计算机网路-物理层

物理层特性：与传输媒体有关的一些特性

机械特性

电气特性

功能特性

过程特性

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

根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号课分为模拟信号（连续信号）和数字信号（离散信号）。代表数字信号不同离散数值的基本波形称为码元。

没有经过调制的信号叫做基带信号

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，变换后的信号仍然是基带信号，这类调制称为基带调制，或者称为编码

另一类调制需要使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬迁到较高的频段，并转换为模拟信号。经过载波调制后的信号称为带通信号，而使用载波的调制称为带通调制。

载波：载波或者载频（载波频率）是一个物理概念，是一个特定频率的无线电波，单位Hz，是一种在频率、调幅或相位方面被调制以传输语言、音乐、图象或其它信号的电磁波。

信道的极限容量

具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。奈氏准则：在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰问题，使接收端对码元的判决成为不可能。

理想低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud

这里W是理想低通信道①的带宽,单位为赫(Hz);

Baud是波特,是码元传输速率的单位,1波特为每秒传送1个码元.

上式就是著名的奈氏准则.奈氏准则的另一种表达方法是:每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元.

码间串扰

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信噪比

信号的平均功率和噪声的平均功率之比，记为 S/N，用分贝（dB）作为度量单位

信噪比（dB）=10log10(S/N)(dB)

极限传输速率

C = W log2(1+S/N)(bit/s)

物理层使用的传输媒体

屏蔽双绞线（STP）:抗电磁干扰能力强，价格贵

非屏蔽双绞线（UTP）：廉价，以太网一般都用的这种

同轴电缆

光纤

信道复用

频分复用（FDM）

时分复用（TDM）

统计时分复用（STDM）

码分复用、码分多址（CDM、CDMA）

在CDMA中，每一个比特时间划分为 m 个短的时间间隔，称为码片。使用 CDMA 的每一个站都被指派一个唯一的 m bit 码片序列。一个站如果发送比特 1 ，则发送自己的 m bit码片序列，如果发送比特 0，则发送反码。例如，指派给 S 站的 8 bit 码片序列时 00011011。当发送比特 1 时，它就发送 00011011，发送比特 0 时，就发送 11100100。为了方便，按惯例把码片中 0 写为 -1，将 1 写为+1，所以 S 站的码片序列为（-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1）

两个不同站的码片序列正交，向量 S 和 T 的规格化内积为 0。

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任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1

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当接收站打算接收 S 站发送的信号时，就用 S 站的码片序列与收到的信号求规格化内积。这相当于分别计算 S·Sx 和 S·Tx。显然，S·Sx 就是 S 站发送的数据比特，因为在计算规格化内积时，按上面公式计算相加的各项，都是+1 或者 -1；而 S·Tx一定是零，因为相加的 8 项中的+1和-1各占一半，因此总和一定为零。

波分复用（WDM）:光纤专用

物理层使用的协议：RJ45，clock,IEEE802.3（中继器、集线器、网关）