数据的发送速率并且频分复用是并行的所以不考虑时延。
频分复用FDM示意图 注意频分复用要求总频带宽度要大于各个子信道频带宽度之和。并且一般为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰会要求在各子信道之间设立隔离带。
如下图传输信号经过调制解调器使用不同频率调制形成不同频率的声波然后把不同频率的声波叠加成一个声波进行传输。
在接收端收到信号以后使用过滤器针对不同频率进行过滤然后使用相同的频率进行解调从而还原发送端传播的声波信息。
时分复用
时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧Time Division Multiplexing TDM帧。每一个时分复用的用户在每一个TMD帧中占用固定序号的时隙。每一个用户占用的时间空隙是周期性地出现其周期就是TDM帧的长度对应的时间。
TDM信号也成为等时信号。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。可用的带宽全给占用了所有用户都一样
发送端不同用户的信息存放位置是有规律的接收端根据规律来取对应用户的数据。每一个TDM帧的固定位置都有固定的用户。如图 不同用户的数据存放的位置始终是不变的虽然时间短但是带宽大 数据的排列图示 时分复用的实现机制 存取双方都遵从一定的时钟速率进行存取值 左边的是复用器发送端右边是分用器接收端。二者必须成对使用。 简而言之复用器负责将多个信号合并为一个信号以便于传输而分用器则负责将合并的信号分离恢复为原始的多个信号以便分发给不同用户。
时分复用的问题 时分复用可能会造成线路资源的浪费。使用时分复用系统传送计算机数据时由于计算机数据的突发性质用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。可以看到当某个用户无数据发送时在时分复用帧中分配给该用户的时隙只能处于空闲状态。其他用户即使有数据要发送也不能使用这些空闲的时隙。因为TDM帧中每个用户的时隙都是定好的专属时隙即使空闲了其他人也不能直接用 如下图 针对利用率不高的问题提出了统计时分复用。
统计时分复用
统计时分复用Statistic TDM STDM能明显的提高利用率集中器常使用这种统计时分复用。 首先注意STDM帧中的时隙并不是固定的分配给某个用户的。
统计时分复用使用STDM帧来传送复用的数据。但每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存然后集中器按顺序依次扫描输入缓存把缓存中的输入数据放入STDM帧对没有数据的级存就跳过去。当一个帧的数据放满了时间槽满了集中器缓存空了的同时达到了STDM帧的最小帧要求等等情况就把数据发送出去。
在不同信号前多加了一个信号标识通过标识来区分不同用户的数据不同数据不再占用一个固定的位置数据存放是没有规律的因此每个时隙中必须包含用户的地址信息从而达到高效利用信道的目的。 波分复用
波分复用WDM实际上就是光的频分复用将n个光线调制到不同的波长上然后用光波分复用器将技术光束合并成一道光。同时接收端需要用光解调器分离成不同波长的光。 波分复用的简略示意图 码分复用
码分复用的提出背景当 时域、频域 无法再分时寻求一种新的方法在同一信道传输多个信号共享信道
码分复用Code Division Multiplexing CDM码分复用也叫码分多址Code Division Multiplexing Access CDMA码分多址来称呼该技术主要用于无线通信。
· 可以实现多个用户同时使用同样频率进行通信 · 如何实现—— 通过各用户的码序列进行区分。并且由于多个用户使用经过特殊挑选的不同码型因此各用户之间不会造成干扰且抗干扰能力强。
CDMA原理
1、每个比特0或1以一组码序列发送 在CDMA中每一个比特时间再划分成m个短的间隔称为码片Chip通常m的值是64或者128m位编码将每位比特划分为m后面为了简便运算设m为8。 码片一个数据信号如逻辑1或0通常要用多个编码信号来进行编码那么其中的一个编码信号就称为一个码片 2、一个数据信号如逻辑1或0通常要用多个编码信号来进行编码如这个站要发送1就发送该码片的原码如要发送0就发送给码片的反码。 所以不难发现因为0和1的定义变了原来的1可能就只需要1个比特现在的1在新的码片定义下需要8个比特。因此其对应的发送速率就要提升至原来的n倍才能保持和原来一样的发送速率。只针对用CDMA的站点 使用 CDMA 的每一个站被指派一个 唯一的 m bit 码片序列也就是这个站点自己独有的码片序列 一个站若要发送 比特 1就发送它自己的 m bit 码片序列若要发送bit 0就发送其码片序列的二进制反码。因此为避免不通CDMA站点之间混淆给每一站分配的码片序列不仅必须各不相同还必须互相正交 Q为啥要正交 A通过分配互相正交的码片序列通信系统可以实现多用户的同时通信即使它们在同一时间使用相同的频率也可以将其区分出来。这是因为接收端可以根据接收到的信号与预先知道的码片序列进行内积运算从而将特定用户的信号从其他用户的信号中区分出来。 通常将码片中的 0 写成 -1将 1 写成 1
如何选择码片序列
各用户的码片序列都是唯一的要求我们可以通过两个向量如果正交那么他们的数量级为0或者说向量内积为0这个想法去实现。只需要每个用户码片之间相互正交即可 正交的实现站点接收后根据提前得到的码片序列对收到的信号进行计算 第一个式子计算结果是1所以得到了比特1的数据 第二个式子计算结果是-1所以代表得到了比特0的数据 第三个式子计算结果是0所以代表当前收到的信号是别人的舍弃
流程图 注意这里T站是其他站点目的是为了对比和T站规格化内积的对比并且T站发出的信号最后会和S站叠加在一起放在共享信道上传输 叠加后的信号因为是叠加的所以直接利用提前收到的S站码片序列对其进行正交计算即可。根据结果来判断本次叠加信号是否有S站发出的信号
扩频
除了发送速率要按照码片的n倍提升以外总的发送信号因为是叠加的关系如图所示不难发现其频带宽度也需要对应累加扩大因为是叠加。 这里只是简单表述其概念真实的扩频要比这个复杂
