osi 物理层 - yaokun123/php-wiki GitHub Wiki
七、物理层
7.1、物理层的基本概念
物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体（光纤、双绞线、无线）上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
物理层的主要任务描述为：确定传输媒体的接口的一些特性，即：
1、机械特性：例接口形状、大小，引线数目
2、电器特性：例规定电压范围（-5v到+5v）
3、功能特性：例规定+5V表示1，-5v表示0
4、过程特性：也称规程特性，规定建立连接时各个相关部件的工作步骤
7.2、数据通信的基础知识
数据通信不仅仅是计算机的数据通信，还涵盖了其他类型的数据通信（电视电话信号等）
相关术语
通信的目的是传送信息
数据(data)：运送消息的实体
信号(signal)数据的电气或电磁的表现
模拟信号：代表消息的参数的取值是连续的
数字信号：代表消息的参数的取值是离散的
码元(code)：在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就称为码元
在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。
而这个间隔被称为码元长度，1码元可以携带nbit的信息量。
有关信道的几个基本概念
信道一般表示向一个方向传送信息的媒体。所以咱们平常的通信线路往往包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道。
单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。（电视机<-电视台）
双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送，当然也不能同时接受（对讲机）
双向通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接受信息（电话机）
基带(baseband)信号和带通(band pass)信号
基带信号(即基本频带信号)：来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。
带通信号；把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频范围内能够通过信道）
因此在传输距离较近时，计算机网络都采用基带传输方式，由于在近距离范围内基带信号的衰减不大，从而信号内容不会发生变化。
如从计算机到监视器、打印机等外设的信号就是基带传输的。
几种最基本的调制方法
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化
调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化
调相(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变化
常用编码
单极性不归零码
只使用一个电压值，用高电平表示1，没电压表示0
双极性不归零码
用正电平和负电平表示而二进制数据的1和0，正负幅值相等。
单极性归零码
单极性归零码（RZ）即是以高电平和零电平分别表示二进制码1和0，
而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间t，其余时间返回零电平
双极性归零码
正负零三个电平，信号本身携带同步信息
曼彻斯特编码
差分曼彻斯特编码
信道极限容量
奈氏准则
在假定的理想条件下，为避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。
在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰问题，是接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。
如果信道的频率越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。
香农公式
7.3、物理层下面的传输介质
导向传输媒体
导向传输媒体中，电磁波沿着固体媒体传播。
双绞线
屏蔽双绞线STP
无蔽双绞线UTP
同轴电缆
50欧同轴电缆：用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆。
75欧同轴电缆：用于模拟传输，即宽带同轴电缆。
光纤
多摸光纤
单模光纤
非导向传输媒体
非导向传输媒体就是指自由空间，其中的电磁波传输被称为无线传输。
无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
微波在空间主要是直线传播
地面微波接力通信
卫星通信
物理层设备-集线器
工作特点：它在网络中只起到信号放大和重发作用，其目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传送能力
最大传输距离：100m
集线器是一个大的冲突域
7.4、信道复用技术
频分复用
时分复用
时分复用可能会造成线路资源的浪费
使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。
统计时分复用
波分复用
7.5、数字传输系统
7.6、宽带接入技术
ADSL的特点
上行和下行带宽做成不对称的
ADSL在用户线的两端各安装一个ADSL解调器
我国目前采用的方案是 离散多音调DMT调制技术
DMT技术
HFC
具有很宽的频带
能够利用已经有相当大的覆盖面的有限电视网
FTTx(光纤到...)