标签：学习 数据通信 双绞线 光纤 计算机网络 传输 信道 物理层 调制

一、物理层概述
物理层最基本的功能就是在相邻节点间提供物理链路，实现原始比特流的传输。

数据传输速率：单位时间内信道上所能传输的数据量，基本单位是“位每秒（bps）”。

信道容量：信道的最大传输速率，指单位时间内在信道上所能传输的最大位数。
C=B*log2（1+S/N）
注：B是指信道带宽，即信道的频率宽度；S/N是指信噪比。

误码率：传输错误的比特占所传输比特总数的比率。
二、数字数据通信系统
利用数字信道来传输数字信号的通信方式称为数字数据通信，如下图所示：

数字数据编码
数字数据编码，是指将数字基带信号通过某种编码方式转化为适合在数字信道上传输的数字信号；解码是编码的逆过程。
常见的数字数据编码方法包括：

• 不归零编码
• 曼彻斯特编码
• 差分曼彻斯特编码

三、模拟数据通信系统
1.频带传输
利用模拟信道以模拟信号形式传输数据的方式被称为模拟数据通信，也称为频带传输，如下图所示：

2.调制解调的方法
正弦交流载波用Asis(2πf(t)+φ)表示，那么振幅A、频率f和相位φ均可用于控制载波的波形，被称为调制参数，产生了三种基本的调制形式:

• 幅度调制
• 频率调制
• 相位调制

相位调制的波特率：单位时间内传送的波形
个数。波特率与比特率的关系如下所示：
R比特=R波特log2L
其中，L为相位调制中每个波形表示的码元数，对应于二相调制、四相调制、八相调制等。
四、传输媒体

（1）有限传输媒体
1.双绞线
双绞线在内部由4对两两绞在一起的相互绝缘的铜导线组成，即可传输模拟信号，也可以
传输数字信号：

• 数据最大传输距离为100米；
• 数据传输率为10Mbps/100Mbps/1000Mbps；
• 包括非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线两大类。

双绞线对电磁干扰比较敏感，容易被窃听，主要用于较少干扰的室内环境。
2.同轴电缆

目前，同轴电缆主要用在有线电视网。
3.光纤
光纤利用光导纤维传递光脉冲来实现通信。光纤利用特殊材质的包层（低折射率），确保光在光纤里的传输是全反射而没有折射。

多模与单模的传输距离：
多模光纤一般在2千米左右，常用于室内；
单模光纤在2.5Gbps的传输速率下，可传输数十千米而不用中继器，常用于室外。
（2）无线传输媒体
无线传输使用电磁波直接在空间中收发数据。目前，用于数据通信的电磁波主要有无线电波、微波、红外和可见光。
常见的无线互联方式有WLAN、WMAN、WWAN和WPAN。
1.无线电波
频率范围约在30kHz～3GHz之间，对应的波长为10km～0.1mm，覆盖低频到特高频。
2.微波
频率范围约在100MHz～10GHz之间，对应的波长为3m～0.03m，带宽高，容量大。
微波只能进行直线传输，传播距离受到限制，一般只有50km左右。远距离通信需要采用接力的形式。

无线传输介质的缺点：易受干扰；保密性和安全性差。
（3）传输媒体的选择

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来源： https://blog.csdn.net/continuing1234/article/details/120295829

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