计算机网络2-物理层

计算机网络之物理层知识框架，，有助于帮助您熟悉知识要点，加强记忆。有需要的同学，可以收藏下哟。适合考研408、专业课考试

物理层

• 通信基础
  • 基本概念
    • 信号：数据的电气/电磁表现
      • 模拟数据/模拟信号
        • 连续变化
      • 数字数据/数字信号
        • 离散数值
    • 码元
      • 波特率
      • 比特率
    • 单向通信
    • 半双工通信
    • 全双工通信
  • 应用定理
    • 奈奎斯特定理
      • 理想信道下极限数据传输速率=2Wlog2V （V代表每个码元的离散电平数目）
    • 香农定理
      • 带宽受限且有噪声下信道极限传输速率=Wlog2(1+S/N) (S/N为信噪比 xdB = 10log10(S/N))
  • 编码与调制
    • 数字数据编码为数字信号
    • 数字数据调制为模拟信号
      • • 幅移键控(ASK)
        • 频移键控(FSK)
        • 相移键控(PSK)
        • 正交振幅(QAM)
    • 模拟数据编码为数字信号
      • 采样-量化-编码
    • 模拟数据调制为模拟信号
  • 各种交换
    • 电路交换
    • 报文交换
    • 分组交换
  • 分组交换的两种方式
    • 数据报
    • 虚电路
  • 三种传输
    • 基带传输
      • 计算机内部或相邻设备之间的近距离传输，可以不经过调制就在信道上直接进行的传输，通常用于局域网
    • 频带传输
      • 用数字信号对特定频率的载波进行调制将其变为适合传送的信号后再进行传输，用于远距离传输和无线传输
    • 宽带传输
      • 借助频带传输，可将链路容量分解为两个或多个信道，每个信道可以携带不同的信号
• 传输介质
  • 不是物理层， 在物理层的下面
  • 双绞线
    • 非屏蔽双绞线(UDP)
      • 绞合：减少相邻导线的干扰
    • 屏蔽双绞线(STP)
      • 加入屏蔽层进一步提高了抗电磁干扰的能力
    • 在局域网和传统电话网中普遍使用； 带框取决于铜线的粗细与传输距离； 几千米到数十千米
  • 同轴电缆
    • 50Ω同轴电缆
      • 用于传送基带数字信号
        • 局域网
    • 75Ω同轴电缆
      • 用于传送宽带数字信号
        • 有线电视系统
    • 良好的抗干扰特性； 广泛用于传输较高速率的数据，传输距离更远，价格也更高
  • 光纤
    • 多模光纤
      • 利用光的全反射特性
        • 适合近距离传输； 光源为发光二极管
    • 单模光纤
      • 光纤的直径减少到只有一个光的波长
        • 适合远距离传输； 光源为半导体激光器
    • 带宽范围极大； 远距离传输经济； 抗干扰强；保密性好
  • 无线传输介质
    • 无线电波
      • 较强的穿透能力，传输距离长，向所有方向传播
        • eg：WLAN
    • 高带框无线通信
      • 发送方和接收方存在一条视线链路 有很强的方向性，沿直线传播
      • 微波
      • 红外线
      • 激光
  • 物理层接口特性
    • 物理层的主要任务
    • 机械特性
      • 指明接口所用各种设备的形状、尺寸、数目等
    • 电气特性
      • 接口电缆的电压范围
    • 功能特性
      • 某一电平的电压表示何种含义
    • 过程特性
      • 不同功能的各种可能的事件可能出现的顺序
• 物理层设备
  • 中继器
    • 将信号整形放大再转发出去，信号再生，非简单的放大信号； 两个端口，一进一出
      • 不能连接两个不同速率的局域网； 连接的两个网段仍是仍是一个局域网
    • 5-4-3规则
      • 4个中继器串联的5段通信介质中只有3段可以挂接计算机
  • 集线器
    • 多端口的中继器
      • 传入端口收到信号后，从其他所有处于工作态的端口转发
    • 平均每台计算机分得的带宽