计算机网络之物理层

摘要

物理层（Physical Layer） - 物理层只接收和发送一串比特(bit)流，不考虑信息的意义和信息结构。

• 数据单元：比特流。
• 典型设备：光纤、同轴电缆、双绞线、中继器和集线器。

通信系统模型

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通信系统模型分为三大部分：源系统（包括信源和发送器）、传输系统、目的系统（包括信宿接收器）。

重要概念：

• 信源 - 也叫源点。产生各类信息的实体。
• 信道 - 通信的通道，是信号传输的媒介。
• 信宿 - 传输信息的归宿。
• 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。

通信方式

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有三种通信方式：

• 单工通信：单向传输
• 半双工通信：双向交替传输
• 全双工通信：双向同时传输

通信信号

通信的目的是传送消息。如语音、文字、图像、视频都是消息。数据时传送消息的实体。信号是数据的电气或电磁的表现。

模拟信号和数字信号

• 模拟信号 - 模拟信号是连续的信号。
• 数字信号 - 数字信号是离散的信号。

调制解调

重要概念：

• 基带信号 - 来自信源的信号叫做基带信号。
• 调制 - 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)。简单来说：调制即，数字 -> 模拟。
• 解调 - 在接收端将收到的数字频带信号还原成数字基带信号。简单来说：解调即，模拟 -> 数字。

📌 提示：我们上网时所用到的调制解调器（俗称“猫”），指的就是转换数字和模拟信号的机器。

信号要在信道上传输就要经过调制。

调制分为：基带调制和带通调制

基本带通调制方法

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如果你收听过广播，一定经常听到 AM、FM 这两个关键词，这是什么意思呢？答案如下：

• 调幅（AM） - 即载波的振幅随基带数字信号而变化。
• 调频（FM） - 即载波的频率随基带数字信号而变化。
• 调相（PM） - 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。

📌 提示：我们收听广播时，为了接收不同广播台的信号，就要调整 AM 或 FM，指的就是这里的调制方法。

通信媒介

通信媒介分为两大类：

• 导引型 - 双绞线、电缆、光纤
• 非导引型 - 无线、红外线、大气、激光

信道复用

信道复用就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输一路信号。

• 频分复用
• 时分复用
• 波分复用
• 码分复用