认识传输介质物理层概述

Q1：物理层的作用是什么？

屏蔽传输媒体和通信手段的差异，为数据链路层提供服务

Q2：什么是数据通信系统？

数据通信系统包括三大部分法，分别是：源系统→传输系统→目的系统

一些基本概念

• 数据(data)——运送消息的实体。
• 信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。
• “模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的。
• “数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的。
• 码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。

Q3：信道的概念

信道交互信息的方式：

• 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。
• 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(当然也就不能同时接收)。
• 双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。

基带信号——来自信源的信号，包含了较多的低频成分，为使信道能够传输低频分量和直流分量，需要进行调制，调制可分为下面两大类：

• 基带调制（仅对波形进行变换），也称为编码；
• 带通调制（使用载波调制）：①调幅；②调频；③调相；
  

信道的极限容量:
香农定理：
极限信息传输速率C = W log2(1+S/N) b/s ；低于C即可实现无差错传输

提高信息传输速率的方法：
让每个码元携带更多比特的信息量——即一个码元是3个bit的话，相较于原来的情况，同样时间传输的信息量就增加了3倍，因为传输速率与数据量无关。

Q4：物理层下的传输媒体

1. 导向传输媒体

1.1 双绞线
它是最古老但又是最常用的传输媒体。把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。绞合可减少对相邻导线的电磁干扰。

使用双绞线最多的地方就是到处都有的电话系统。几乎所有的电话都用双绞线链接到电话交换机。这段从用户电话机到交换机的双绞线称为用户线或用户环路。通常将一定数量的这种双绞线捆成电缆，在其外面包上护套。

1.2 同轴电缆：
由内导体铜制芯线（单股是新线或多股绞合线），绝缘层，网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及保护塑料外层组成。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，被广泛用于传输较高速率的数据。

1.3 光缆：
是光纤通信的传输媒体。在发送端有光源，可以采用发光二极管或半导体激光器，它们在电脉冲的作用下能产生出光脉冲。在接受端利用光电二极管做成光检测器，在检测到光脉冲时可还原出电脉冲。

2. 非导向传输媒体

2.1 短波通信：即高频通信，主要是靠电离层的反射。但电离层的不稳定所产生的衰落现象和电离层反射所产生的多径效应，使得短波信道的通信质量较差。

2.2 微波通信
地面微波接力通信
卫星通信