第二章物理层

1. 中继器和集线器

1. 中继器和集线器都工作在物理层,不能连接两个具有不同数据链路层协议的网络
2. 中继器又叫转发器,作用将信号放大并整形再转发出去
3. 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生,整形,放大,以扩大网络的传输距离

2. 物理层

1. 物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口的一些特性,即机械特性,电气特性(电压的范围),功能特性(某一电平的电压有何意义),规程特性(事件出现顺序)
2. 传输媒体不属于物理层
3. 信道表示向某一个方向传送信息的媒体. 它不等价于通信电路,一条可双向通信的电路往往包含一条发送信道和一条接收信道

3. 编码与调制

1. 在基带传输数字数据信号的编码方式主要有:
   • 不归零制: 正电平表示1,负电平表示0
   • 归零制: 正脉冲表示1,负脉冲表示0
   • 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
   • 差分曼彻斯特编码: 每一位的中心处始终有跳变,位开始边界有跳变代表0,位开始边界没有跳变代表1
2. 数字基带信号基本调制方法:调频,调幅,调相
3. 基带调制: 仅对基带信号的波形进行变换,变换后仍是基带信号,这种过程称为编码
4. 带通调制: 使用载波调制,把基带信号的频率范围搬迁到较高的频段,并转换为模拟信号

4. 信道极限容量

4.1 奈氏准则

1. 从概念上讲,限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个:(1)信道能够通过的频率范围 (2)信噪比
2. 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.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
   W:信道带宽(Hz) Baud:波特, 码元/秒

4.2 香农公式

1. \(c = W * log_{2}(1 + \frac{S}{N})\) 单位(bit/s), c代表信道的极限信息传输速率(bit/s),W表示信道带宽(Hz)
2. 信噪比: 是信号的平均功率和噪声的平均功率之比,常记为S/N,并用分贝(dB)作为度量单位,即信噪比\((dB) = 10log_{10}(S/N)(dB)\)
3. 提高信息的传输速率:
   • 提高信噪比
   • 提高码元传输速率
   • 编码让每一个码元携带更多比特的信息