1. 物理层基本概念

  • 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。
  • 物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异，使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。
  • 物理层协议的主要任务：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
  • 传输媒体不属于任何一层，如果一定要分类，则属于物理层
  • 传输媒体
    • 导引型传输媒体
      • 同轴电缆
      • 双绞线
      • 光纤
    • 非导引型传输媒体：微波通信

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2. 物理层下面的传输媒体

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双绞线绞合的作用：

  1. 抵御部分来自外界的电磁干扰
  2. 减少相邻导线的电磁干扰
  • 目前的家用以太网,最低应选用超5类(5E)双绞线
  • 屏蔽双绞线比非屏蔽双绞线只有更好的抗干扰性能,但价格也更贵。|

微波传播特性

  1. 直线传播，可以穿透电离层
  2. 地面100米发生塔，最大视距LOS传输距离为100公里
  3. 地球同步卫星

  4. 低轨道卫星

    3. 传输方式

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    1. 串行传输与并行传输

  5. 串行传输
    串行传输是指数据是一个比特一个比特依次发送的，只需要一条传输链路。

  6. 并行传输
    并行传输是指一次发送n个比特而不是一个比特，为此。在发送端和接收端之间需要有n条传输线路。

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2. 同步传输和异步传输

  1. 同步传输
    收发双方时钟同步的方法
    • 外同步: 在收发双方之间添加一条单独的时钟信号线
    • 内同步: 发送端将时钟同步信号编码到发送数据中一起传输（例如曼彻斯特编码)
  2. 异步传输
    • 字节之间异步（字节之间的时间间隔不固定)
    • 字节中的每个比特仍然要同步(各比特的持续时间是相同的)

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3. 单工、半双工、全双工通信

  1. 单工：一方向另一方传递信息
  2. 半双工：双方互相传递信息，但是不能同时传递
  3. 全双工：双方可同时互相传递信息

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4. 编码与调制

4.1 编码与调制

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4.2 码元

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。
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4.3 传输媒体与信道的关系

传输媒体不等同于信道，对于单工通信，传输媒体只有一条 发送信道或者接收信道；对于半双工和全双工传输，则包含两条信道；如果使用 信道复用 技术，则可以包含多条信道。
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4.4 信道复用技术

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4.5 常用编码

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4.6 基本调制方法

基本调制方法：调幅、调频、调相
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4.7 混合调制

正交振幅调制：通常情况下，相位和振幅可以结合起来一起调制，称为正交振幅调制 QAM。
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4.8 混合调制举例：正交振幅调制

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5. 信道的极限容量

5.1 信号失真

信号在通过信道时，会产生失真现象。
信号通过通信质量较好的信道时，失真不严重，可以识别；但信号通过通信质量较差的信道时，失真严重，无法识别。
影响失真的因素：码元传输速率、信号传输距离、噪声干扰、传输媒体质量等
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5.2 奈氏准则

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奈氏准则计算公式
理想低通信道下极限数据传输速率
C=2W\log_2^{V}C=2Wlog2V
其中，C是数据传输速率（bit/s），W是信道带宽（Hz），V是信号状态数（可调制的不同波形的数量）

5.3 香农公式

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5.4 数据传输速率公式

数据传输速率(比特/秒)=波特率(码元传输速率，码元/秒)\times每个码元携带的信息量(比特/码元)数据传输速率(比特/秒)=波特率(码元传输速率，码元/秒)×每个码元携带的信息量(比特/码元)

5.5 奈氏准则与香农公式的意义

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6. 习题课

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解答：
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解析
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