计算机网络 —— 第二章 物理层

1、物理层基本概念

• 物理层解决如何在连接各种计算机传输媒体上传输数据比特流，而不是指用什么传输媒体（介质）
• 物理层主要任务：确定传输媒体接口的一些特性：（为了统一规划，标准化，各个厂商生产一致，可以通用）
  机械特性：接口形状 大小 引线数目 网线内有几根线
  电气特性：例如规定电压范围
  功能特性：例如规定-5V表示0 +5V表示1（电压信号代表数字信号）
  过程特性：（规程特性）规定建立连接时各个部件的工作步骤

2、数据通信的基础知识

1. 相关术语

通信的目的：传送消息
数据（data）：运送消息的实体
信号（signal）：数据的电气或电磁表现
模拟信号：代表消息的参数取值连续（如电压高低电平代表01数据）
数字信号：代表消息的参数取值离散
码元（code）：在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形
二进制码元：在数字通信中用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，间隔（码元长度），1码元可以携带n bit的信息量
如果信号一共用2种可能，那么1码元代表1bit信息（只有高低电平）
如果信号一共用4种可能，那么1码元代表2bit信息，00 01 10 11，码元有四种可能，一码元代表2bit
……
如果信号一共用2的n次方种可能，那么1码元代表nbit信息。

2. 信道

3. 基带和带通信号

4.调制

5.编码

6.信道极限容量

7.奈氏准则

奈氏准则：在假定的理想条件下，为了避免码间串扰（码元太短，无法识别高低电平），码元传输速率的上限值

3、传输媒体

导向传输媒体
导向传输媒体中，电磁波沿着固体介质传播

• 双绞线
  屏蔽双绞线STP（铜线绞在一起，避免电流相互作用，减少干扰）
  无屏蔽双绞线UTP（比上面多了一层绝缘层，避免外界干扰）
• 同轴电缆 （结构和有线电视的电线一样）
  50欧姆同轴电缆用于数字传输，多用于基带传输，也叫基带同轴电缆
  75欧姆同轴电缆用于模拟传输，即宽带同轴电缆

光缆
单模光纤
多模光纤
非导向传输媒体
非导向传输媒体（无线传输）：无线传输所使用的频段很广
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差
微波在空间主要是直线传播
地面微波接力通信
卫星通信
集线器

4、信道复用技术

5、数字传输系统

6、宽带接入技术