计算机网络（谢希仁第八版）第二章：物理层
1.物理層基本概念
物理層協議又被稱為規程
物理層協議數據單元==>比特流
特性（了解）：
（1）機械特性：指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、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的電壓的范圍。
（3）功能特性：指明某條線上出現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順序。
數據在計算機內部采用并行傳輸，在通信線路（傳輸媒體）采用串行傳輸
2.數據通信的基礎知識
1.通信模型：
源系統–>傳輸系統–>目的系統
- 消息：文字、圖像等，數據是運送消息的實體，是有意義的符號序列。
- 信號：數據的電氣或電磁表現。
模擬信號（analogous signal）：（連續）
數字信號（digital signal）：（離散）
碼元：在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的基本波形就稱為碼元。在使用二進制編碼時，只有兩種不同的碼元，一種代表0狀態而另一種代表1狀態。
2.信道
（1）單向通信（單工通信）：只能有一個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送信息，但不能雙方同時發送（當然也就不能同時接收）。這種通信方式是一方發送另一方接收，過一段時間后可以再反過來。
（3）雙向同時通信（全雙工通信）：通信的雙方可以同時發送和接收信息。
（1）、常用編碼方式：
- 不歸零制：正電平代表1，負電平代表0。
- 歸零制：正脈沖代表1，負脈沖代表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）、基本的帶通調制方法
- 調幅（AM）：載波的振幅隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應于無載波或有載波輸出。
- 調頻（FM）：載波的頻率隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應于頻率f1或f2。
- 調相（PM）：載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。例如，0或1分別對應于相位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：
奈氏準則：
在理想低通（無噪聲，帶寬受限）條件下，為了避免碼間串擾，極限碼元傳輸速率為2W Baud。
- W為信道帶寬（Hz）。
香農公式：
信道的極限信息傳輸速率
- W為信道的帶寬（以Hz為單位），S為信道內所傳信號的平均功率，N為信道內部的高斯噪聲功率。
3.物理層下面的傳輸媒體
1.導引型傳輸媒體（有線）
雙絞線：
廣泛用于局域網內
同軸電纜：
主要用在有線電視網的居民小區
光纜（光纖）：
遠距離傳輸
2.非導引型傳輸媒體（無線）
移動通信
4.信道復用技術
1.頻分復用、時分復用和統計時分復用
復用器和分用器：=>
頻分復用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頻帶。頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源（這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數據的發送速率）。
時分復用TDM（Time Division Multiplexing）是將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙。如下圖（b）。
【–>】但時分復用面臨著信道資源浪費的問題：
于是就有了現在的統計時分復用STDM（Statistic TDM）是一種改進的時分復用，它能明顯地提高信道的利用率。如下圖的動態分配時隙，每一個STDM幀中的時隙數小于連接在集中器上的用戶數。各用戶有了數據就隨時發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，把緩存中的輸入數據放入STDM幀中。對沒有數據的緩存就跳過去。當一個幀的數據放滿了，就發送出去。
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據鏈路層的“幀”
2.波分復用和碼分復用
波分復用WDM（Wavelength Division Multiplexing）就是光的頻分復用，即使用一根光纖來同時傳輸多個頻率很接近的光載波信號。隨著技術發展，一根光纖上復用的光載波信號的路數越來越多，就出現了密集波分復用DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）
碼分復用CDM（Code Division Multiplexing），實際上，人們更常用的名詞是<碼分多址>CDMA（Code Division Multiple Access）
兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規格化內積（inner product）都是0，向量S和各站碼片反碼的向量的內積也是0：
任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規格化內積都是1：
碼片向量和該碼片反碼的向量的規格化內積值是–1。從上式可以看出，因為求和的各項都變成了–1。
==>當兩個碼片向量內積的結果
= -1，發送0
= 0， 不發送
= 1， 發送1
5.數字傳輸系統
pass
6.寬帶接入技術
1.ADSL技術
非對稱數字用戶線ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）
2.光纖同軸混合網（HFC網）
3.FTTx技術
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。
====================================本書索引
計算機網絡（謝希仁第八版）第一章：概述
計算機網絡（謝希仁第八版）第二章：物理層
計算機網絡（謝希仁第八版）第三章：數據鏈路層
計算機網絡（謝希仁第八版）第四章：網絡層
總結
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：物理层的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： IDEA2021.1.2版创建Java
- 下一篇： 计算机网络（谢希仁第八版）第三章：数据链