物理层

物理层的基本概念

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比特流。

物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性：
机械特性： 指明接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等等。
电气特性： 指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性： 指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
过程特性： 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

数据通信的基础知识

一个数据通信系统可划分为三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。

源系统一般包括两个部分：源点、发送器
目的系统一般包括两个部分：接收器、终点

信号分为两大类：模拟信号、数字信号

从通信的双方信息交互的方式来看，可以有以下三种基本方式：
1）单向通信：又称为单工通信
2）双向交替通信，又称为半双工通信
3）双向同时通信，又称为全双工通信

来自信源的信号常称为基带信号

调制可分为两大类，一类是仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应——编码；
另一类则需要使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信道中传输——带通调制。

常用的编码方式：不归零制、归零制、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码
基本的带通调制方式：调幅、调频、调相

信道的极限容量：
限制码元在信道上的传输速率的因素：
1）信道能够通过的频率范围——码间串扰
2）信噪比——信号的平均功率和噪声的平均功率之比。信噪比(dB) = 10log(10)(S/N)(dB) （以10为底）
香农公式：信道的极限信息传输速率C = Wlog(2)(1+S/N)(b/s) （以2为底）

物理层下面的传输媒体

导引型传输媒体

1）双绞线：衰减随频率的升高而增大。使用更粗的导线可以降低衰减，却增加了导线的价格和重量（电话系统）
2）同轴电缆：因具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据
3）光缆

非导引型传输媒体

无线传输

信道复用技术

频分复用、时分复用、波分复用、码分复用

宽带接入技术

ADSL技术、光纤同轴混合网（HFC网）、FTTx技术