那些物理层的东西~终于明白了！

思维导图：

一、物理层的基本概念；

• 作用： 物理层解决如何在链接各种计算机的传输媒体(光纤，双绞线等)上传输数据比特流(0和1)，而不是指具体的传输媒体。
• 任务： 确定传输媒体的接口的一些特性；
• 特性：

二、数据通信基础；

1. 数据通信模型：

1. 常用术语： 消息(message)： 通信的目的是传送消息，如文字、图像、视频和音频都是消息； 数据(date)： 信息在传输之前需要进行编码，编码后的信息就变成了数据； 信号(signal)： 数据在通信路上传递需要变成电信号或光信号； 数字信号和模拟信号： 数字信号：代表消息的参数的取值是连续的； 模拟信号：代表消息的参数的取值是离散的； 码元： 在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就成为码元； 在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元，而这个间隔被称为码元长度。1码元可以携带n比特的信息量；

三、信道；

• 信道； 信道是信息传输的通道，即信息进行传输时所经过的一条道路，信道的一端是发送端，另一端是接收端。一条传输介质上可以有多条通道(多路复用)；

• 单工、半双工以及全双工通信； 单向通信（单工通信）： 只能有一个方向的通信而没有反方向的交互；例如无线电广播就是单工通信，信号只能是广播电视台发送，收音机接受；你只能听着，不能由收音机向电视台发送信号！ 双向交替通信（半双工通信）： 通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不可能同时接受）；例如对讲机就是用半双工通信；A端说话B端接听，B端说话A端接听，不能同时说和听！ 双向同时通信（全双工通信）： 通信的双方可以同时发送和接受信息；例如平时打电话，听和说都可以同时进行！
• 信道极限容量； 信道带宽： 信道带宽=能够通过的最高频率-最低频率 信噪比： 信噪比=信号的平均功率 / 噪声的平均功率；常记为S/N，并用分贝（dB）作为度量单位；

例如，当S/N=10时，信噪比为10dB，而当S/N=1000时，信躁比为30dB； 香农公式： 信道极限信息传输速率C与信道带宽，信号平均功率以及信道高斯噪声功率之间的关系；

四、物理层下的传输媒体；

1，导向传输媒体；

导向传输媒体中，电磁波沿着固定媒体传播；

• 双绞线 实体结构图：

• 同轴电缆 光线在光纤中的折射：

光纤的工作原理：

光纤优点： 通信容量非常大；传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别适合；抗雷电和电磁干扰性能好； 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据；体积小，重量轻；

• 网线： 这里顺便了解一下网线，这个严格来说不属于传输媒体，但是这也算是我们日常生活中接触比较多的了；

2，非导向传输媒体；

非导向传输媒体就是指自由空间，其中的电磁波传输被称为无线传输；

• 短波通信： 主要靠电离层的反射，通信质量较差；
• 微波通信： 在空间主要是直线传播；像地面微波接力通信，卫星通信都是这种；

五、信道复用技术；

• 频分复用； 用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带；频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源；
• 时分复用； 数字信号的传输更多使用时分复用；时分复用技术会造成线路资源的浪费，原因是当某些用户在某个时间段没有发送数据时，该时段分配给该用户的空间片段为空。时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度（分时不分频）；
• 波分复用； 波分复用就是光的频分复用；
• 码分复用； 码分复用是各用户使用经过特殊挑选的不同码型，在同样的时间使用同样的频带进行通信，但彼此不会造成干扰。