物理层

物理层

物理层概念

4个特性

• 机械特性

  • 接口所用接线器的一些物理属性，如接口形状、接口尺寸、引线数目及排列

• 电气特性

  • 接口电缆的各条线上出现的电压的范围、阻抗匹配、传输速率、距离等

• 功能特性

  • 某条线上出现的某一电平的电压的意义，接口部件信号线的用途

• 过程特性

  • 对于不同功能的各种可能时间的出现顺序，定义各条物理线路的工作流程和时序关系

功能

• 实现比特流的传输

数通基础

常用术语

• 消息

• 数据

• 信号

• 信源

• 信宿

• 信道

• 基带信号

• 宽带信号

• 码元

通信系统

• 源系统

  • 源点（信源）

  • 发送器

• 传输系统

• 目的系统

  • 接受器

  • 目的（信宿）

三种通信方式

• 单工通信

  • 单向

• 半双工通信

  • 双向，但不能同时发送和接收

• 全双工通信

  • 双向，可同时发送和接收

编码与调制

• 信号

  • 数字信号、模拟信号

  • 基带信号、宽带信号

• 编码

  • 数字-数字

    • 非归零编码（NRZ）

      • 正电平-1，负电平-0

    • 归零编码

      • 正脉冲-1，负脉冲-0

    • 曼彻斯特编码

      • 高到低跳变-1，低到高跳变-0，可反过来定义

    • 差分曼彻斯特编码

      • 每一位的中心处始终有跳变，位开始边界有跳变-0，位开始边界没有跳变-1

  • 模拟-数字

    • PCM脉码调制

• 调制

  • 数字-模拟

    • 调频

    • 调幅

    • 调相

    • QAM

两种数据传输方式

• 串行传输

• 并行传输

信道容量

• 奈氏准则

  • 码元传输速率的上限值=2W Baud（波特）

    • 理想低通信道下的极限数据传输率S=2Wlog2v

    • 单位：b/s

• 香农公式

  • 信道的极限信息传输速率C=Wlog2(1+S/N)

  • 单位：bit/s

  • W：信道的带宽（单位Hz）

  • S：信道内所传信号的平均功率

  • N：信道内部的高斯噪声功率

传输介质

引导型传输媒体（有线）

• 双绞线

• 同轴电缆

• 光缆

非引导型传输媒体（无线）

信道复用

频分多路复用

时分多路复用

统计时分复用

波分多路复用

码分多路复用

设备

中继器

集线器

宽带接入技术

ADSL技术

光纤同轴混合网（HFC网）

FTTx技术