物理层知识框架

1.通信基础

通信双方信息交互方式

  1. 单工通信:只有一个方向的通信,而没有反方向的交互
  2. 半双工通信:通信双方都可以发送,和接受信息,但不能同时发送和接收信息
  3. 全双工通信:通信双方可以同时发送,接收信息

信道的极限容量的定理

  1. 奈氏准则:理想低通信道下的极限数据传输率
    $$
    \ =2Wlog_2 V,W为带宽,单位HZ;V为表示每个码元离散电平的数目
    $$
  2. 香农定理:信道的极限数据传输速率
    $$
    =Wlog_2(1+S/N),此处S/N为信噪比,注意此S/N无单位
    $$
    $$
    信噪比=10lg(S/N),注意此"信噪比"单位为dB
    $$
    S为信道所传输信号的平均功率,N为信道内部的高斯噪声功率

调制与编码

  1. 调制:把数据变换为模拟信号的过程
  2. 编码:把数据变换为数字信号的过程
  3. 数字数据->数字信号:非归零码,曼彻斯特编码,差分曼彻斯特编码等
  4. 数字数据->模拟信号:幅移键控,频移键控,相移键控,正交振幅调制
  5. 模拟数据->数字信号':1.抽样,2.量化,3.编码
  6. 模拟数据->模拟信号:频分复用技术等

传输方式

  1. 电路交换:两结点之间建立一条专用的物理通信路径,传输期间一直独占
  2. 报文交换:无须建立专门连接,报文携带有目标地址等信息,采用存储转发方式
  3. 分组交换:把报文分割成小的数据块,加上必要的控制信息进行传输

电路交换

  1. 数据报:分组之间可能存在不同路径,各个分组分别转发
  2. 虚电路:在发送方和接收方建立一条逻辑上相连的虚电路,分组沿着虚电路传输

2.传输介质

  1. 无线:无线电波,微波,红外线和激光
  2. 有线:双绞线,同轴电缆,光纤

3.设备

  1. 中继器:将数字信号整形并放大再转发出去,消除信号的失真和衰减问题,不能隔离冲突域和广播域,具有5-4-3规则
  2. 集线器:实质上是个多端口中继器,对信号进行放大后发到其他所有端口,不能隔离冲突域和广播域