第二章 物理层
基本要求：掌握物理层的基本概念，了解数据通信的基础知识、了解网络传输媒体，掌握信道复用技术，数字传输系统及宽带接入技术。
学习内容：
2.1物理层的基本概念
物理层的主要任务：
确定与传输媒体接口相关的一些特性
物理层接口特性：
物理层主要解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
①机械特性---定义物理连接的特性，所采用的规格、形状接口、引线数目、引脚数量、排列情况
②电气特性---规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等
③功能特性---某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途
④规程特性---定义各条物理线路的工作规程和时序的关系
2.2数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型
一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）、目的系统（或接收端、接收方）?
数据通信相关术语
通信的目的是传送消息（消息：语音、文字、图像、视频等）
- 数据data：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列
- 信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式
数字信号/离散信号：代表消息的参数的取值是离散的
模拟信号/连续信号：代表消息的参数的取值是连续的
- 信源：产生和发送数据的源头
- 信宿：接收数据的终点
- 信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道
- 码元：指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元的宽度。当码元的离散状态有M个时（M大于2），此时码元为M进制码元。1码元可以携带多个比特的信息量。如二进制编码时，只有两种0和1
补充：
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2.2.2有关信道的基本概念
三种通信方式：
（1）单工通信---只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道（如广播）
（2）半双工通信 /双向交替通信---通信双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收，需要两条信道（如对讲机）
（3）全双工通信/双向同时通信---通信双方可以同时发送和接收信息，也需要两条信道（如打电话）
串行传输&并行传输
?同步传输&异步传输
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基带调制：仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应，变换后的信号仍是基带信号。
在传输距离较近时，计网采用基带传输的方式（近距离衰减小，从而信号不易发送变化）
带通调制：使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段并转换为模拟信号，经过载波调制后的信号是带通信号。
在传输距离较远时，计网采用宽带传输的方式（远距离衰减大，即使信号变化大也能过滤出基带信号）
?编码：是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程。
解码：是编码的逆过程。????????
（1）常用的编码方式：
- 不归零制? ?正电平代表1，负电平代表0
编码容易实现，但没有检错功能，且无法判断一个码元的开始与结束，以至于收发双方难以保持同步
- 归零制? ?正脉冲代表1，负脉冲代表0
- 曼彻斯特编码? ?位周期中心的向上跳变代表0，位周期中心的向下跳变代表1，也可以反过来
编码特点是在每一个码元的中间出现电平跳变，位中间的跳变既可以作时钟信号（可用于同步）又作数据信号，但它所占的频带宽度是原始的基带宽度的两倍。每个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2
- 差分曼彻斯特编码? ? 在每一位的中心处始终有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1
同1异0 常用于局域网传输，可以实现自同步，且抗干扰性强于曼彻斯特编码
（2）基本的带通调制方法
- 调幅AM
- 调频FM
- 调相PM?
补充：
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?2.2.3信道的极限容量
失真的一种现象---码间串扰：接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象
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?2.3物理层下面的传输媒体（P46-53）
导向传输媒体：
? ? 双绞线（屏蔽双绞线STP、无屏蔽双绞线UTP）、同轴电缆、光缆
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非导向传输媒体：
? ? 非导向传输媒体就是指自由空间，利用无线电波在自由空间的传播可以较快地实现多种通信。在非导向传输媒体中电磁波的传输常称为无线传输。短波通信、微波通信、卫星通信
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2.4 数据交换方式
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2.5 物理层设备
?未完待续...