第二章——物理层


第二章——物理层

（物理层只看懂了一部分，将就着把自己懂的一点随便写写，不懂的那部分以后看懂了再做补充）

2.1 物理层的基本概念：

首先强调：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的，而不是具体的的传输媒体。

物理层也有自己的协议称为物理规程；

可以将物理层主要的任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性，

即： 1）机械特性； 2）电气特性； 3）功能特性； 4）过程特性。

2.2 数据通信的基础知识：

数据通信的模型：



源点：源点设备产生主要的传输数据。如：输入端的PC机。

发送端：通常源点生成的数字比特流要通过发送端编码后才能够在传输系统中进行传输；典型的如调制器；不过现在的很多PC机使用内置的调制解调器。

接收器：接收传输系统传过来的信号，并把它转换为被目的设备处理的信息；典型的如解调器；将来自传输线路的模拟信号进行解调，提取信息，还原发送端产生的数字比特流。

终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后进行输出。

基本常用术语：

通信的目的是传输消息；

数据是传输消息的实体；

信号则是电气或者电磁的表现。

根据信号中代表信息的参数的取值域的不同，信号可以分为两类：

（1）模拟信号：或者说连续信号——代表消息参数的取值是连续的；

（2）数字信号：或者说离散信号——代表消息参数的取值是离散的；

在使用时间域（简称时域）的波形代表数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就称为码元。

有关信道的几个基本概念：

信道是用来表示某一个方向传送信息的媒体；

从双方信息的交互方式来看，分为三种基本方式：

（1）单向信道，又称单工通信； 如无线广。

（2）双向交替通信，又称半双工通信； 如对讲机。

（3）双向同时通信，又称全双工通信；如移动电话。显然，双向同时通信的传输效率最高。

基带信号：来自信源的信号称为基带信号

调制可分为基带调制和带通调制，最基本的带通带通调制 的方法有：调幅，调频，调相；

信道的极限容量：

数字通信的优点就是：在接收端只要我们能从失真的波形识别出原来的信号，那么这种失真对通信质量没有影响。

码元的传输速率越高，或者信号的传输距离越远，或者噪声的干扰越大，或者传输媒体的质量越差，在接收端的波形失真就越严重。

从概念上讲，限制码元在信道上传输速率的限制因素有两个。

（1）信道能够通过的频率范围； （2）信噪比；

香农公式表明：信道的带宽或信道中信噪比越大，信息的极限传输速率就越高；

香农公式的意义：只要信息传输的速率低于信道的极限传输速率，就一定可以找到某种办法实现无差错的传输。

2.3 物理层下面的传输媒体：

传输媒体也称为传输介质或者传输媒介，它就是数字系统中存在发送器和接收器之间的物理通路。

导向传输媒体：

（1）双绞线：分为无屏蔽双绞线（常见于局域网网线）和屏蔽双绞线（比较贵）；





无论哪种类别的线，衰减都随频率的升高而增大，使用粗的导线可以降低衰减，但却增加了导线的价格和质量。

（2）同轴电缆：常见于有线电视网络；



（3）光缆：分为多模光纤和单模光纤。





非导向传输媒体：

无线传输可使用的频率段非常广；

短波通信（即高频通信）主要靠的就是电离层的反射；

但是电离层的不稳定所产生的衰落现象和电离层反射所产生的多径效应，使得短波通信质量较差；

无线电微波通信在数据通信中占有重要的地位；

微波在空间里是直线传播，所以传播距离受限；

传统的微波接力通信方式：地面微波接力通信和卫星通信。

优点：

1）微波波段频率高，频段范围广，通信信道容量大；

2）工业和天电对微波干扰相对较小，传输质量较高；

3）投资相对少，见效快，易于跨越山区，河流；

缺点：

1）相邻站之间必须直视；

2）传播时也会受到恶劣天气的影响；

3）隐蔽性和保密性较差；

4）对大量中继站的使用和管理要耗费较多的人力和物力。

卫星通信：

优点：频带宽，通信量大，信号所受干扰小，通信比较稳定，可以远距离传播；

缺点：具有较大的通信延时。

2.4 通信复用技术

2.5 数字传输系统

2.6 宽带接入技术

以上是我自己总结的，图片来源于网络，略显逊色，在此还是推荐一篇大神的总结：http://www.cnblogs.com/kzang/articles/2581289.html