物理层的基本概念
- 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。
- 物理层为数据链路层屏蔽了各种传输媒体的差异，使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。
物理层下面的传输媒体
- 同轴电缆
- 基带同轴电缆(50 欧姆) 数字传输，过去用于局域网
- 宽带同轴电缆(75 欧姆) 模拟传输，目前主要用于有线电视
同轴电缆价格较贵且布线不够灵活和方便，随着集线器的出现，在局域网领域基本上都是采用双绞线作为传输媒体
- 双绞线
- 绞合的作用：1、抵御部分来自外界的电磁波干扰；2、减少相邻导线的电磁干扰。
- 光纤
- 光纤的优点
- 通信容量大 (25000~30000GHz的带宽)。
- 传输损耗小，远距离传输时更加经济。
- 抗雷电和电磁干扰性能好。这在大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。
- 无串音干扰，保密性好，不易被窃听。
- 体积小，重量轻。
- 光纤的缺点
- 割接需要专用设备
- 光电接口价格较贵
传输方式
- 串行传输
- 并行传输
- 同步传输
- 异步传输
- 单项通信（单工）
- 双向交替通信（半双工）
- 双向同时通信（全双工）
编码与调制
信道的极限容量
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失真因素
- 马原传输速率
- 信号传输距离
- 噪声干扰
- 传输媒介质量
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奈氏准则：在假设的理想条件下，为了避免码间串扰，码元传输速率是有上限的。
- 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
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W：信道带宽(单位为Hz) Baud：波特，即码元/秒
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码元传输速率又称为波特率、调制速率、波形速率或符号速率。它与比特率有一定关系:
- 当1个码元只携带1比特的信息量时，则波特率(码元/秒)与比特率(比特/秒)在数值上是相等的
- 当1个码元携带n比特的信息量时，则波特率转换成比特率时，数值要乘以n。
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要提高信息传输速率(比特率)，就必须设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量。这需要采用多元制。
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香农公式：带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限信息传输速率。
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在信道带宽一定的情况下，根据奈氏准则和香农公式，要想提高信息的传输速率就必须采用多元制 (更好的调制方法)和努力提高信道中的信噪比。
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自从香农公式发表后，各种新的信号处理和调制方法就不断出现，其目的都是为了尽可能地接近香农公式给出的传输速率极限。
