五层体系结构——物理层

					物理层主要目的→在传输媒体上透明传输比特流；
					身为五层体系结构的第一层，注定是任重而道远

注意：物理层不是指具体的传输媒体

1.1四大物理层的特性

①.机械特征：指明接口所用接线器的形状、尺寸、引脚数和排列等等；

②.电气特征：指明接口电缆上各条线出现的电压范围；

③.功能特征：指明某条线上出现某一电平的电压的意义；

④.过程特征：指明对于不同功能的各种可能事件出现顺序；

1.2三种数据通信方式

1. 单工通信方式:是单方向传输数据,不能反向传输。
2. 半双工通信方式:既可单方向传输数据,也可以反方向传输,但不能同时进行。
3. 全双工通信方式:可以在两个不同的方向同时发送和接收数据

1.3三种信号调制方法

注意：基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制(modulation)。

调制分两大类，一类是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，变换后的信号任然是基带信号，这类调制称之为“基带调制”；另一类是需要使用载波进行调制，即把信号的频率范围搬移到较高的频段并转化为模拟信号以便在信道中传输，这类调制称之为“带通调制”。

常用编码方式:

■ 不归零制:正电平代表1,负电平代表0。
■归零制:正脉冲代表1，负脉冲代表0。
■曼彻斯特编码:位周期中心的向下跳变代表1。但也可反过来定义。
■差分曼彻斯特编码:在每一-位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1。

而基本带通调制方法有3种：

• 调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。
• 调频(FM): 载波的频率随基带数字信号而变化。
• 调相(PM) :载波的初始相位随基带数字信号而变化。
  

1.4三大有线传输介质

双绞线、同轴电缆、光纤

1.5两个信道容量定理

任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。信号或数据传输率越高、信号传输距离越远、干扰越大，在信道的输出端的波形的失真就越严重，如果接收方还能够识别失真的信号，则失真对通讯无影响。

而限制信号或数据在信道上的传输速率的主要因素有以下两个：“信道能够通过的频率范围”和“信噪比” ；

1. 奈氏定理(奈奎斯特定理)
   在无噪音(理想)情况下，主要作用影响点：信道能够通过的频率范围

   Cmax = 2W*log 2V (bps)

   W： 带宽          V：周期中信号的状态数
   Cmax：信道的最大数据传输速率

例：有一带宽为3khz的理想低通信道，若一个码元能运载3位二进制信息，求信道容量?

 解：V = 23 =8，根据奈奎斯特定理可知

Cmax = 2W*log 2V = 2*3000*log 28=18000(bps)//或者直接2W*3也行

2. 香农定理
   主要作用影响点：信噪比

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

   W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）；
   S 为信道内所传信号的平均功率；
   N 为信道内部的高斯噪声功率

   信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB) ；即噪音为30db，则由30=10log10（S/N）求得S/N=1000

例：求噪音为30db、带宽为4KHz信道容量（即信道最大传输速率）

  解： 30=10log10（S/N）求得S/N=1000

       C=W*log21+S/N）≈40Kbps

最后

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