计算机网络知识点总结（第二章 物理层）

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基于计算机网络（第7版）谢希仁编著。

第二章 物理层

• 物理层四个特性：机械特性、电气特性、功能特性、过程特性
• 信号：模拟信号（连续信号）、数字信号（离散信号）
• 通信方式：单项通信（单工通信）、双向交替通信（半双工通信）、双向同时通信（全双工通信）
• 奈式准则：理想信道，为了避免码间串扰
• 信噪比：信号平均功率和噪声平均功率之比，记为S/N
  $信噪比(dB)=10 \log_{10}^{(S/N)} (dB)$
• 香农公式：有噪声的信道。
  信道的极限传输速率C：
  $C=W\log_2^{(1+S/N)} (bit/s)$
  W为信道的带宽。信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。若W或S/N没有上限，则信道的极限信息传输速率C也没有上限。

例题：

• 常用的导向性传输媒体：双绞线、同轴电缆、光缆
• 常用的非导向传输媒体：短波、微波、地面接力、卫星
• 信道复用技术: 频分复用、时分复用、码分复用、波分复用
  FDM：频分复用
   复用方法：整个带宽划分为多个频段，不同用户使用不同频段。
   特点：所有用户在同样的时间占用不同的带宽
  TDM ：时分复用
    复用方法：
     将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。
     TDM帧划分为N个时隙。
     每一个用户在一个TDM帧中占用一个固定时隙。
   特点：所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度
  STDM：统计时分复用
   工作原理：
     各用户将数据随时发往集中器（统计时分复用器）。
     集中器依次扫描，输入缓存。
     将缓存的数据放入STDM帧中，对于没有数据的用户就跳过去。
     一帧满时，发送出去。
   特点：STDM帧中的时隙不固定的分配给每个用户
  WDM：波分复用
   特点：光的频分复用
  CDM:码分复用
• CDMA：码分多址
  1、每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片。
  2、使用CMDA的每一个站被指派一个唯一的mbit的码片序列。
  3、一个站若发送比特1，则发送它自己的码片序列；若发送比特0，发送该码片序列的二进制反码。
  4、 每个站的码片序列各不相同，互相正交（两个不同站码片规格化内积都是0）
  $S·T ≡ \frac{1}{m}\sum^m_{i=1}S_iT_i=0$
  5、任何一个码片向量和自己的规格化内积都是1，与反码是-1。

例题: