物理层是计算机网络体系结构中的最底层,历年考试分值是比较高的在3~12分,涉及到很多底层实现,这层考得知识很多包括通信理论及计算,数字传输系统,接入网技术,传输介质,综合布线基础知识,FTTx等知识点。
噪声对传输介质有干扰
数字通信系统的有效程度可以用码元传输速率和信息传输速率来表示。
码元:在使用时间域(时域)的波形表示数字信号时,代表不同离散型数值的基本波形就称为码元。齐天大圣孙悟空的72变就是他有72种码元。
码元速率(波特率):即单位时间内载波参数(相位、振幅、频率等)变化的次数,单位为波特,常用Baud表示,常写成B.比特率:单位时间内在信道上传送的数据量(即比特数),单位为特每秒(bit/s),简记为b/s或者bps(bit per second)波特率与比特率的换算关系:bit=baud*log2(N) N是码元总类数(2的多少次方大于等于总类数)
猪八戒有36种变化, 36=》log2(36) 因为2的5次方等于32,所以log2(36)应该等于6,必须要大于猪八戒的变化。2的6次方64,7次方虽然也满足条件,但是值就太大了,所以我们选择满足条件的最小的二的N次方。速度单位:Kbps = 1000bps 10的3次方1000来表示速度单位
容量单位:KB = 1024Byte=1024*8bit 2的10次方1024来表示存储容量的单位
带宽:传输过程中信号不会明显减弱的一段频率范围,单位是赫兹(Hz)。上网的带宽和我们这里的信道的带宽不是一回事。上网的带宽单位是bps这里的信道带宽是Hz。带宽实际上反应了这一条信道它合适传输的信号的范围。
某一种电缆值适合传输某种频率的信号,别的频率的信号传输时就会有失真信道带宽W=最高频率-最低频率
1dB = 10 x log10(S/N)
考试中记住:30分贝对应的S/N=10^3
信号功率为S,噪声功率为N,信噪比及时信号功率和噪声功率的比值为信噪比S/N,
通常考试中不使用信噪比本身,而是使用10logS/的值,即分贝(10倍的信噪比)30db=10*log10(S/N) = 10*3 所以log10(S/N)=3,也就是S/N=10的3次方=1000
40分贝就是10的4次方,50分贝就是10的5次方,就这么简单。
最大数据速率 = 2 W log2(N) = B log2(N)W表示带宽,B代表波特率,N是码元总的种类数
使用香农公式来计算极限数据速率
C= W * log2(1+S/N)S为信号功率,N为噪声功率。
考试中,说30db下的数据速率,于是就像求出S/N,根据公示“1dB = 10 x log10(S/N)”可求出S/N=1000;于是20分贝下的log2(1+S/N)≈10
误码率:接收到的错误码元数在总传送码元数中所占的比例。目前使用的光纤信道这个误码率已经很低了。信道的传输质量原来越好了,所以纠错就用的少了。
历年真题