计算机网络 第二章 物理层

这是一篇关于计算机网络第二章物理层的思维导图。计算机网络物理层相关知识,对应谢希仁课本,包含本部分的所有知识点保证无遗漏,适合考研期末考试。希望能帮助大家理清知识脉络、提高学习效率，祝大家考试顺利~

物理层

• 基本概念
  • 考虑/解决
    • 连接在计算机的传输媒体上传输比特流
  • 作用
    • 屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异
  • 主要任务
    • 确定与媒体接口有关的特性
      • 机械特性，电气特性，功能特性，过程特性
      • 完成传输方式的转换
  • 此层协议也成为规程Procedure
• 数据通信
  • 数据通信系统模型
    • 源系统-传输系统-目的系统
    • 信号的分类：模拟信号和数字信号
    • 码元：代表不同数值的离散波形
  • 关于信道的基本概念
    • 交互方式
      • 单工
        • 只能一个方向通信，不能交互
      • 半双工
        • 不能同时发送
      • 全双工
        • 可以同时发送和接收
    • 对基带信号调制
      • 基带调制
        • 转换为另一种形式的数字信号，又称为编码
      • 带通调制
        • 转换为模拟信号，使用载波进行调制
        • 方法
          • 调幅，调频，调相
          • 正交振幅调制QAM，同时调幅和相
      • 常用编码方式
        • 不归零制，归零制，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码
  • 信道的极限容量
    • 限制码元在信道上传输速率的原因
      • 信道能通过的频率范围
      • 信噪比
        • 10log10(S/N)
          • S :信号平均功率
          • N:噪声平均功率
          • 单位dB
      • 码间串扰
        • 信号在传输时产生的失真和干扰
    • 极限信息传输速率（香农公式）
      • C=W*log2(1+S/N)
      • 单位bit/s
      • W是频率带宽
    • 提高方式
      • 使用编码的方式让码元携带更多比特的信息量
• 传输媒体
  • 导引型
    • 同轴电缆
    • 双绞线
      • 分为带屏蔽的和无屏蔽的
      • 双绞线绞合可以减少电磁干扰
    • 电力线
    • 光纤
      • 分为多模和单模
  • 非导引型
    • 短波通信
    • 无线电波
    • 微波
• 信道复用技术
  • 波分复用STDM
  • 频分复用FDM
    • 所有用户都在同样时间内占用不同带宽资源
  • 时分复用TDM
    • 把时间划分为一段段TDM帧，每个时分复用的用户在每个帧中占用固定序号的时隙
    • 用户在不同时间内占用同样的频带宽度
    • 可能造成资源浪费，若某用户没有发送数据，这一帧只能闲着
  • 统计时分复用STDM
    • 动态分配时隙，提高线路利用率
  • 码分复用CDM
    • 用户使用不同码型，彼此不干扰，抗干扰能力强，民用通信中广泛应用
    • 码片序列
      • 每个比特时间划分为m个码片，每个站指派唯一一个码片序列
  • 概念
    • 允许用户使用一个共享信道进行通信来降低成本提高信道利用率
• 数字传输系统
  • SONET同步光纤网
  • SDH同步数字体系
  • STM-1解决SDH-N中的封装结构，数字代表速率等级
• 宽带接入技术
  • ADSL技术
  • HFC网
  • FTTx技术