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【计算机网络入门】初学计算机网络（五）

news 来源：原创 2025/9/10 17:28:02

1.编码&解码、调制&解调

2.常用编码方法

2.1 不归零编码（NRZ）

2.2 归零编码(RZ)

2.3 反向非归零编码(NRZI)

2.4 曼彻斯特编码

2.5 差分曼彻斯特编码

3. 各种编码的特点

4.调制

5.有线传输介质

5.1 双绞线

5.2 同轴电缆

5.3 光纤

5.4 以太网对有线传输介质的命名规则

6. 无线传输介质

6.1 无线电波

6.2 微波通信

6.3 其他

7. 物理接口特性

1.编码&解码、调制&解调

变换器：将二进制数据转换为信号。

反变换器：将信号转换为二进制数据。

编码：二进制数据转换为数字信号。（网卡）

解码：数字信号转换为二进制数据。

调制：二进制信号转换为模拟信号。（光猫）

解调：模拟信号转换为二进制信号。

2.常用编码方法

2.1 不归零编码（NRZ）

低0高1，中间不变。这样带来的缺点是无法分清发送了多少个信号周期。如下图，接收方只会得到高——低——高——低——高。所以这样的编码方式还得有另外一根数据线接受节奏信号。

2.2 归零编码(RZ)

低0高1，中间归零。归零编码就很好的解决了上面的问题，归零编码在一个信号周期的中间会归零，让编码的发送保持节奏。

2.3 反向非归零编码(NRZI)

跳0不跳1，看起点，中不变。起点若没有突变那么就是1，若突变则是0，这就是开头为什么会突出去一截横线，就是为了和起点做对照，之后的线也是一样，突变就是0，没有突变就是1。

2.4 曼彻斯特编码

跳0反跳1，就是看周期的中间位置下跳对应1，上跳对应0（沿用IEEE提出的规则）

2.5 差分曼彻斯特编码

看周期的起点有没有发生跳变；跳变是0，不变是1

3. 各种编码的特点

4.调制

在长距离传输或者在真空中，模拟信号的抗干扰能力强，所以我们需要把数字信号调频为模拟信号。

其中调幅和调相是可以增加幅度或者相位从而携带更多的比特位。

5.有线传输介质

传输介质分为导向型和非导向型，导向型（信号朝着固定方向传播）包括：双绞线、同轴电缆、光纤；非导向型（信号朝着四面八方传播）包括：无线传输介质。

5.1 双绞线

由两条导线相互绞合而成。分为有屏蔽层（屏蔽双绞线STP）、无屏蔽层（非屏蔽双绞线UTP）。具有优秀的抗干扰能力。绞合、屏蔽层都可以提高抗电磁干扰能力。代表应用：近些年的局域网、早期电话线。

5.2 同轴电缆

主要由内导体（传输信号）+外导体屏蔽层（抗电磁干扰）构成。抗干扰能力很强。早期的局域网、早期的有线电视都是使用同轴电缆。

5.3 光纤

主要由纤芯（高折射率）+包层（低折射率）构成。利用光的全反射特性在纤芯内传输光脉冲信号。分为单模光纤和多模光纤；

单模光纤：只有一条光线在一个光纤内部传输，适合长距离传输，信号传输损耗小。

多模光纤：多条光线在一个光纤内部传输，适合短距离传输，远距离传输光信号容易失真。

因为光信号对电磁信号干扰不敏感，所以，它的抗干扰能力非常好，由于信号传输损耗很小，长距离传输时中继器少，很节省布线空间。

5.4 以太网对有线传输介质的命名规则

6. 无线传输介质

6.1 无线电波

穿透能力强，传输距离长，信号指向弱，例如手机信号和wifi。

6.2 微波通信

由于微波是短波，由于电磁波公式，波长越短频率越高，带宽也就越大，此时信号就会趋于一条直线，所以信号指向性强，保密性就差（容易被窃听）。卫星通信（卫星作为信号中继器，传播的时延比较大）。

6.3 其他

红外线通信、激光通信等。信号指向性强。

7. 物理接口特性

8. 物理层设备

8.1 中继器

当一段数据使用同轴电缆传输的时候，如果距离很远，那么由二进制转换的数字信号经过长距离传输，信号内容会因为同轴电缆的电阻导致信号失真。所以我们每隔一段距离就会使用中继器防止信号失真。所以中继器的作用是对数据进行整形再生。

注意的一点是：中继器只支持半双工通信（两端的节点不能同时发送数据，会导致冲突），中继器的两侧端口对应两个网段。

8.2 集线器

集线器和中继器功能基本一致，就是多端口中继器，都是对二进制数据进行整形再生之后转发到其他的端口。各个连接的结点不可同时发送数据，会导致冲突。

集线器N个端口对应N个网段，每一个网段属于同一个冲突域。

8.3 中继器和集线器的特点

①不能无限串联，理论上只要有足够的中继器或者集线器，就能够无限串联下去，事实上真的是这样吗？以太网限制了中继器和集线器的最大串联数，

从物理上看，使用集线器组成的网络结构是星型的，其实从逻辑上看是总线型的物理结构。所以会出现信道争用的问题。

【计算机网络入门】初学计算机网络（五）

目录 1.编码&解码、调制&解调 2.常用编码方法 2.1 不归零编码（NRZ） 2.2 归零编码(RZ) 2.3 反向非归零编码(NRZI) 2.4 曼彻斯特编码 2.5 差分曼彻斯特编码 3. 各种编码的特点 4.调制 5.有线传输介质 5.1 双绞线 5.2 同轴电缆 5.3 光…...

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