1.物理層基本概念

物理層協(xié)議又被稱為規(guī)程
物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元==>比特流
特性（了解）：

（1）機(jī)械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。
（2）電氣特性：指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。
（3）功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓的意義。
（4）過程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。

數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用并行傳輸，在通信線路（傳輸媒體）采用串行傳輸

2.數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識

1.通信模型：

源系統(tǒng)–>傳輸系統(tǒng)–>目的系統(tǒng)

• 消息：文字、圖像等，數(shù)據(jù)是運(yùn)送消息的實(shí)體，是有意義的符號序列。
• 信號：數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)。

模擬信號（analogous signal）：（連續(xù)）
數(shù)字信號（digital signal）：（離散）

碼元：在使用時(shí)間域（或簡稱為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號時(shí)，代表不同離散數(shù)值的基本波形就稱為碼元。在使用二進(jìn)制編碼時(shí)，只有兩種不同的碼元，一種代表0狀態(tài)而另一種代表1狀態(tài)。

2.信道

（1）單向通信（單工通信）：只能有一個(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類型。
（2）雙向交替通信（半雙工通信）：通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（當(dāng)然也就不能同時(shí)接收）。這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收，過一段時(shí)間后可以再反過來。
（3）雙向同時(shí)通信（全雙工通信）：通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。

（1）、常用編碼方式：

• 不歸零制：正電平代表1，負(fù)電平代表0。
• 歸零制：正脈沖代表1，負(fù)脈沖代表0。
• 曼徹斯特編碼；位周期中心的向上跳變代表0，位周期中心的向下跳變代表1。也可反過來定義。
• 差分曼徹斯特編碼：在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變表0，位開始邊界沒有跳變表1。

（2）、基本的帶通調(diào)制方法

• 調(diào)幅（AM）：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號而變化。例如，0或1分別對應(yīng)于無載波或有載波輸出。
• 調(diào)頻（FM）：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號而變化。例如，0或1分別對應(yīng)于頻率f1或f2。
• 調(diào)相（PM）：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號而變化。例如，0或1分別對應(yīng)于相位0度或180度。

3.信道的極限容量

信噪比：信號的平均功率和噪聲的平均功率之比，記為S/N
單位為分貝時(shí)：

奈氏準(zhǔn)則：
在理想低通（無噪聲，帶寬受限）條件下，為了避免碼間串?dāng)_，極限碼元傳輸速率為2W Baud。

公式：理想低通信道下的極限數(shù)據(jù)傳輸率=2W（b/s）

• W為信道帶寬（Hz）。

香農(nóng)公式：
信道的極限信息傳輸速率

• W為信道的帶寬（以Hz為單位），S為信道內(nèi)所傳信號的平均功率，N為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

3.物理層下面的傳輸媒體

1.導(dǎo)引型傳輸媒體（有線）

雙絞線：
廣泛用于局域網(wǎng)內(nèi)

> 屏蔽雙絞線STP（Shielded Twisted Pair） > 無屏蔽雙絞線UTP（Unshielded Twisted Pair）

同軸電纜：
主要用在有線電視網(wǎng)的居民小區(qū)
光纜（光纖）：
遠(yuǎn)距離傳輸

（1）傳輸損耗小，中繼距離長，對遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。 （2）抗雷電和電磁干擾性能好。 （3）無串音干擾，保密性好，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)。 （4）體積小，重量輕。

2.非導(dǎo)引型傳輸媒體（無線）

移動通信

4.信道復(fù)用技術(shù)

1.頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

復(fù)用器和分用器：=>

頻分復(fù)用FDM（Frequency Division Multiplexing）最簡單，如下圖（a）用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個(gè)頻帶。頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源（這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)的發(fā)送速率）。
時(shí)分復(fù)用TDM（Time Division Multiplexing）是將時(shí)間劃分為一段段等長的時(shí)分復(fù)用幀（TDM幀）。每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè)TDM幀中占用固定序號的時(shí)隙。如下圖（b）。
【–>】但時(shí)分復(fù)用面臨著信道資源浪費(fèi)的問題：
于是就有了現(xiàn)在的統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM（Statistic TDM）是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用，它能明顯地提高信道的利用率。如下圖的動態(tài)分配時(shí)隙，每一個(gè)STDM幀中的時(shí)隙數(shù)小于連接在集中器上的用戶數(shù)。各用戶有了數(shù)據(jù)就隨時(shí)發(fā)往集中器的輸入緩存，然后集中器按順序依次掃描輸入緩存，把緩存中的輸入數(shù)據(jù)放入STDM幀中。對沒有數(shù)據(jù)的緩存就跳過去。當(dāng)一個(gè)幀的數(shù)據(jù)放滿了，就發(fā)送出去。

此TDM幀和STDM幀是在物理層傳送的比特流中所劃分的幀非數(shù)據(jù)鏈路層的“幀”

2.波分復(fù)用和碼分復(fù)用

波分復(fù)用WDM（Wavelength Division Multiplexing）就是光的頻分復(fù)用，即使用一根光纖來同時(shí)傳輸多個(gè)頻率很接近的光載波信號。隨著技術(shù)發(fā)展，一根光纖上復(fù)用的光載波信號的路數(shù)越來越多，就出現(xiàn)了密集波分復(fù)用DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）

碼分復(fù)用CDM（Code Division Multiplexing），實(shí)際上，人們更常用的名詞是<碼分多址>CDMA（Code Division Multiple Access）
兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積（inner product）都是0，向量S和各站碼片反碼的向量的內(nèi)積也是0：

任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1：

碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。從上式可以看出，因?yàn)榍蠛偷母黜?xiàng)都變成了–1。
==>當(dāng)兩個(gè)碼片向量內(nèi)積的結(jié)果

= -1，發(fā)送0
= 0， 不發(fā)送
= 1， 發(fā)送1

5.數(shù)字傳輸系統(tǒng)

pass

6.寬帶接入技術(shù)

1.ADSL技術(shù)

非對稱數(shù)字用戶線ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）

2.光纖同軸混合網(wǎng)（HFC網(wǎng)）

3.FTTx技術(shù)

光纖到戶FTTH（Fiber To The Home）
多種寬帶光纖接入方式，稱為FTTx，表示Fiber ToThe…。這里字母x可代表不同的光纖接入地點(diǎn)。

====================================本書索引
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（謝希仁第八版）第一章：概述
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（謝希仁第八版）第二章：物理層
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（謝希仁第八版）第三章：數(shù)據(jù)鏈路層
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（謝希仁第八版）第四章：網(wǎng)絡(luò)層

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络（谢希仁第八版）第二章：物理层的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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