计算机网络--物理层

一、物理层基本概念

物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体，物理层的主要任务是确定与传输媒体接口有关的一些特性

1、机械特性

定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格，接口形状，引线数目，引脚数量和排列情况

2、电气特性

规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围，阻抗匹配，传输速率和距离限制

3、功能特性

知名某条线上出现的某一电平标识何种意义，接口不见的信号线的用途

4、规程特性

(过程特性)定义各条物理线路的工作规程和时序关系

二、数据通信基础知识

1、典型的数据通信模型

data-comunication-model

2、数据通信相关术语

通信的目的是传送消息
数据：传送消息的实体，通常是有意义的符号序列
信号：数据的电气/电磁表现，是数据在传输过程中的存在形式

数字信号：代表消息的参数取值是离散的

模拟信号：代表消息的参数是连续的

信源：产生和发送数据的源头
信宿：接受数据的终点
信道：信号的传输媒介，一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接受信道

3、三种通信方式

从通信双方信息的交互方式来看，可以有三种基本方式：

单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需一条信道

半双工信道：通信的双方都可以发送或接受信息，但任何一方都不能同时发送和接受，需要两条信道

全双工信道：通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道

4、两种数据传输方式

串行传输：速度慢、费用低、适合远距离

并行传输：速度快、费用高、适合近距离

data-transmission-mode

三、码元、波特、速率、带宽

1、码元

码元： 是指用给一个固定时长的信号波形（信号波形），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度，当码元的离散状态有M个时（M大于2）此时码元为M进制码元

1码元可以携带多个比特的信息量， 例如： 在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表0状态，另一种代表1状态

2、速率、波特、带宽

速率： 也叫 数据率 是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量，可以用码元传输速率和信息传输速率表示

1）码元传输速率： 别名码元速率、波形速率、调制速率、符号速率等，它标识单位时间内数字通讯系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数），单位是 波特(Baud)。1波特表示数字通讯系统每秒传输一个码元，这里的码元可以是多进制的，但码元速率与进制无关。

2）信息传输速率： 别名信息速率、比特率等，表示单位时间内数字通讯系统传输的二进制码元个数（即比特数），单位是 比特/秒（b/s）

关系： 若一个码元携带 n bit的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为 M x n bit/s

带宽： 表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的 “最高数据率”，常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力，单位是b/s。