2.1物理层基本概念

• 接口特性
• 典型的数据通信模型
• 数据通信相关术语
• 通信方式：
  • 单工通信
  • 半双工通信
  • 全双工通信
• 传输方式：
  • 串行
  • 并行
• 传输同步吗
  • 同步
  • 异步

物理层

物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

物理层主要任务:确定与传输媒体接口有关的一些特性，即定义标准

接口特性

• 机械特性——定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量等等。
  • 例如，定义一个插座几个孔，一个路由器几条天线。
• 电气特性——规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等
  • 例如，某网络在物理层规定,信号的电平用+10V~+15V表示描述一个物理二进制0，用-10V ~-15V表示二进制1，电线长度限于15m以内
  • 题目中多为选择哪个属于什么特性，一般出现了数字，那基本上就是电气特性了
• 功能特性——指明某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途。
  • 描述一个物理层接口引脚处于高电平时的含义时，就像电饭煲的到达某个温度就跳闸，表面饭熟了
• 规程特性(过程特性）—— 定义各条物理线路的工作规程和时序关系。

典型的数据通信模型

数据通信相关术语

通信的目的：传送消息（消息∶语音、文字、图像、视频等)。

• 数据data ∶传送信息的实体，通常是有意义的符号序列。

• 信号︰数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式。

  • 数字信号/离散信号:代表消息的参数的取值是离散的。

  • 模拟信号/连续信号∶代表消息的参数的取值是连续的。

• 信源︰产生和发送数据的源头。

• 信宿∶接收数据的终点。

• 信道︰信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质。

  • 因此一条通信线路往往包含两条信道，一条发送信道，一条接收信道。
  • 分类：

数据通信：指在不同计算机之间传输表示信息的二进制数0、1序列的过程。

设计数据通信系统要考虑的3个问题

• 采用单工通信/半双工/全双工通信方式?
• 采用串行通信/并行通信方式?
• 采用同步通信/异步通信方式?

通信方式：如何邀请你来散步？

单工通信

广播：一个人说话，大家听

只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道。

半双工通信

对讲机：双方对话，你一句我一句

通信的双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收， 需要两条信道。

全双工通信

打电话：双方一边听一边说，吵架

通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道。

传输：一起走吗？

• 串行传输：将表示一个字符的8位二进制数按由低位到高位的顺序依次发送。
  • 速度慢，费用低，适合远距离。
  • 排队一个个走
• 并行传输：将表示一个字符的8位二进制数同时通过8条信道发送。
  • 速度快，费用高，适合近距离。用于计算机内部数据传输
  • 肩并肩一起走

不过这里走的不是人，是0和1。

传输：我们，同步调吗？

• 同步传输：在同步传输的模式下，数据的传送是以一个数据区块为单位，因此同步传输又称为区块传输。

  • 在传送数据时，需先送出1个或多个同步字符(就像跳舞时统一一个节拍开始一起跳)，再送出整批的数据。
  • 【同步传输里，是一边发，就一边收。】

• 异步传输：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。

  • 发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方不知道它们会在什么时候到达。
  • 传送数据时，加一个字符起始位和一个字符终止位。
  • 【既然是异步，发送方是断断续续发送，就像看心情一样一次发几个，对方只有这样判断判断开始和结束】