计算机网络笔记——第二章、物理层
1、物理层的基本概念
（1）物理层考虑的是怎么才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
（2）物理层的作用是尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段地差。
（3）用于物理层地协议也常称为物理层规程（procedure）。
2、物理层地主要任务：确定与传输媒体地接口的一些特性。
（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。
（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
3、一些常用的术语
（1）数据（data）—— 运送消息的实体。
（2）信号（signal）—— 数据的电气或电磁的表现。
（3）模拟信号（analogous signal）—— 代表消息的参数的取值是连续的。
（4）数字信号（digital signal）—— 代表消息的参数的取值是离散的。
（5）码元（code）—— 在使用时间域（或者简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
4、有关信道的几个基本概念
（1）信道：一般用来表示某一个方向传送信息的媒体。
（2）单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的互交。
（3）双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但是不能双方同时发送（当然也就不能同时接收）。
（4）双向同时通信（全双工通信）：通信的双方都可以同时发送和接收信息。
（5）基带信号（即基本频带信号）：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
（6）调制：基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制（modulation）。
A：基带调制
B：带通调制
C：带通信号
5、基本的待用调制方法：
（1）调幅（AM）：载波的振幅随基带数字信号而变化。
（2）调频（FM）：载波的频率随基带数字信号而表示。
（3）调相（PM）：载波的初始相位随基带信号而变化。
6、限制码元在信道上的传输速率的因素有一下两个：
（1）信道能能够通过的频率范围
（2）信噪比
A：信噪比就是信号的平均功率和噪音平均功率之比。
信噪比(dB) = 10log10(S/N)(dB)
B：信道的极限信息传输速率C可表达为：
C = Wlog2(1+S/N)(bit/s)
其中：W为信道的带宽（以Hz为单位）
S为信道内所传信号的平均功率
N为信道内部的高斯噪音功率
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7、导引型传输媒体
（1）双绞线分为：屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）和 无屏蔽双绞线UTP（Unshielded Twisted Pair）
A：此标准规定了5个种类的UTP标准（从1类线到5类线）
B：对传输数据来说，现在最常用的UTP时5类线（Category 5 或 CAT5）
（2）同轴电缆分为：50Ω同轴电缆 和 75Ω同轴电缆
A：50Ω同轴电缆 —— LAN/数字传输常用
B：75Ω同轴电缆—— 有线电视/模拟传输常用
（3）光纤分为：多模光纤 和 单模光纤
A：多模光纤：可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输。这种光纤就称为多模光纤。
B：单模光纤：如光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，它可使光纤一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光纤就称为单模光纤。
C：光纤的优点：
<1>通信容量非常大
<2>传输损耗小，中继距离长
<3>抗雷电和电磁干扰性能好
<4>无串音干扰，保密性好
<5>体积小，重量轻
8、非导引型传输媒体
（1）将自由空间称为“非导引型传输媒体”。
（2）无线传输所使用的频段很广。
（3）短波通信（即高频通信）主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差，传输速率低。
（4）微波在空间主要是直线传播。
（5）传统微波通信有两种方式：
A：地面微波接力通信
B：卫星通信
9、信道复用技术
（1）频分复用FDM（Frequency Division Multiplexing）：将整个带宽分为多份，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用整个频带。
（2）时分复用TDM（Time Division Multiplexing）：将时间划分为一段段的十分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。时分复用的所有用户在不同的时间占用相同的频带宽度。
（3）统计时分复用STDM（Statistic TDM）：STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙。因此统计时分复用可以提高线路的利用率。
（4）波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）：就是光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。
（5）码分复用CDM（Code Division Multiplexing）：这种发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发现。
10、宽带接入技术
（1）宽带速率：
A：宽带下行速率要达到25Mbit/s
B：宽带上行速率要达到3Mbit/s
(2)从宽带接入的媒体来看，可以划分为：
A：有线宽带接入
例：非对称数字用户线ADSL
B：无线宽带接入
