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物理层

\[主要内容 \begin{cases} 物理层定义的四大特性(机械,电气,功能,规程) \\ 物理层的传输介质 \\ 物理层互连设备: 中继器与集线器 \end{cases} \]

物理层的功能 为设备之间的数据通信提供传输介质及互连设备

传输单位 为bit(比特流)

物理层定义的四大特性

  • 机械特性 说明接口部件的形状和尺寸,插针数目和排列顺序,位置,电缆长度,导线数目等
  • 电气特性 指明在接口电缆各条导线上出现的电压范围,规定了导线的电气连接及有关电路的特性, 包括电路特征,信号的识别方式, 以及最高数据传输速率
  • 功能特性 指明某条信号线上出现某一电平所表示的含义
    • 信号线可以分为 数据信号线,控制信号线,定时信号线和接地线
  • 规程特性: 规定了利用信号线进行比特流传输的一组操作过程,即各条信号线的动作规则和排列的先后顺序.

传输介质

\[传输介质 \begin{cases} 导向型 \begin{cases} 双绞线 \\ 同轴电缆 \\ 光缆 \end{cases} \\ 非导向型 \begin{cases} 短波\\ 地面微波 \\ 卫星微波 \\ 可见光 \end{cases} \end{cases} \]

按照是否有形可以划分为导向型和非导向型两大类.

  • 导向型 电磁波必须沿着某一介质的导向传播,断开介质则电磁波的传播也将终止
  • 非导向型 电磁波可以在自由空间内传播

讲道理考察这里一定是选择题,且要么考的很偏只能靠纯记,要么就是很简单的常识题.

几个可能的考点

  • 非屏蔽双绞线电缆有8型(1-5,超5,6,超6) 数字类型越大带宽越大
  • 形如10Base-T 的含义
    • 10表面带宽(最大数据传输速率)为 10M bps
    • Base表示基带信号 (注意Base有时可以省去)
    • T 表示使用双绞线,类似还有 2-细同轴电缆 5-粗同轴电缆 F-光纤
  • 光缆的基本原理 "利用全反射使光线在信道内定向传输"
  • 进行远距离数据传播,适合采用 单模光纤,因为其不存在任何模间色散
  • 光纤具有更大的带宽,能更好的屏蔽电磁干扰
  • USB是串行通信的

物理层互连设备

中继器

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中继器 物理层的互连设备,仅仅作用与信号的电气部分 实现透明比特的复制,以补偿信号的衰减.

中继器仅仅拓展网络的物理层 不以任何方式改变网络的功能, 用中继器相连的两个网络实际上还是一个网络.

中继器本质上是一个再生器,而不是一个增幅器

5-4-2原则 一条线路上的中继器数量不能无限增加,一般规则为 最多允许串联4个中继器,连接5个网络,且其中只有3个网段可以接入主机.

集线器(hub)

集线器本质为 多端口中继器, 端口之间 共享,非独占 带宽(最大数据传输速率), 假设有 \(n\) 个端口 同时要传输数据,每个端口只能获得总带宽的 \( 1/n \)

物理层的两个网段互连需要最大数据传输速率相同 数据链路层协议可以不同