物理层思维导图
物理层相关知识
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思维导图大纲
物理层思维导图模板大纲
物理层的概念
物理层任务
实现bit的传输，确定与传输媒体的接 口的一些特性
物理连接上的传输方式
并行传输：多个比特同时传输 计算机中
计算机中
串行传输：一个一个比特的按时间顺序传输
传输线上
物理层要完成传输方式的转换
物理连接方式
点——点、多点连接、广播连接
数据通信的基础知识
数据和信号
数据
有意义的实体。是事物的形式，信息是数据的内容
模拟数据、数字数据
信号
数据的载体。 一般为电磁波或电脉冲
模拟信号、数字信号
模拟的和数字的数据、信号
基带信号：不经过调制的数字信号。
基带传输：基带信号直接进行传输。
频带信号：基带信号经过调制后的信号。
频带传输：传输频带信号，又叫宽带传输。 频带传输有一个频谱搬移到较高频率过程。
数字信号编码
不归零码
二进制数字0、1分别用两种电平来表示
曼彻斯特编码
用电压的变化表示0和1。规定在每个码元的中间发生跳变
差分曼彻斯特编码
用码元开始处有无跳变来表示0和1 ，有跳变代表0，无跳变代表1
数据通信系统的模型
按传输的信号类型分
模拟通信，数字通信
按传输媒体分
有线通信，无线通信
按信息交互的方式分
单工、双工和半双工
通信系统性能的基本参数
数据速率(bps)
单位时间内传输的比特数
码元速率(baud)
单位时间内传输的码元数
信道容量
一个信道的最大数据率
信噪比(10lgC ,分贝)
S——信号功率, N——噪声功率,S/N
信道带宽
信道能够通过的频率范围
有限带宽信号
信道允许一定频率范围的信号通过 ,信号有一定的频率范围
傅里叶分析
信道的极限容量
Nyquist定理
对于具有低通矩形特性，理想的 无噪声信 道最高码元速率=2W(Baud)
最高数据率C=2Wlog2L（bps）
对于具有带通矩形特性，理想的无噪声信道， 最高码元速率=W（Baud）
最高数据率C=Wlog2L（bps）
香农定理
信道的极限信息传输速率为C
C= W*log2(1+S/N) (bps)
信道的带宽越大或者信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率越高
物理层下面的传输媒体
导向型传输媒体
双绞线
非屏蔽双绞线（UTP）、屏蔽双绞线（STP）
同轴电缆
使用当前的光导纤维技术，理论上可获得的带宽超过50000 Gb/s（50Tb/s）
光缆
光传输原理
当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角
光纤的全反射
光的入射角大于或等于临界值时，就会完全反射
多模光纤与单模光纤
磁介质
电力线
利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式
非导向型传输媒体
在空间利用电磁波直接传送和接收信号
短波、地面微波、卫星通信、红外线
信道复用技术
目的
共享使用公共信道
分类
频分复用(FDM)
时分复用(TDM)
时分复用可能会造成线路资源的浪费
STDM(统计时分复用)
所有用户都间歇的工作 每个时隙包含用户的地址信息
WDM(波分复用)
在一根光纤上复用两路光载波信号
CDM(码分复用)
所有用户信号均占用信道的全部带宽和任意时间段
工作原理
每个bit时间被划分为m个短间隔，称为码片
每个站被指派一个唯一的m bit码片序列, 如果发送1，就发送它自己的m bit码片序列 ,如果发送0，就发送它的m bit码片序列的二进制反码。
两个不同站的码片序列正交
性质
与自身的规格化内积是1
与自身的反码的规格化内积是-1
与其他码片的规格化内积是0
与其他码片的反码的规格化内积是0
数字传输系统
PCM体制
T-标准(24 路)
E-标准(30路)
SONET和SDH
同步光纤网络SONET、同步数字系列SDH
以太网物理层
宽带接入技术
xDSL
把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用
光纤同轴混合网
FTTx
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