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计算机网络——通信基础和传输介质

article 2026/2/27 16:11:44

物理层任务：实现相邻节点之间比特（0或1）的传输

到了数据链路层之后，它会以帧为单位，把若干个比特交给物理层，物理层需要把这些比特信息转化成信号，在物理传输媒体上进行传输

通信基础基本概念

信源：信号的来源（即数据的发送方）

信宿：信号的“归宿”（即数据接收方）

数据：即信息的实体（如：文字，声音，图像），在计算机内部数据通常是二进制

信号：数据的载体

        数字信号：信号值是离散的

        模拟信号：信号值是连续的

信道：信号的通道

注：一条物理线路通常包含两条信道，即发送信道，接收信道

每一个信号对应若干比特的二进制码

将一个信号，称做一个码元，可以理解为表示二进制编码的元素

有的教材将一个信号周期的长度称为码元宽度

若在一个“信号周期”内，有可能出现2种信号，每种信号对应一个2进制数

如果一个信号周期内可能出现4种信号，那么每个信号就可以对应一个4进制数（2bit）

如果一个码元（即一个信号）可能有4种状态，那么可以称其为4进制码元（一个码元携带2bit数据）

类似的，如果一个码元（即一个信号）可能有8种状态，那么可以称其为8进制码元（一个码元携带3bit数据）

一个八进制数可以对应一个3bit的二进制数

码元与比特的关系

一个码元可以携带多少比特数据？

如果一个“周期”内可能出现K种信号，则：

注：若一个码元携带n比特的信息量，则波特率M Baud对应的比特率为Mn b/s

速率的两种表示方式

以太网对有线传输介质的命名规则

速度+Base+介质信息

中间的Base指的是Baseband，也就是基带传输，即传输数字信号（采用曼彻斯特编码）

10Base5这种传输介质，指的是极速为10Mbps，后面的5指的是采用同轴电缆这种传输介质，5是最远传输介质是500米

如果看到base后面跟的是数字，这个表示的就是符合以太网标准的某一种同轴电缆，而后面的数字指的是同轴电缆最远的传输距离

如果是光纤，通常是在Base后面跟一个“F”字母，因为光线的英文叫做optical Fiber

后面的*描述的是传输介质细微的区别

Base后面会跟T字母，因为双绞线的英文单词是以T开头的，后面可能还会有*

无线传输介质

物理层接口的特性

物理层的协议需要规定主机和传输介质之间的接口的机械特性

所谓机械特性指的是形状，尺寸，引脚数目，排列，固定和锁定装置

电气特性也就是要指明每一条线上电压范围，传输速率，距离限制等

功能特性指明某条线上某一电平的电压的意义

过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

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