實體層-計算機網絡（筆記）

第二章 實體層

實體層考慮的是怎樣才能在連接配接各種計算機的傳輸媒體上傳輸比特流，而不是指具體的傳輸媒體。

用于實體層的協定常稱為實體層規程。

實體層-四特性：機械特性、電氣特性、功能特性、過程特性。

資料在通信線路（傳輸媒體）上的傳輸方式一般都是串行傳輸。

模拟信号	數字信号
模拟信号	固定電話	CODEC（編解碼器）
數字信号	MODEM（數據機）	LAN

消息：通信的目的的傳送消息。語音、文字、圖像、視訊等都是消息。

資料：資料是傳送消息的實體。

**信号：**信号是資料電氣或電磁的表現。

信号可以分成兩大類：模拟信号（連續信号）和數字信号（離散信号）

信道：信道一般用來表示向某一個方向傳輸資訊的媒體。

從信道資訊互動來分有：單向通信（單工通信）、雙向交替通信（半雙工通信）、雙向同時通信（全雙工通信）

常用的編碼方式（LAN）:

• 不歸零制：正電平代表1，負電平代表0。缺點：時間差、電壓差。
• 歸零制：正脈沖代表1，負脈沖代表0。缺點：跳變次數、兩個碼元傳一位資料。
• 曼徹斯特編碼：位周期中心的向上跳變代表0，位周期中心的向下跳變代表1。但也可以反過來定義。缺點：時間中期必須跳變。
• 差分曼徹斯特編碼：在每一位的中心處始終發生跳變。位于開始邊界有跳變代表0，而位開始邊界沒有跳變代表1。（區域網路常用）

基本的帶通調制方法（數字信号轉模拟信号）：調幅、調頻、調相，更複雜的正交振幅調制

奈氏準則結論：在帶寬為W（Hz）的低通道中，若不考慮噪聲影響，則碼元傳輸的最高速率是2W（碼元/s）。傳輸速率超過此上限，就會出現嚴重的碼間串擾的問題，則接收端對碼元的判别（即識别）成為不可能。

信噪比：信号的平均功率和噪聲的平均功率比，常記為S/N。度量機關為分貝（dB），即 信噪比（dB）=10 log10(S/N)（dB）

香農公式：信道的極限信号傳輸速率C = W log2(1+S/N) （bit/s）,證明：信号的帶寬或信道中信噪比越大，資訊的極限傳輸速率就越高。

傳輸媒體可以分為兩大類：引導型傳輸媒體（雙絞線、同軸電纜或光纖）和非引導型傳輸媒體（無線、紅外線或大氣雷射）。

常用的信道複用技術：頻分複用、時分複用、統計時分複用、碼分複用和波分複用（光的頻分複用）