计算机网络：物理层

物理层的基本概念

• 机械特性 、电气特性、功能特性、过程特性

数据通信的基础知识

数据通信系统的模型

• 一个数据通信系统可划分为三大部分，源系统、传输系统、目的系统。
  1.源点：源点设备产生要传输的数据。
  2.发送器：通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。
  3.接收器：接收传输系统传过来的信号，并把它转换为能够贝目地设备处理的信息。
  4.终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后进行信息输出

模拟信号：消息的参数的取值是连续的。
数字信号：消息的参数的取值是离散的。

编码与调制

• 常用的编码方式
  归零制（正脉冲1，负脉冲0）、不归零制（正电平1，负电平0）、曼彻斯特编码（上跳变0，下跳变1）、差分曼彻斯特编码（位的开始边界有跳变0，无跳变1）。

• 基本的调制方法
  调幅、调频、调相。

• 信道的极限容量
  码元：承载信息的基本信号单位，一个码元能够承载的信息量多少，是由码元信号所能表示的有效值状态个数表示的。
  码元传输速率：单位时间内通过信道传输的码元数。

  1.信道能够通过的频率范围

  理想低通信道的最高码元传输速率=2W Baud
  理想带通信道的最高码元传输速率=W Baud
  W 是信道带宽 ，单位Hz；Baud是波特，码元传输速率的单位 1波特为每秒传送一个码元

  2.信噪比

  C = W log₂ (1+S/N) bit/s
  C:信道的极限信息传输速率；W：信道带宽hz； S:信道内所传信号的平均功率； N：信道内部的高斯噪声功率
  信噪比 （db） =10*lg (S/N）

  信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。

• 传输方式
  1.并行传输和串行传输
  并行传输：指一次发送n个比特而不是一个比特，因此，在发送端和接受端之间需要有n条传输线路。
  串行传输：指数据是一个比特一个比特依次发送的，因此在发送端和接受端之间只需要一条传输线路即可。
  2.异步传输和同步传输
  异步传输：以字节为独立的传输单位，字节之间的时间间隔不是固定的，接受端仅在每个字节的起始处对字节内的比特实现同步。（这里的异步指的是在字节级上的异步，在字节内的每个比特仍要同步。）
  同步传输：指收发双方在时间基准上保持一致的过程

  在采用同步传输方式时， 数据块以稳定的比特流的形式传输，字节之间没有间隔，也没有起始位和结束位。

  3.单工、半双工和全双工
  单向通信，又称单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

  双向交替通信，又称半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送。

  双向同时通信，又称全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接受信息。

物理层下面的传输媒体

传输媒体也称为传输介质或传输媒介，分为两大类 导引型传输媒体和非导引型传输媒体

• 导引型传输媒体
  双绞线（屏蔽双绞线和无屏蔽双绞线）
  同轴电缆
  光纤
• 非导引型传输媒体
  电磁波

信道复用技术

频分复用就是将传输线路的频带资源划分成多个子频带，形成多个子信道
时分复用技术将传输线路的带宽资源按时间轮流分配给不同的用户
波分复用就是管的频分复用。
码分复用，各用户实验经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰

码分多址（CDMA）
使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit 码片序列。一个站如果要发送比特1，则发送自己的m bit码片序列，如果是0，则发送反码。
CDMA系统内的站之间分配的码片序列要求不同和正交（即规格化内积为0）
任何一个码片向量和该码片向量自己规格化内积为1（反码为-1）