|
**
物理层——在物理上保证无差错的数据传输。
**
传输媒体：指相邻节点之间实际传送信息的物理载体。也称为信道。
导向媒体：实际的物理线缆限制了信号传播的路径，也称有线媒体。e.g 双绞线、同轴电缆、光纤。
非导向媒体：没有实际的物理线缆，也称无线媒体。
双绞线：通过将两根导线按螺旋状绞在一起，一方面减少了在一根导线中发射的电信号对另一根导线的干扰，另一方面绞在一起有助于减少其他导线中的信号对这两根导线的干扰。单位距离上旋绞次数越多，带宽就越高，双绞线价格也越高。
同轴电缆：由一对同轴导体构成线对。基带同轴电缆阻抗50欧姆，宽带同轴电缆阻抗75欧姆。
光纤：很细的可传导光线的纤维媒体。光纤中传播的波长通常在红外线波段。光在光线中传输采用了全反射原理。多模光纤——允许多角度的光进入的光纤；单模光纤——只有一束光，损耗小。
信道的最大数据传输速率
信道的带宽：任何实际的物理信道所能传输的信号的频率范围。
属于带宽范围的信号在信道传输时不会产生明显失真，而不属于信道带宽范围的信号通过时则会大大衰减。
任何复合信号都可以由不同频率、幅度和相位的正弦波叠加而成。
所有数字信号的带宽是无限的，但信道带宽是有限的。
无噪声有限带宽信道最大数据传输速率：
奈奎斯特定理 C=2Hlog2（L）
有噪声有限带宽信道最大数据传输速率：
香农定理 C=Hlog2（1+S/N）
其中H为带宽，L为每个信号单元可能取的离散值的个数，S/N为信噪比。
香农定理中，若H趋于，则C=1.44S/n0，n0为噪声功率谱密度。
吞吐率指通过一定容量的数字信道或者系统传输用户数据时所能达到的最大数据传输速率。
一般由于低层协议带来的开销，再加上该系统中可能会有其他传输存在，因此吞吐率不等于数字信道的容量。
数字编码
数字编码指把数字形式的数据以数字信号方式在信道上传输的技术。
非归零码（NRZ）会出现长时间连0和连1都问题，导致无法进行时钟同步而出现时钟漂移和基线漂移问题。
非归零反转码（NRZI）是一种差分编码，编解码时不仅要考虑当前信号单元，还要考虑相邻的信号单元。解决了连1问题，但微未解决连0问题。
曼彻斯特编码由时钟信号和非归零码异或而成。
差分曼彻斯特编码通过在比特持续时间的开始处有无电压跳变来表示0或1。
曼彻斯特和差分曼彻斯特编码的缺点是信号状态变化速率是原始数据传输速率的一倍。
数字调制
数字调制技术将数字数据以模拟信号方式传输，要传输的原始数字信号通常称为基带信号，又称调制信号，信道上的模拟信号称为载波信号。
实践中，数字编码一般在有线媒体中使用，数字调制一般在无线媒体中使用。
单工通信：系统只有一端能够发送，另一端只能接收。
双工通信：系统为双向的，信道可进行双向传输，信道两端都可发送和接收。
全双工通信：任何时刻在两个方向上都可以进行通信。
半双工通信：在两个方向上都可以进行通信，但在任何给定时刻只能在一个方向上进行通信。
幅度调制（AM）：易受突发噪声的影响，通常只用于低的数据传输速率。
频率调制（FM）：抗干扰能力强于AM，但是两个载波频率之间必须有一个频率保护带，避免串扰，频带利用率不高，只在传输较低速率的数字信号的场合广泛使用。
相位调制（PM）：占用频带较窄，抗干扰性好，能达到更高的数据传输速率。
正交调幅（QAM）：调相和调幅结合。
在传输过程中，信号由于噪声干扰和能量损失总会产生畸变和衰减，因此传输距离会受到限制，此时要经过多跳传输。多跳传输有两种，模拟传输和数字传输。
模拟传输：不考虑信号内容的模拟信号传输方式，简单通过放大器发达信号强度，但同时也放大噪声。
数字传输：关心信号内容，且携带的数据必须为数字数据，采用转发器，因此前一信道的噪声不会继续累积。
多路复用技术
信道访问机制包括三个层次；多路复用、多址访问和双工模式。
多路复用属于物理层技术，指将两路或多路信号组合起来在一个物理信道上进行传输。
多址访问属于数据链路层，指在物理层的多路复用技术基础上如何规范对共享信道的访问，使多个用户可以同时共享信道。
双工模式指在一个全双工通信系统中如何分配正向信道和反向信道以支持全双工的通信。
频分复用（FDM）：物理信道的总带宽被分割成若干个与传输的单个信号带宽相同的子信道，每个信道传输一路信号。可传输模拟数据和数字数据。
许多传输媒体会出现多径传输，接收方收到的第一个多径分量和最后一个多径分量之间的时间间隔称为多径（时延）扩展。多径扩展的倒数称为相干带宽。
正交频分复用（OFDM）：把一个高速的数据流分解成许多低速率的子数据流，这些子数据流以并行方式在多个子信道传输，这样在每个子信道上，码元持续时间比信道的多径扩展小，从而消除码间干扰。且不需要保护频带，可有效利用信道带宽。
时分复用（TDM）：将一条物理信道按时间分成一系列的时分复用帧，这些帧由若干时间片或时槽组成，每个子信道在固定的某个或多个时槽处传输。只适合传输数字数据。若时槽分配是固定的称为同步时分复用，若时槽分配是动态的，则称为统计（异步）时分复用。
波分复用（WDM）：用于光纤信道，不同波长的光信号通过波分复用器复用到一根光纤上，接收方用波分解复用器将不同波长的子信号分离。实质是频分复用。
空分复用（SDM）：从空间的角度将多个线缆或者多个信号复用在一起，多个数据流可通过多个线缆或天线并行传输。e.g 双绞线，MIMO。
码分复用（CDM）：是一种扩频技术，允许站点在同一时间同一频带的公共信道上传输不同的信息，其给每个站点分配一种经过特殊挑选的编码序列——码片序列，这些地址码应相互具有正交性。
接入网技术：混合光纤同轴电缆网络（HFC）、公用电话交换网络（PSTN）、光纤到户（FTTH）、无线接入。
6个3GPP标准：WCDMA（中国联通用）、TD-SCDMA（中国移动用）、CDMA2000（中国电信用）、GSM演进、Wi MAX和DECT
|