本系列文章为408考研计算机网络知识点整理仅涉及到一些重要的考研知识点并不完全包含全部知识,参考书目和视频资料:谢希仁 计算机网络(第8版),王道考研计算机网络,B站湖科大计算机网络微课堂。

2.1  物理层的基本概念

2.2 物理层下面的传输媒体

2.2.1 导向传输媒体

同轴电缆

双绞线

光纤

光纤的工作原理

光纤分类

2.2.2 非引导型传输媒体

无线电波

微波

红外线

2.3 信道复用技术

2.3.1  频分复用

频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing)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”是频率带宽而不是数据的发送速率)。

2.3.2  时分复用

时分复用 TDM(Time Division Multiplexing)时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM  帧的长度)。TDM信号也称为等时(isochronous)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。

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。

2.3.3 统计时分复用

统计时分复用 STDM(Statistic TDM) 

2.3.4 波分复用

波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)  就是光的频分复用。

2.3.5 码分复用

码分复用 CDM(Code Division Multiplexing) 常用的名词是码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access)。各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。

原理:

将每一个比特时间划分为 m 个短的间隔,称为码片 (chip)。为每个站指派一个唯一的 m bit 码片序列。

  • 发送比特 1:发送自己的 m bit 码片序列。
  • 发送比特 0:发送该码片序列的二进制反码。

例如:S 站的 8 bit 码片序列是 00011011。

  • 1 : 00011011
  • 0 :11100100

习惯上,用+1代表1,-1代表0,如:码片序列:(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)

码片序列实现了扩频:

要发送信息的数据率 = b bit/s,实际发送的数据率 = mb bit/s,同时,所占用频带宽度也提高到原来的 m 倍。

扩频通常有 2 大类:

  • 直接序列扩频 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 。
  • 跳频扩频 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)。

2.4 传输方式(信道)

2.4.1 串行和并行

计算机之间的传输为串行传输,计算机内部的传输为并行传输

2.4.2 同步和异步

2.4.3 单工、半双工和全双工

2.5 信道的极限容量

2.5.1 奈氏准则

2.5.2 香农公式

2.6 编码与调制

2.6.1 相关概念

2.6.2 常用编码

  • 不归零编码不纯在0电位,只有高电位和低电位,无法判断每个码元的位置,需要额外的同步时钟信号。
  • 归零编码在每次码元结束时都会回归到0电位,以此实现自同步的效果,但是编码利用效率低。
  • 曼彻斯特编码:位周期中心的向上跳变代表 0,位周期中心的向下跳变代表 1。但也可反过来定义。用10代表1,01代表0,实现扩频,10Mbps到20mbps。(自同步)
  • 差分曼彻斯特编码:在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表 0,位开始边界没有跳变代表 1。(自同步)

2.6.3 常用调制方法