计算机网络--物理层

比特传输：物理层的主要任务是将比特流从一个节点传输到另一个节点。
信号编码：将数字数据转换为适合传输的模拟或数字信号。
介质选择：确定使用的传输介质，如双绞线、光纤、无线等。
物理连接：建立、维护和终止物理连接。

通信基础的基本概念

信源:信号的来源

信宿：信号的接收方

信道：信号的通道，一条物理的通信链路通常包含两条信道，发送信道和接收信道。

信号实际上是数据的载体，一切信号皆可以转换为数字。

码元：一个信号周期内会出现几种信号，就是几进制码元 

波特率：对应码元/秒

计算机网络中谈到带宽的时候通常表示信道所能通过的最高数据率，通信原理中的带宽指的是某信道允许通过的信号频带范围（就是信号最高频率与最低频率之差）。

奈氏准则

        对于一个理想低通信道（没有噪声，带宽有限），信道的频率带宽是w，那么极限波特率为2w，每一个码元的离散电平数量是V,求出每一个码元携带的比特数，那么极限数据传输速率就是2wlog2V。主要解决的是极限波特率，如果高于极限波特率码元之间就会产生串扰。并未对一个码元携带多少比特的信息量作出规定。

香农定理

        带宽有限并且有高斯噪声干扰的信道的极限数据传输速率，当用该速率传输数据的时候，不会产生误差，信道的极限信息传输速率=Wlog2(1+S/N)。此公式中S/N信噪比采用的是无单位记法，而实际生活中信噪比是很大的，因此采用有单位记法，转换方式是信噪比=10log10(S/N).一个码元携带的最大比特数也是有上限的。

        如果将每一个信号（码元）多携带几比特的信息量（香农定理指出信号的最大传输速率是有上限的，在信号带宽确定的情况下，提高信噪比来提升实际的数据传输速率），相应的就要增大信号的功率，传输相同比特的信息量所用的时间会更少。

太阳风暴会影响短波通信。

变换器：会将信源的二进制数据转换为可以在信道上传输的信号，编码对应数字信号，调制对应模拟信号。例如：计算机的网卡就有编码解码功能（有线网络设配器）

常用的编码技术

(NRZ)不归零编码：低零高一，中不变

（RZ)归零编码：低0高1，中归零

Non-Return-to-Zero Inserted(NRZI)反向非归零编码：跳零不跳1看起点，中不变。

曼彻斯特编码：跳0反跳1看中间，中必变。

差分曼彻斯特编码：跳0反跳1看起点，中必变。

常用的调制技术

调幅，调频，调相，正交幅度调制，基带信号就是来自信源的信号。

传输介质

双绞线：导向型传输介质（有线型传输介质）导线之间进行绞合可以增强抵抗电磁干扰的能力，增加屏蔽层。这个信道受噪声的干扰能力越弱。同轴电缆：早期局域网和有线电视都是使用同轴电缆，有内导体（用于传输信号）和外导体屏蔽层（用于抗电磁干扰）。光纤：抗干扰性好，长距离传输可以少量使用中继器，接收到信号之后就会对信号进行整形或放大。

非导向型传输介质（无线传输介质）

无线电波：具有较强的穿透能力，可以传输很长的距离，广泛用于通信领域，如无线手机通信，计算机网络中的无线局域网（WLAN）。无线电波向所有的方向散播，因此在有限的通信范围内无需对准某一个特定的方向，就可以与无线电波发射者进行通信连接，大大简化了通信连接。

微波：微波的波长较短，在空间中主要以直线方式传播，不像长波、中波等可以绕射传播。这意味着微波信号在传输过程中如果遇到障碍物，如高山、高大建筑物等，就会被阻挡，导致信号无法直接到达接收端，限制了传输距离。因此在地面上的传输距离有限，超过一定距离就要使用中继站来接力。

物理层接口的特性：

机械特性：指明接口尺寸，形状，引脚数目和排列，固定，和锁定装置。

电气特性：指明接口电缆上的各条线上的电压范围，传输速率和距离限制。

功能特性：某一条线上出现某一电平代表的意义。

过程特性：对不同功能的各种可能事件的出现顺序