物理层

物理层思维导图，包含物理层概述、 数据通信的基础知识、传输介质、 信道复用技术等。

物理层

物理层概述

特性

机械特性

电气特性

功能特性

规程特性

四个Q

传输物理介质的选择

信息编码问题

性能分析（传输速度）

信道复用

数据通信的基础知识

数据和信号

分类

模拟的：连续的

数字的：离散的

数据转信号

模拟数据转模拟信号（放大器，调制器）：

模拟数据转数字信号（PCM编码器）：取样，量化，编码

数字数据转模拟信号（调制器）：可以通过调幅，调频或者调相

数字数据转模拟信号（数字发送器）

不归零编码

1=-5V，0=5V

缺点：过程中不能用变压器

曼彻斯特编码

1=低到高的电位跳变，0=高到低的电位跳变

缺点：信号速率是数据速率的两倍（一个时间间隔内两个电位）

差分曼彻斯特编码

1=无跳变，0=有跳变

数据通信系统模型

通信系统

通信的种类

按照传输的信号类型分：模拟，数字

按照传输媒体分：有线，无线

按照信息交互的方式分：单工，半双工 ，双工

通信系统性能的基本参数

数据速率（比特率）

单位：bps

C（数据速率）=B（波特率）log₂V（电压级数）

码元速率（波特率）

单位：baud

是信号的基本单位，码元对于信号等于比特对于数据

码元长度：用时间间隔相同的符号来表示一个数字，这样时间间隔

码元：用时间间隔相同的符号来表示一个数字，这样时间间隔内的信号

信道容量

信道的最大数据率

信噪比

=S（信号功率）/N（噪声功率）

通常表示为对数形式：10lg（S/N）

单位：10lg（信噪比）dB

信噪比1000为30dB

信道带宽

信道能够通过的频率范围

低通，带通，高通

有限带宽信号

信号的带宽：任何信号可以通过傅里叶变换成多个正弦波的和

信道的带宽

信道的极限容量

奈氏准则

低通无噪声信道的最高码元速率等于两倍的信道带宽

带通无噪声信道的最高码元速率等于信道带宽

香农定理：C=Wlog₂（1+S/N）bps

C：信道的极限信息传输速率，W：带宽

传输介质

有线（导向）

双绞线：UTP（非屏蔽），STP（屏蔽），RJ接头

同轴电缆

光缆：单模光纤，多模光纤，电信号—光信号

磁介质

电力线

无线（非导向）

短波：电离层的反射

地面微波：沿直线传输（大碗）

卫星通信

红外线

信道复用技术

信号的时域和频域

FDM（频分多路复用）

TDM（时分多路复用）

STDM（统计时分复用）

WDM（波分复用）

CDM（码分复用）