物理层-----网络基础

物理层

一、物理层与物理层协议的基本概念

        1.功能：保证比特流通过传输介质的正确传输，为数据链路层提供数据传输服务。

        2.传输介质：连接物理层的传输介质可以有不同类型，如电话线、同轴电缆、光纤与无线通信线路。

        3.设置物理层的目的：由于计算机网络使用的传输介质与通信设备种类繁多，各种通信线路、通信技术存在很多的差异。设置物理层的目的是，屏蔽物理层所采用的传输介质、通信设备与通信技术的差异性，是使数据链路层只需要考虑如何使用物理层的服务，而不需要考虑物理层的功能具体是使用了哪些传输介质、通信设备与技术实现的。

        4.物理层协议的类型：计算机网络使用的通信线路分为两类：点-点通信线路和广播通信线路（有线通信线路与无线通信线路）。

二、数据通信的基本概念

        1.在传输介质上传输的信号有两种：模拟信号与数字信号（电平幅度连续变化的信号称为模拟信号；计算机产生的电信号是用俩种不同的电平表示0、1比特序列电平跳变的脉冲信号，这种脉冲信号称为数字信号）。

        2 .数据通信方式：串行通信与并行通信，单工、半双工与全双工通信，同步技术（68）。

        3.同步技术：同步是数字通信中必须解决的一个重要问题。同步是要求通信双方在时间基准上保持一致的过程。数据通信的同步包括以下两种类型：位同步，字符同步。

        4.实现位同步的方法主要有以下两种：外同步法与内同步法（外同步法是在发送端发送一路数据的同时，另外发送一路同步时钟信号；内同步法：从自含时钟编码的发送信号中提取同步时钟的方法，曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码）。

三、频带传输技术

        1.模拟通信信道的特点：电话线路是典型的模拟通信线路，它是目前世界上覆盖面最广、应用最普通的通信线路。传统的电话线路无法直接传输计算机的二进制数字信号。为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号。

        2.波特率的定义：调制速率描述通过模拟线路传输数据信号过程中，从调制 解调器输出的解调信号每秒钟载波调制状态改变的数值。你调制速率也称为波特率，波特率描述的是码元传输的速率。

        3.比特率的定义：数据传输速率描述在计算机通信中每秒传送的构成代码的二进制比特数。

        4.波特率与比特率的关系：S=B*LogK，S比特率，B波特率，K多相调制的相数。

四、基带传输技术

        1.非归零码：NRZ码可以规定用低电平表示数字“0”，用高电平表示数字“1” 。NRZ码的缺点：无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步（外同步）。

        2.曼彻斯特编码：每比特的周期分为前半部分（传送该比特的反码）与后半部分（传送该比特的源码），特点：每个比特的中间有一次电平的跳变，俩次电平跳变的时间间隔可以是半周期也可以是一个周期。（内同步）

五、多路复用技术

多路复用技术的分类：

        1.时分多路复用

        2.频分多路复用

        3.波分多路复用

        4.码分多路复用与正交频分复用

六、接入技术

        1.CDMA的基本原理：码分多址（CDMA）是手机移动通信中最基本的信道复用方法，它源于军事扩频通信技术。

           a.）将站发送的每一个比特时间再划分为m个短的时间片，每一个时间片叫做一个“码片（chip）”，通常为64或128.

           b.）给每一个站分配一个唯一的m位的码片序列。

           c.）CDMA的一个重要特点是：给每一个站分配的码片序列是唯一的，同时不同站的码片序列是正交的。

           d）.实现CDMA工作原理还需要两点保证：一是所有的站所发送的码片序列都是同步的；二是如果B站收到了A站的码片序列，那么B站应该直到A站的码片序列计算的内积应该为-1；如果不是不是A站发送的数据，那么B站用A站的码片序列计算的内积应该为0.