物理层
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了物理层相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
计算机网络 第 2 章 物理层
思维导图
基本概念
作用：屏蔽掉传输媒体和通信手段的差异
主要任务
- 确定与传输媒体接口有关的特性
- 机械特性：接线器形状、尺寸、引脚
- 电气特性：电缆上的电压范围
- 功能特性：某一电平的电压的意义
- 过程特性：事件出现顺序
- 传输方式的转换：串行并行转换
数据通信的基础知识
数据通信系统模型
- 源系统：源点、发送器
- 传输系统
- 目的系统：接收器、终点
信号分类
- 模拟信号
- 数字信号
信道
概念
- 某个方向传送消息的媒体
- 与电路不同，一般一个电路有一条发送信道和接收信道
基本方式
- 单向通信
- 双向交替通信
- 双向同时通信
基带信号
调制
基带调制
波形变换，变换后还是基带信号
编码:数字信号转另一种数字信号
常用编码方式
不归零制
归零制
曼切斯特编码
信号频率比不归零制高
具有自同步能力，能从波形提取出时钟频率
差分曼切斯特编码
带通调制
用载波调制，基带信号频率范围搬到较高频段并转换为模拟信号
常用方法
调幅AM
调频FM
调相PM
极限容量
信道能通过的频率范围
奈氏准则
码间串扰
信噪比
香农公式，极限信息传输速率
码元速率和比特速率转换
物理层下的传输媒体
传输媒体不属于物理层
分类
导引型传输媒体
双绞线
价格便宜性能不错
抗电磁干扰
信号会衰减，频率越高衰减越大，粗导线可降低衰减
广泛用于电话系统
模拟传输和数字传输都可用
同轴电缆
抗干扰
带宽取决于电缆质量
广泛用于传输较高速率数据
光缆
通信容量大
传输损耗小，远距离传输特别经济
抗电磁干扰最好，可以抗大电流脉冲干扰
无串音干扰，保密性好
体积小重量轻
非导引型传输媒体（无线电波）
短波通信（高频）
靠电离层反射，存在多径效应，通信质量差，一般低速传输
无限电微波通信
频率 300 MHz ～ 300 GHz（波长 1m ～ 1mm）
方式
地面微波接力通信
微波在空间中直线传播，传播距离受到限制 50km左右
特点
微波波段频率高，频段范围宽，通信容量大
微波通信危害比短波和米波通信小，传输质量高
接力通信建设投资少见效快易跨山河
缺点
接力站必须直视
可能首恶劣天气影响
隐蔽性保密性差
中继站维护和使用耗费较多人力物力
卫星通信
人造地球同步卫星作为中继器
特点
通信距离远，通信费用和通信距离无关
频带宽，容量大，干扰小
适合广播通信，多址通信，覆盖面广
不易受陆地灾害影响
缺点
传播延时比较大（不是传送数据延时比较大，要看比例的）
卫星技术复杂，价格昂贵，费用高
保密性差
信道复用技术
频分复用 FDM
- 所用用户在同样时间占用不同的带宽资源（频率带宽）
- 复用用户增加，总带宽变宽
时分复用 TDM（同步时分复用）
- 将时间划分为登场的时分复用帧 TDM，所有用户在同样时间占用同样的频带宽度
- 有利于数字信号传输
- 计算机数据突发性质，信道利用率不高
统计时分复用 STDM（异步时分复用）
- 每个 STDM 帧的时隙数小于集中器上的用户数
- 按需动态分配时隙，STDM 帧不固定，按需动态分配，提高利用率
- 要地址信息，增加额外开销
- 如果都持续性发数据那 TDM 优于 STDM
波分复用 WDM
光的波分复用，按波长表示不同的光载波
码分复用 CDM（码分多址 CDMA）
- 抗干扰能力强，频谱类似白噪声，不易被发现
- 可以提高通信的可靠性，减少通信影响，增大容量，降低平均发射功率
- 码片序列计算，ST
- 0：无发送
- 1：发送 1
- -1：发送 0
数字传输系统
宽带接入技术
有线宽带接入
非对称数字用户线 ADSL
特点
两端要装 ADSL 调制解调器
DMT 离散多音调 频分复用
可利用现有电话网中的用户线，不用重新布线
不能保证固定数据率
最高数据传输速率与信噪比密切相关
传输距离取决于数据率和用户线的线径
下行带宽远大于下行带宽（不适合企业）
电话用户线是该用户专有的，最高数据率是确定的
ADSL 接入网组成
数字用户线接入复用器 DSLAM
用户线
用户家中的设施
光纤同轴混合网 HFC
最高数据速率不确定，取决于有多少用户正在传送数据
FTTx 技术
FTTH 光纤到户
价格比较贵
一般家庭没有那么高数据传输需求
无线宽带接入
物理层设备
- 中继器
- 集线器
以上是关于物理层的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章