【计算机网络】个人笔记 - 第二章：物理层

物理层

一.物理层的基本概念

物理层解决的是数据在物理链路上的传输问题。

物理层协议的主要任务是：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性。

1.传输媒体

传输媒体分为两类：导引型传输媒体和非导引型传输媒体。

类型	常见媒体
导引型传输媒体	同轴电缆、双绞线、光纤、电力线
非导引型传输媒体	无线电波、微波、红外线、可见光

2.传输方式

传输方式常见的有三种分类。

分类	内容	特点
串行传输与并行传输	串行传输是单线路直接发送；并行传输是同时使用多条线路一同发送。	并行传输速率是串行传输的n倍，同时成本也比串行传输高很多。
同步传输与异步传输	同步传输是一整条二进制串，收发双方时钟同步，以保证获取比特信号时正处在信号波长的中心位置；异步传输则以字节为传输单位，各个字节之间异步传输。	同步传输可外开一条线路来同步时钟，也可以采用曼切斯特编码将时钟一起编码进信号。
单向通行、双向交替通信、双向同时通信	分别为单工、半双工、全双工。	无

3.编码与调制

码元：在使用时间域的波形表示数字信号时代表不同离散数值的基本波形

常见的编码方法：

基本调制方法：

奈氏准则：

理想低通信道的最高码元传输速率：2W 码元/秒；理想带通信道的最高码元传输速率：W 码元/秒。其中W为信道带宽。

香农公式：

其中，c 是信道极限信息传输速率；W是信号带宽，单位是Hz；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内的高斯噪声功率；

其中，信噪比 = ，可以通过信噪比计算   。

此外：最大数据传输速率 = 最高码元传输速率 × 每个码元可携带的信息量