第二章物理层

计算机网络物理层：物理层的基本概念：提供在物理信道上接收和传送比特流的能力， 并且向上对数据链路层屏蔽掉因为传输媒体的多样性，所产生的传输上的差异。

第二章（物理层）

• 物理层的基本概念
  • 提供在物理信道上接收和传送比特流的能力， 并且向上对数据链路层屏蔽掉因为传输媒体的多样性，所产生的传输上的差异。
• 数据通信的基础知识
  • 数据通信的模型
    • 源系统、目的系统、传输系统
    • 常用术语
      • 数据
        • 运送消息的实体
      • 信号
        • 数据的电气的或电磁的表现
      • 模拟信号
        • 代表消息的参数的取值是连续的。
      • 数字信号
        • 代表消息的参数的取值是离散的。
      • 码元
        • 在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形
  • 有关信道的基本概念
    • 模拟信道和数字信道
    • 信道的分类
      • 单向通信
      • 双向交替通信
      • 双向同时通信
    • 基带信号
      • 来自信源的信号。如计算机输出。许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制。
    • 调制的分类
      • 基带调制
        • 数字信号转化成另一种数字信号，该过程称为编码），在数字信道中传输。
      • 带通调制
        • 使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，在模拟信道中传输，经过载波调制后的信号称为带通信号。
    • 常用编码方式
      • 归零制
        • 正脉冲代表 1，负脉冲代表 0
      • 不归零制
        • 正电平代表 1，负电平代表 0
      • 曼彻斯特编码
        • 将每一位周期一分为二，位周期中心的向上跳变代表 0，位周期中心的向下跳变代表 1
      • 差分曼彻斯特编码
        • 在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表 0，没有跳变代表 1。采用位边界的跳变方式来决定二进制的取值更易于检测
    • 基本的带通调制方法
      • 调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化
        • 技术简单，抗干扰能力差
      • 调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化
        • 技术简单，抗干扰能力强
      • 调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化
        • 技术较复杂，抗干扰能力强， 编码效率高
  • 信道的极限容量
    • 信道能够通过的频率范围
      • 奈式准则2W Baud
    • 信噪比
      • 10 log10(S/N) (dB)
    • 香农公式C = W log2(1+S/N) (bit/s)
• 物理层下面的传输媒体
  • 导引性媒体
    • 屏蔽双绞线 STP和1无屏蔽双绞线 UTP
    • 同轴电缆
    • 光纤
      • 多模光纤
      • 单模光纤
      • 优点
        • 通信容量非常大
        • 传输损耗小，中继距离长
        • 抗雷电和电磁干扰性能好
        • 无串音干扰，保密性好
        • 体积小，重量轻
  • 非导引性媒体
    • 短波通信
    • 微波
  • 物理层标准(接口特性)
    • 接口的机械特性
    • 接口的电气特性
    • 接口的功能特性
    • 接口的过程特性
• 宽带接入技术
  • ADSL 技术
    • DMT 技术（频分复用）
  • 光纤同轴混合网（HFC网）
    • 主干部分改换为光纤（双向传输功能）
  • FTTx 技术
    • 三网融合
• 数字传输系统
  • 旧的数字传输系统的缺点
    • 速率标准不统一
    • 不是同步传输
  • 同步光纤网 SONET
  • 同步数字系列 SDH
• 信道复用技术
  • 频分复用
    • 用户在同样的时间占用不同的带宽资源
  • 时分复用和统计时分复用
    • 所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
  • 波分复用
  • 码分复用
    • 任意站分配的码片序列（S，T）不仅必须各不相同，并且还必须互相正交
    • 接收方用发送方的码片序列与接收到的码片序列进行内积，计算结果若为1，表示发送1；若为-1，表示发送0；若为0，表示没有发送