物理层——计算机网络原理（本科）

第一节：数据通信基础

一、数据通信基本概念
消息：人类能够感知的描述
信息：对事物状态或存在方式的不确定表述。消息是可以度量的
通信：在一点精确或近似再生另一地点给的信息
通信系统：实现通信功能的各种技术、设备和方法
信号：信息的载体
数据：事物性质状态及相互关系等进行记载的符号及组合
信道：传输介质为基础的信号通道
二、数据通信系统模型
1、通信系统的构成：信源、发送设备、信道、接受设备、信宿和噪声源
2、模拟通信：模拟信号——信号的因变量是连续的
3、数字通信：数字信号——因变量是离散的
4、通信方式：
（1）单项通信、双向交替通信和双向同时通信
（2）并行通信和串行通信
（3）异步通信和同步通信
5、功能
（1）信道利用
（2）接口及信号产生
（3）同步
（4）差错检测与纠正
（5）寻址与路由
（6）网络保管
（7）安全保证

第二节：物理介质

一、导引型传输介质（有线）
1、架空明线：平行且相互分离的架空裸线线路
2、双绞线：两根相互绝缘的铜线并排绞合在一起
3、同轴电缆：抗电磁干扰性能好，主要用于频带传输
4、光纤：利用光的全反射。容量大、距离远、抗电磁干扰性能好、保密性好。
二、非导引型传输介质（无线）
1、地波传播：低频信号，沿地表传播
2、天波传播：较高频信号，利用电离层的的反射
3、视线传播：高频信号，点对点直线传播，中继传输

第三节：信道与信道容量

一、信道分类与模型
狭义：信号的传输介质
广义：传输介质和通信系统的一些变换装置
1、调制信道：调制器和解调器之间
2、编码信道：编码器和译码器之间
二、信道传输特性
1、恒参信道：变化小、缓慢
（1）对信号幅值产生固定的衰减
（2）对信号输出产生固定的时延
2、随参信道：随机变化快
（1）信号的传输衰减随时间随机变化
（2）信号的传输时延随时间随机变化
（3）存在多径传播现象
三、信道容量——无差错传输信息的最大平均信息速率
1、连续信道容量
理想无噪声信道，奈奎斯特公式：C=2Blog2M
有噪声连续信道，香浓公式：C=Blog2(1+S/N)
2、离散信道容量

第四节：基带传输

一、基带传输基本概念
模拟基带信号：模拟信源发出的原始电信号——通过信源编码可以转换为数字基带信号
数字基带信号：数字信源发出的基带信号
基带传输：直接在信道中传送基带信号
二、数字基带传输编码
1、单极不归零码
2、双极不归零码
3、单极归零码
4、双极归零码
5、差分码
基带传输码型：AMI码——信号交替反转码 双向码——曼彻斯特码
米勒码 CMI码 nBmB码 nBmT码

第五节：频带传输

一、频带传输基本概念
1、数字调制：数字基带信号控制载波信号的某些特征参量
2、键控法：利用两种不同幅值、频率或相位来分别表示0和1
二、频带传输种的三种调制方式
1、二进制数字调制
（1）二进制幅移键控：载波信号副值随基带信号变化
（2）二进制频移键控：随基带信号变化而选择不同频率载波信号
（3）二进制相移键控：载波信号相位随基带信号变化
（4）二进制差分相移键控：控制相邻码元载波相对相对是否变化
2、多进制数字调制
3、正交幅值调职QAM

第六节：物理层接口规程

一、物理层接口概述
机械特性、电气特性、功能特性以及规程体特性
DTE：数据终端设备
DCE：数据电路端接设备
二、物理层接口特性
机械特性：硬件接口机械特点
电气特性：电气连接及有关的电路特性
功能特性：物理接口各条信号线的用途
规程特性：接口传输比特流全过程，传输事件发生的合法顺序