三、计算机理论-计算机网络-物理层，数据通信的理论基础，物理传输媒体、编码与传输技术及传输系统

物理层概述

物理层为数据链路层提供了一条在物理的传输媒体上传送和接受比特流的能力。物理层提供信道的物理连接，主要任务可以描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性

数据通信的理论基础

数据通信的意义

主要是指用户通过终端设备与计算机通信，或者计算机与计算机之间进行通信，包括数据传输和数据交换

一些基本概念

信息：多种多媒体信息

数据：计算机存储和处理的是二进制代码

信号：是数据在传输的过程中的表示形式，可分为模拟信号与数字信号

数据通信系统的组成部分

源系统、传输系统、目的系统

数据通信系统的分类

联机实时系统、远程批处理系统、分时处理系统

数据通信的主要性能指标

有效性指标：衡量传输能力的指标，如带宽、传输速率等

特征性指标：衡量传输质量的指标，如差错率，可靠性等

物理传输媒体

导引型：同轴电缆、双绞线、光纤

非导引型：短波传输、地面微波、卫星通信、光波通信

编码与传输技术

相关概念

码元：相同时间间隔内的信号称为码元，间隔称为码元长度

波特率：每秒传输的码元数

比特率：每秒传输二进制数据的位数，常用于表示网络的传输速度

带宽：信道所能容纳信号的宽度

基带传输：传输的信号主要是曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码，即数字信号

宽带传输：传输的信号是模拟信号，拥有较高的传输速率和抗干扰能力

奈奎斯特定理：信道的最大数据传输速率=2Wlog2M，M表示信号的状态数

信噪比：信噪比 = 10log10(S/N)(dB)

香农定理：传输速率=Wlog2(1+S/N)

编码方法

模拟信号编码	振幅键控ASK，移频键控FSK，移相键控PSK
数字信号编码	归零编码、非归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码

传输技术

单工、半双工、全双工

串行、并行通信

异步、同步通信

传输系统

早期是频分多路复用的模拟传输方式，现在是时分多路复用的数字传输方式

早期数字传输系统的缺点：速率标准不统一、不是同步传输

数字传输标准：同步光纤网(SONET)->同步数字系列(SDH)