[学习笔记]计算机网络_物理层_通信基础
物理层
物理层考虑的是怎样才能在连接各台计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。
个人理解是：当我们提到物理层时，想的可能是最原始的01信号是怎么在空气、电缆这些传输介质中所传输的，但考研所考察的物理层部分的知识指的是数据，也就是这些01信号，是怎么在不同物理设备的接口之间所传输的，比如一段数据线，我们主要不是研究数据是怎么在数据线上跑路的，而是研究数据线上的USB接口怎么跟电脑端口通信的。
书上的内容：传输媒体并不是物理层，传输媒体在物理层的下面，而物理层是体系结构的第一层，因而有时候称传输媒体为第0层。在传输媒体中传输的是信号，但传输媒体并不知道所传输的信号代表着什么。也就是说，传输媒体不知道所传输的信号什么时候是0 什么时候是1。但物理层由于规定了电气特性，因此能够识别所传输的比特流。
通信基础
基本概念
数据，信号和码元，容易弄混的部分是码元：指用一个固定时长的信号波形表示一位k进位数据，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。
信源、信道和信宿：一个数据通信系统主要划分为信源，信道和信宿三个部分。信源是发信息的，信宿是收信息的，信道是信号的传输媒介。
信道和电路并不等同，一个信道可以视作一条线路的逻辑部件，一般用来表示向某个方向传输信息的介质。因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
三种通信双方的信息交互方式
- 单向通信：无线电广播、电视广播
- 半双工通信：对讲机
- 全双工通信
速率、波特和带宽
速率也称为数据率，指的是数据传输速率，表示单位时间内传输的数据量，可以用码元传输速率和信息传输速率表示。
- 码元传输速率：又称波特率，表示单位时间内传输的码元个数，单位是波特Baud。1波特表示每秒传输一个码元。码元可以是二进制的也可以是多进制的，码元速率与进制数无关。
- 信息传输速率：又称信息速率、比特率等，单位是比特/秒（b/s）
注意：波特和比特是两个不同的概念，假如说一个码元携带n比特的数据量，则M波特率的码元传输速率对应的信息传输速率为Mn比特/秒。
奈奎斯特定理和香农定理
直觉上也能猜一下，这两位是重量级。
奈奎斯特定理
理想低通信道下的极限数据传输速率=2Wlog2V (单位是b/s)
V表示每个码元离散电平的数目，也就是说假如码元为0000，0001……1111一共有16个码元，V=16，log2V=4表示占用了4个二进制位。
W是理想低通信道的带宽，极限码元传输速率为2W波特。
香农定理
信道的极限数据传输速率=Wlog2(1+S/N)
S为信道所传输信号的平均功率，N为信道内部的高斯噪声功率。S/N为信噪比。
信噪比=10log10(S/N)，例如当S/N=1000时，信噪比为30dB。
为啥说信噪比在等于1000的时候，却还等于30dB？
在做题的时候，发现假如说出现信噪比等于多少多少dB的时候，要将其转化为S/N的比值的形式，带入到上边香农定理的公式中。
至于为啥一会是1000一会是取对数后的30dB，它俩在数值上是等价的，后者这种表示方式属于电子通信领域的习惯表示方法了。
编码与调制
把数据变换成模拟信号称为调制，把数据变换成数字信号称为编码。
1.数字数据编码为数字信号
1.归零编码
2.非归零编码
3.反向归零编码
4.曼彻斯特编码
5.差分曼彻斯特编码
6.4B/5B编码
以太网使用的就是曼彻斯特编码
例题：测得一个以太网的数据波特率是40MBaud，那么其数据率是（）20Mb/s
因为以太网采用的是曼彻斯特编码，因而每位数据都需要两个电平来表示，因此波特率是数据率的两倍。
注意：对于曼彻斯特编码，每个比特需要两个信号周期，编码效率是50%。
2.数字数据调制为模拟信号
1.幅移键控（ASK）
2.频移键控（FSK）
3.相移键控（PSK）
4.正交振幅调制（QAM）
在频率相同的情况下，将ASK和PSK结合起来，形成叠加信号，设波特率为B，采用m个相位，每个相位有n种振幅，则该QAM技术的数据传播速率R为
R=Blog2(mn) (单位为b/s)
3.模拟数据编码为数字信号
这种编码方式最典型的例子是常用于对音频信号进行编码的脉码调制（PCM）。主要包括三个步骤，即采样、量化和编码。
4.模拟数据调制为模拟信号
利用频分复用技术（FDM）。电话机和本地局交换机采用模拟信号传输模拟数据的编码方式，模拟的声音数据是加载到模拟的载波信号中传输的。
电路交换、报文交换与分组交换
干脆直接截ppt好了……内容很详细
1.电路交换
2.报文交换
3.分组交换
就交换技术而言，以太网采用的是分组交换技术。
虚电路和数据报
这两个都是分组交换里的方式。
数据报方式
虚电路方式
王道的课有点念PPT了，不过PPT本身的内容还是挺全面的。
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