目录
1.1物理层的基本概念
物理层协议的主要任务
是描述为确定于传输媒体的接口有关的一些特性，
物理层中传输媒体接口的特性有四种，即：
1.
机械特性
：指明接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等。
2.
电器特性
：指明接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
3.
功能特性
：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。
4.
过程特性
：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
1.2数据通信的基础知识
1.2.1数据通信系统的模型
数据通信系统分为：
源系统
（或发送端，发送方），
传输系统
（或传输网络）和
目的系统
（或接收端，接收方）。
其中
源系统
包括：源点和发送器。
目的系统
包括：接收器和终点。
根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可分为
模拟信号
（或连续信号）和
数字信号
（或离散信号）。
码元
：代表数字信号不同离散数值的基本波形
1.2.2信道的几个基本概念
信道
：表示向某一个方向传送信息的媒体。
信道的三种基本方式
：
1.单向通信，即
单工通信
。
2.双向交替通信，即
半双工通信
。
3.双向同时通信，即
全双工通信
。
调制分为两大类：
基带调制
和
带通调制
。
基带调制
：对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。
注意：变换后的信号仍为基带信号。
带通调制
：使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，最后再模拟信道中进行传送。
注意：最基本的调制方式有
调幅
，
调频
和
调相
。相对复制的调制方式有正交振幅调制。
*常用的编码方式
1.
不归零制
：正电平代表1，负电平代表0；
2.
归零制
：正脉冲代表1.负脉冲代表0；
3.
曼彻斯特编码
：位周期中心的
向上
跳变代表
0
，位周期中心的
向下
跳变代表
1
，也可以反过来定义；
4
.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。
（注意：
差分曼彻斯特编码的起始位与标准的曼彻斯特编码一致，即1=10（上下），0=01（下上）
）
1.2.3信道的极限容量
由于信号在信道上传递的过程中会产生失真，故求其
信道极限容量
。
产生失真的因素：
码元传输速率
，
信号传输距离
，
噪声干扰
，
传输媒体质量
。
奈氏准则解决的问题是：在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，
码元传输速率是有上限的
。
奈氏准则的内容
：
理想
低通
信道的最高码元传输速率=
2W
Baud =
2W
码元/秒
理想
带通
信道的最高码元传输速率=
W
Baud =
W
码元/秒
注意：W为信道带宽，Baud为波特，即码元/秒
香农公式的内容
：
求出带宽受限且有高斯白噪声干啥的信道的
极限信息传输速率
。
其公式为：
S/N：信噪比，使用分贝（dB）最为度量单位，其公式为：
1.3物理层下面的传输媒体
传输媒体可分为：
导引型传输媒体
和
非导引型传输媒体
。
前者表示
固体媒体
，后者表示
自由空间
。
1.3.1导引型传输媒体
1.双绞线
双绞线
：将两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来便构成双绞线。
双绞线分为：
无屏蔽双绞线UTP
和
屏蔽双绞线STP
。
2.同轴电缆
同轴电缆
：将内导体铜质芯线，绝缘层，网状编织的外导体屏蔽层以及绝缘保护套层所组成。
3.光缆
光纤
：将非常透明的
石英玻璃
拉成细丝，主要是由纤芯和包层构成的双层通信圆柱体。
光纤通信的原理
：利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。
光纤的分类
：多模光纤和单模光纤。
光纤的优点
：
1.传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
2.抗雷电和电磁干扰性能好。
3.无串音干扰，保密性好，不易被窃听和截取数据。
4.体积小，重量轻。
1.3.2非导引型传输媒体
非导引型传输媒体分为：
无线电波
，
微波
，
红外线
，
紫外线
。
1.4信道复用技术
复用
：通过一条物理线路同时传输多路用户的信号。
1.4.1频分复用FDM
频分复用
：频分复用的所有用户同时占用不同的频带资源并行通信。
1.4.2时分复用TDM和统计时分复用STDM
时分复用
：时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽带。
统计时分复用
：是一种改进的时分复用，它能够明显提搞信道的利用率。（相对于时分复用，
集中器
常使用在统计时分复用里面。）
1.4.3波分复用WDM
波分复用
：即光的频分复用。
1.4.4码分复用CDM
由于该技术主要用于
多址接入
，故也称为
码分多址CDMA
。
码片
：在CDMA中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片。通常m的值是64或128.
使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit的码片序列：
一个站如果要发送
比特1
，则发送它自己的
m bit码片序列
；
一个站如果要发送
比特0
，则发送它自己的
m bit码片序列的二进制反码。
码片序列的
挑选规则
：
1.
码片序列必须各不相同
（为随机码序列）
2.
码片序列必须互相正交
（规格化内积为0）
例如：向量S表示站s的码片序列，而向量T表示其他任何站的码片序列，则有一下表达：
站s作为接收站，对所接收到的信号T码片序列和自身S的码片序列进行叠加，判断其叠加信号的
规格化内积
为何值：
为1
则，被判断方发送了
比特1
；
为0
则，被判断方
未发送
；
为-1
则，被判断方发送了
比特0
。
1.6宽带接入技术
根据宽带接入的媒体，可将
宽带接入技术
分为：
有线宽带接入
和
无线接入技术
。
用户到互联网的宽带接入方法
有：
非对称数字用户线ADSL
；
光纤同轴混合网HFC
；
多种宽带光纤接入方式FTTx
。
为了有效的利用光纤资源，再光纤干线和用户之间广泛使用无源光网络PON，其中最流行的无源光网络是
以太网无源光网络EPON
和
吉比特无源光网络GPON
。