实战计算机网络02——物理层

1、物理层实现的功能

2、数据与信号

2.1 数据通信模型

2.2 通信领域常用术语

2.3 模拟信号和数字信号

如何将模拟信号转换成为数字信号呢？采样进行量化、数字化编码。数字信号也可以还原模拟信号，可以看到数字化信号会有失真。想要避免失真，采样频率要高。这就是超清视频文件大的原因。

3、信道和调制

3.1 信道

怎么做到的呢？答案是频率不同，比如A和比同时发送，A频率10HZ，B频率20HZ，两边各配一个过滤器，就可以实现信道复用。

3.2 单工通信、半双工通信、全双工通信

3.3 调制

常见调制有以下类型。

对于数字信号，基带调制采用不归零制，如果发送端、接收端时钟信息不同步，多个连续的1或者0信号，可能会读错。比如发了3个0，但接收端误以为只有2个。归零制解决了这个问题，但浪费了太多的码元，降低了信息密度。曼彻斯特编码采用跳变表示数据，浪费比归零制少了很多。差分曼彻斯特编码跳变与否取决于前一个数据。

3.4 奈式准则

当传输速率高，更容易受到噪声影响导致失真。

另外，即便没有噪声。模拟信号谐波成数字信号需要叠加更高频的信号作为谐波，这也限制了码元传输速率。

3.5 香农定律

提升功率，可以让码元之间变化更大，可以降低噪声干扰。

4、传输媒体

4.1 导向传输媒体

同轴电缆只要断了，所有的网都断了，不过现在还用它做电话线。

4.2 非导向传输媒体

5、信道复用技术

5.1 频分复用技术

比如一根电话线可以允许多个人同时打电话。

怎么做到的？用滤波器

5.2 时分复用技术

分时间片轮流传输不同线路数据，充分利用线路带宽。

可能会有问题：A、B、C、D线路上有时有数据，有时没数据，浪费带宽。

可以用统计时分复用。不同线路加不同标记，不需要轮流传输数据了，先到先传输。

5.3 波分复用技术

其实就是光的频分复用技术。

5.4 码分复用技术

移动通信使用的是码分复用技术。基站可以混合着发不同用户的数据，不同用户有对应的码片(如下图)。

上图八个码元才表示一个bit，浪费挺高。

如何区分是不是自己的码片呢？答案是进行数学运算。

案例可以参考下图。

6.宽带接入技术

6.1 铜线接入技术

6.2 光纤同轴混合网

6.3 光纤接入技术

6.4 移动互联网接入技术