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）