计算机网络中物理层介绍

上一篇大致讲了一下一个模糊的计算机网络轮廓,接下来我尽量用通俗易懂的语言来介绍一下物理层,物理层是最好理解的,为啥子这么说嘞

其实物理层就是上一篇文章中的那个案例中的快递小哥塞包裹给运输车(注意是塞包裹的快递小哥,不是运输车,运输车只是媒介,已经不是你这个设备了),你只需要把数据这个包裹交给工作人员,然后一层层打包,最后由物理层,也就是快递小哥把包裹塞给运输车,然后传输媒介开着车去给你送到你心仪的小姐姐那个城市,然后那边的快递小哥从车上把包裹取下来,然后给上层一层层解封,这就是物理层做的事情。

所以,物理层的定义就出来了:

物理层是计算机网络的第一层,负责传输数字信号。它定义了数据在物理媒介(如电缆、光纤等)上的传输方式和传输速率,并实现了数据的编码、调制、解调和传输。物理层的主要任务是将数字信号转换为模拟信号,并将其发送到物理媒介上,然后接收和解码接收到的模拟信号,并将其转换为数字信号,以便上层协议进行处理。

当然,如果在这个案例中,你有钞能力,想让他送的快一点,或者你送的东西很贵重,需要保护好,等等一系列要求,对于物理层就变成了以下功能:

物理层的主要功能包括:

  1. 传输数据:将数据从发送方传输到接收方。

  2. 编码和解码:将数字信号编码为模拟信号,并将接收到的模拟信号解码为数字信号。

  3. 时序控制:控制数据传输的时序和速率,以保证数据的正确传输。

  4. 帧同步:在传输过程中保持发送方和接收方的同步。

  5. 带宽管理:控制并管理物理链路的带宽,以保证传输的数据速率。

  6. 信号增强:增强信号以提高传输质量和距离。

然后等你寄包裹的时候呢,你心仪的小姐姐也给你寄了包裹,这时候呢就引出来了通信的方式:

单向通信是指信息在一个方向上传输,只有发送方向接收方发送信息,接收方不能直接回复信息。

双向交替通信是指信息在两个方向上交替传输,即发送方发送一条信息后,接收方回复一条信息,然后再由发送方回复,接收方再回复,如此交替进行。

双向同时通信是指信息可以在两个方向上同时传输,即发送方可以随时发送信息,而接收方也可以随时回复信息,这种通信方式常用于实时通信,比如电话、视频会议等。

在案例中,当然也不一定是快递车,也有可能是快递飞机,快递轮船等等一系列手段,所以:

传输媒介又分为导引型传输媒体(双绞线、同轴电缆、光纤)和非导引型传输媒体(微波等等)

计算机网络传输媒介介绍一下以下几种:

  1. 双绞线(Twisted Pair):是最常见的传输媒介之一,一般用于局域网(LAN)的连接。双绞线被分为两类,即无屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

  2. 同轴电缆(Coaxial Cable):通常用于有线电视或高速局域网(LAN)连接。同轴电缆包含一个中心导线,由一层绝缘材料和屏蔽层包裹。

  3. 光纤(Fiber Optic):使用光纤作为传输媒介,是目前最常用的长距离传输方式。它具有高速、低噪声和长距离传输等特点。

  4. 无线电波(Radio Waves):用于无线局域网(WLAN)、无线广域网(WWAN)和蓝牙等无线通信。

  5. 卫星通信(Satellite Communication):使用卫星作为传输媒介,可进行广域网连接。

还是那个案例,一条快递路线不可能只有一个包裹运送,说不定有很多小哥哥都在送包裹给相对应要送的小姐姐,怎么样把效率提高起来嘞,就引申出了信道复用技术:

频分复用:就是很多个用户包裹一起送(没有包裹的用户也占用一条快递线)、共用时间。

时分复用:一个时间段只送你这一个包裹,下一个时间段,送别的包裹。

统计时分复用:改进的时分复用,收一堆包裹,放到仓库里,也就是缓存,当一个仓库满了就发出去。

波分复用:光的频分复用。

码分复用:敲黑板,这是重点,每次看到都惊叹研究出来的人的智慧,等下一章详细讲解,会单独出一篇写码分复用。

物理层大致就到这了,下一章详细讲解码分复用,以及快递小哥打包的过程,包裹怎么封装的(计算机网络其他层)。

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