计网第二章（物理层）

1.物理层简述

物理层考虑怎样才能在连接各种计算机传输媒体上进行传输。传输的数据报为数据比特流。

2.物理层的基本概念

可将物理层主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性，即：

（1）机械特性：接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。

（2）电气特性：在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。

（3）功能特性：某条线上出现的某一电平的电压的意义。

（4）过程特性：对于不同功能的各种可能事件的出现的顺序。

3.信息交互的三种方式

（1）单向通信（单工通信）：只有单方向的通信没有反方向的交互。比如收音机。（收音机你就只能收听，你无法通过收音机   给广播台发送信息）

（2）双向交替通信（半双工通信）：通信双方都可以发送和接收信息，但不能同时发送。比如对讲机。（想象甲和乙在使用对讲机进行通信。甲说能听到吗，听到请回复；乙听到后说能听到。这中间甲对乙说话时，甲就是发送方，乙是接收方；乙听到后对甲回复，乙就是发送方，甲就是接收方。当然现在也有功能强的对讲机可以实现全双工通信。）

（3）双向同时通信（全双工通信）：通信双方可同时发送和接收信息。比如电话。（你和别人打电话时，别人话还没说完，你也可以进行回复。但是打断别人说话是不礼貌的）

4.三种复用

频分复用：

将不同的信号通过不同的频率进行传输，利用频率的差异将多个信号混合在一条传输线上。每个信号占用一定的频率范围，通过调整不同信号的频率范围，使它们在频谱上不重叠，从而实现多路传输。

频分复用适用于信号带宽要求较高的场景。

时分复用：

将不同的信号通过不同的时间片段进行传输。每个信号在传输线上以固定的时间间隔依次传输，通过快速切换的技术，使多个信号看起来同时存在于传输线上。

时分复用适用于传输速率较低、对传输时间要求较高的场景。

码分复用：

将不同的信号通过不同的扩频码进行传输。每个信号使用不同的扩频码进行调制，扩展信号的带宽，使它们在频域上相互重叠，从而实现多路传输。

码分复用适用于需要在相同的频率范围内传输多个信号的场景。

5.奈奎斯特定理和香农定理

奈氏准则指出码元传输速率受限，不能任意提高，否则因码元间相互干扰，接收端无法正确判定码元。奈氏准则并未对信息传输速率给限制，要提高它就须使一个传输码元能代表多个比特信息。

香农公式给出了信息传输速率的极限。要提高它就须提高传输线路带宽或提高所传信号信噪比。