导图社区 计算机网络-物理层
计算机网络的复习导图，在期末的时候自己手打制作的，每个点都涉及了，不重要的点就列个名称
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计算机组成原理
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物理层
基本概念
信道（Channel）：传送信息的媒体
数据率（Bit Rate）：数据传输速率（bps）
波特（Baud）：码元传输速率
传播速度（Propagation Speed）:通信线路上，信号单位时间内传送的距离（米/秒）
带宽（Bandwidth）：信号占用的频率范围（Hz）
信道容量（Channel Capacity）：信道的最大数据率
吞吐量（Throughput）：网络容量的度量，表示单位时间内网络可以传送的数据位数（bps）
误码率BER（Bit Error Rate）：信道传输可靠性指标
时延
定义：从向网络中发送数据块的第一比特开始，到最后一位数据被接收所经历的时间
组成
传播时延：信号通过传输介质的时间（物理链路长度d/介质中的传播速度s）
发送时延：设备发送一个数据块所需要的时间（数据块长度L/信道带宽R）
处理时延：交换机/路由器检查数据、选路的时间
排队时延：在交换机/路由器中排队等待的时间
子主题
单工：只支持数据在一个方向传输，例如收音机
半双工：能够双向传输，但同一时间数据只能在一个方向上传输，例如对讲机
全双工：数据可以同时在两个方向上传输，例如打电话
数据通信的理论基础
傅里叶分析
带宽有限的信号
带宽：在传输过程中振幅不会明显减弱的频率的宽度（通常指从0到使得接收能量保留一半的频率位置）
基带信号：从0到某个最大频率的信号
通带信号：被搬移并占用某个更大频率范围的信号
计算最高谐波数：参加中文课本p72
注意
任何传输设备都不能在不损失一定功率的情况下传输信号
所有的传输设备都会减少不同数量的傅立叶分量
带宽是传输介质的物理属性，取决于构造，厚度和长度
信道的最大数据速率
尼奎斯特定理：如果一个任意信号通过了一个带宽为H的低通滤波器，那么只要进行每秒2H次确切采样，就可以完全重构出被过滤的信号（C为最大数据速率）
香农定理：
引导性传输介质
磁介质(Magnetic Media)：传输能力最强
双绞线(Twisted Pair)：
特性
最常用的传输介质，即可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号
由两根相互绝缘的铜线以螺旋状的形式缠绕组成，铜线直径大约为1mm
当两根线绞在一起后，不同电线产生的干扰波会相互抵消，从而能显著降低电线的辐射
分类
3类线：16MHz
5类线：100MHz
6类线：250MHz
非屏蔽双绞线UTP
7类线：600MHz
屏蔽双绞线STP
同轴电缆
比非屏蔽双绞线有更好的屏蔽特性和更大的带宽，能以很高的速率传输相当长的距离
分为50Ω电缆和75Ω电缆
电线
光纤
CPU（4.77M到3GHz）
每10年速率增长16倍
物理限制：光速和散热
无线传输
电磁频谱
使用窄带频段
扩频
跳频扩频(FHSS)
直接序列扩频(DSSS)
超宽带通信(UWB)
无线电传输
在VLF、LF和MF波段，无线电波沿地面传播，频率高则能检测到电波的距离范围小
在HF和VHF波段，电磁波通过100-500千米高空处的电离层折射回地球
微波传输
微波按直线传播，对于高度为100米的微波塔，两个中继器之间的距离可以为80千米
多径衰落在无线传输中是一个很严重的问题，和天气与频率有关
电磁频谱政策
红外传输
广泛应用于短程通信
传播具有方向性、便宜
不能穿过固体物体
经营红外系统不需要政府的许可
光通信
通信卫星
概念：相当于一个大型微波中继器，包含转发器，对入境信号放大，然后在另一个频率上将放大后的信号重新广播出去，下行波束可以很宽也可以很窄
地球同步卫星
主要的卫星频段
VSAT小孔径终端：用较长的延迟换取廉价的终端用户站
低地球轨道卫星
铱星：空中中继
全球星：地面中继
数字调制与多路复用
基带传输
带宽效率：比特率为B，则带宽至少为B/2（根据尼奎斯特定理）
时钟恢复（遇到一长串的0和1）
曼彻斯特编码
不归零逆转（只能解决长串1不能解决长串0）
解决长串0：4B/5B
扰频/倒频：用一个伪随机序列异或原数据
平衡信号
使用两个电压级别来表示逻辑1
8B/10B
通带传输
二进制信号
幅移键控ASK
频移键控FSK
相移键控PSK
频分复用FDM
时分复用TDM
码分复用CDM
波分复用WDM
公共电话交换网络
电话系统结构
电话政治化
本地回路
调制解调器：执行数字比特流和模拟信号流之间转换的设备
ADSL非对称数字用户线：下行速度大于上行速度；国际标准为G.dmt
