物理層
物理層的基本概念
- 物理層要考慮的是怎么再連接各種計算機的傳輸媒體上 傳輸資料位元流，而不是指具體的 傳輸媒體
- 物理層的作用是盡可能地屏蔽不同傳輸媒體和通訊手段地差異，可以理解為讓傳輸到物理層的信號統一，好辨識，
- 物理層協議稱為 規程
物理層的主要任務
- 機械特性
- 電氣特性
- 功能特性
- 程序特性
資料通信的基礎知識
資料通信系統的模擬
- 源系統（發送方）
- 傳輸系統（傳輸網路）
- 目的系統（接收方）
有關信道的幾個基本概念
信道 一般表示某一方向的傳送資訊的媒體
從信道的雙方資訊叫虎的方式來看可分為三種：
- 單向通信
- 雙向交替通信（半雙工通信，單工） 即雙方都可以發送資訊當不能同時發送，
- 雙向同時通信（全雙工通信） 即雙方可以同時通信
來自信號源的信號稱為 基帶信號，因為其一般包含較多低頻成分，甚至直流成分，而很多信道不能傳輸這種低頻信號和直流信號，所有才要對其進行 調制，
調制分類
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基帶調制
方式：就是對基帶信號的波形進行調制，使它能夠適應信道特性變換后的信號仍為基帶信號，是把數字信號轉化為另一種數字信號，也叫 編碼，
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帶通調制
方式：需要 載波進行調制，把基帶信號的頻率范圍移到較高的頻段，并轉化為模擬信號在模擬信號的信道傳輸，變成 帶通信號
常用的編碼方式
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不歸零制
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歸零制
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曼徹斯特編碼
這樣子代表0
（1）
這樣子代表1
（2）
（3）
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差分曼徹斯特編碼
很簡單，邊界有變化的是0，每變化的是1
基本的帶通調制方法
- 調幅
- 調頻
- 調相
信道的極限容量
信道上傳輸數字信號如果速度過快會導致信號失真，所有不能一味的要求速度，必須保證傳輸信號的能識別度，
在信道中碼元的速度會有上限，如果突破這個上限一般會出現嚴重的 碼元串擾 現象導致嚴重的失真，
信道能夠通過的頻率范圍
碼間串擾
高頻的信號在信道傳輸，信號會被衰減，導致接收端接收到的信號波形失去了碼元之間的清晰界限，
信噪比
就是信號的平均功率和噪聲的平均功率之比，記為： S/N,并用 **分貝（dB)**作為單位：
香農公式
C = W / log ? 2 ( 1 + S / N ) \log_2(1+S/N) log2?(1+S/N) (bit/s)
(C為信道的傳輸速率，W是信道的帶寬；S為信道內所傳輸信號的平均功率；N為信道的高斯噪聲）
信道比越大，資訊的極限傳輸速率越高，但會導致信號失真，
提高傳輸速率的辦法為： 讓每個碼元攜帶更多的位元資訊量
導引型傳輸媒體
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雙絞線
雙絞線的絞合會減少相鄰導線的電磁干擾，一般用于電話系統
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屏蔽雙絞線
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同桌電纜
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光纜（光纖） 是通過光線的入射角不同來區分信號的
- 多模光纜
- 單模光纜 傳輸距離遠
非導引型傳輸媒體
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短波通信
一般靠電離層的反射來來進行通訊，距離傳輸遠，當失真嚴重，
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無線微波通信
微波直線傳播，一般分為兩種 地面微波通信 和 衛星通信，可以穿透電離層進入宇宙，所有一般配合衛星使用，
信道復用技術
頻分復用、時分復用和統計時分復用
如圖，從通俗意義上來講復用技術就是把信道合并，
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頻分復用
頻分復用是所有用在同樣的時間占不同的帶寬資源，就相當于我在天上飛，你在地上走，
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時分復用
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時分復用是用戶在不同的時間點用相同的頻帶寬度，
統計時分復用（異步時分復用）是改進版的時分復用能大大提高信道利用率
（在信道通信中 復用器和 分用器是成對使用的，認同我們寄快遞需要合在一塊寄過去，到達目的地有專門的人根據地址的不同進行分類）
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波分復用
就是光的頻分復用
碼分復用CDMA（碼分多址）（重點）
優點：因為 各個用戶使用經過特殊挑選的不同的碼型，因此個用戶不會相互干擾；有很強的抗干擾性，其頻譜類似于白噪音，不易被敵人發現，
CDMA每一個位元劃分為m個短的時間間隔，稱為 碼片，每個站有自己 唯一 m位元 碼片序列，如果一個站要發送1，則發送自己m位元的碼片序列，發送0則為1的反碼，
擴頻：就是發送資訊資料率為b bit/s，由于每一個位元要轉化為m個位元的碼片，一個站所發送所有資料率提高到mb bit/s，
- 直接序列擴頻（就是上面說的）
- 偽隨機碼片序列
規格化內積（重點）
兩個不同站的碼片序列正交，就是向量 S和 T的規格化 內積都是 0；
相同的站的碼片向量和自己的碼片向量規格化內積是 1；
而一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規格化內積為 -1，
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