物理层(1条消息) 计算机网络物理层_穿上草鞋去旅行的博客-CSDN博客
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一、数据通信系统的模型
一个数据通信系统可划分为源系统（发送端）、传输系统（传输网络）、目的系统（接收端）。
源系统包括源点和发送器。典型的发送器是调制器。
目的系统包括接收器和终点。典型的接收器是解调器。
通信的目的是传送消息，数据是运送消息的实体，信号是数据的电气或电磁的表现。
信号可分为模拟信号（连续信号）和数字信号（离散信号）。
二、信道概念
信道不等于电路，信道表示向某一方向传送信息的媒体，一条通信电路通常包含一条发送信道和一条接受信道。
信息交互有以下三种基本方式：
1.单向通信，又称单工通信。如有线电广播等。需要一条信道。
2.双向交替通信，又称半双工通信。需要两条信道。
3.双向同时通信，又称全双工通信。需要两条信道。
来自信源的信号成为基带信号，因为基带信号中包含较多低频成分，而许多信道不能传输低频分量和直流分量，所以需要对基带信号调制。
调制可分为两大类：
1.基带调制：将数字信号转换为另一种数字信号。又称编码。
2.带通调制：将基带信号的频率范围转换为另一频段，并化为模拟信号。
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：位周期中心的向上跳变代表0，向下跳变代表1。
差分曼彻斯特编码：每一位的中心都有跳变。位开始的边界有跳变代表0，没有代表1。
曼彻斯特码的频率比不归零制高，但有自同步能力，即可以从信号波形自身中提取信号时钟频率。
基本带通调制方法
三、信道极限容量
数字通信的优点：信号在信道上传输时必然会失真，但只要能识别出原有信号，就没有影响。传输速率越高，或距离越远，或噪声越大，失真就越严重。
信道能通过的频率范围是有限的。信道中码元传输的速率有上限，超过上限会出现严重的码间串扰问题，接收端无法识别编码。奈氏准则：在带宽为 W(Hz) 的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是2W (码元/秒)。传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。信道的频带越宽，能通过的高频分量越多，最大速率越高。
信噪比：
信号的平均功率与噪声的平均功率之比，写作 S/N，单位是分贝（dB）
信噪比 = 10 log10(S/N)。
香农公式：
信道的极限传输速率 C = W log(2+S/N)。
香农公式表明带宽越大，信噪比越大，极限传输速率越高。还表明只要信息传输速率低于信道的极限速率，就一定可以实现无差错传输，但方法未知。另一种提高传输速率的方法：通过编码让每个码元携带更多比特的信息。
四、传输媒体
传输媒体分为导引型和非导引型两大类。
导引型中电磁波沿着固体媒体传播，非导引型中传输媒体就是自由空间，又称无线传输。
导引型传输媒体
导引型传输媒体有架空明线，双绞线（绞合可减少对相邻导线 的电磁干扰），同轴电缆，光纤等。
光纤的传输带宽远大于其他传输媒体的带宽。
非导引型传输媒体
利用无线信道进行传输是运动中通信的唯一手段。
短波通信质量较差，速率较低。无限电微波通信可传输电话、图像、数据等信息。紫外线及更高波段目前还不能用于通信。
卫星通信的优点是通信距离远，缺点是传播时延高，保密性差。