计算机网络之物理层

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1.基本概念

2. 数据通信基本知识

2.1 三种通讯方式

单工通信（Simplex）： 只能一个发一个收（一条信道）
半双工通信（half-duplex）： 都可以发或者收，但是同一时间只能进行一个（两条
信道）
全双工通信（duplex）： 都可以同时收发数据（两条信道）

2.2 两种数据传输方式

串行传输：

并行传输：

2.3 码元

码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表离散数值的基本波形。当有多个离散状态时，成为M进制码元，一个码元可以携带多个比特的信息。

2.4 波特

定义： 用来指一秒可以传输多少个码元
单位： 码元/秒

2.5 奈式准则

2.6 香农定理

2.7基带信号和宽带信号

基带信号： 将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，再送到数字信道上去传输（基带传输〉。来自信源的信号，像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。
宽带信号： 将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号，再传送到模拟信道上去传输（宽带传输）。把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道)。
注：在传输距离较近时，计算机网络采用基带传输方式（近距离衰减小，从而信号内容不易发生变化)，在传输距离较远时，计算机网络采用宽带传输方式（远距离衰减大，即使信号变化大也能最后过滤出来基带信号)。

2.8编码

不归零编码： 只使用一个电压值，高电平表示1，低电平表示0.

归零编码： 发送码1时高电平在整个码元期间只持续一段时间，其余时间返回零电平。

曼彻斯特编码： 单极性编码的缺点是没有办法区分此时是没有信号，还是有信号，但是信号是0.这种编码方式是bit中间有信号，低-高跳转表示0，高-低跳转表示1，一个时钟周期只可以表示一个bit，并且必须通过两次采样才能得到一个bit。它能携带时钟信号，而且能区分此时是没有信号还是信号为0.

差分曼彻斯特编码： 抗干扰能力比曼彻斯特编码更强。bit与bit之间有信号跳变，表示下一个bit为0，bit与bit之间没有信号跳变，表示下一个bit为1。

3. 物理层传输介质

传输介质分为导向性传输介质和非导向性传输介质。
导向性传输介质： 电磁波沿着固体媒介（铜线or光纤）被导向传播
非导向性传输介质： 自由空间，如空气，水等等

3.1 常见的导向性传输介质

3.2 常见的非导向性传输介质

4. 物理层设备

4.1 中继器

4.2 集线器