本章重点
物理层的任务。
几种常见的信道复用技术。
几种常见的宽带接入技术，主要是ADSL和FTTX。
物理层的基本概念
作用
尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使上层的数据链路层感觉不到这些差异，只需要考虑如何实现本层的协议和服务。
主要任务
一、 确定于传输媒体的接口有关的一些特性
1. 机械特性 ： 指明接口接线器的特性
2. 电气特性 ： 指明接口电缆的各线上的电压范围
3. 功能特性 ： 指明某条线上的某一电平的电压的意义
4. 过程特性 ： 指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
二、 完成传输方式的转换（并行与串行的转换）
数据在计算机众多采用并行传输，但数据在传输媒体上是串行，即逐个比特按时间顺序传输。
数据通信的基本知识
数据通信系统的模型 P39
组成：源系统—>传输系统—>目的系统
路径：源点—>调制器—>传输网络—>解调器—>终点
信号：数字信号—>模拟信号—>数字信号
有关信道的几个基本概念
通信交互方式
单工通信 只有单方向的数据传输
半双工通信 同一时间只有单方向的传输
全双工通信 双方可以可以同时传输数据
Note 适应信道
基带信号往往包含较多的低频成分和直流成分，许多信道并不能传输这种信号，为此必须对这种信号进行调制。
调制
1.基带调制（编码）：仅仅对基带信号进行波形变换，使之能与信道相适应，调制后仍是基带信号。
编码方式：不归零制、归零制、曼彻斯特、查分曼彻斯特（P41）
2.带通调制：使用载波进行调制，把基带信号的频率搬到较高的频段，调制后变为模拟信号。
基本的带通调制方法：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM） （P41）
复杂调制：正交振幅调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation）
信道的极限容量
限制码元在信道上传输速率的因素
码元：携带的比特数。
（1）信道能通过的频率范围
例：高频信号过多，导致在信道中传输时，产生失真，造成码间乱扰。
（2）信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比,记为S/N，单位分贝（dB）。
信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB)
香农公式：信道的极限传输速率C，W为信道带宽(Hz)，S是信号功率，N是噪声功率
C=W log2(1+S/N) (b/s)
结论：信道的带宽或信噪比越大，信道的极限传输速率越高。
提高信道传输速率：让每个码元携带更多的比特位，对新的码元进行调制，以同样的传输速率传送码元，传送的信息量就多了。
物理层下面的传输媒体
导引型传输媒体
电磁波被导引着固体媒体（铜线或光纤）传播；
双绞线
双绞线既可以用于传输模拟信号,也可以用于传输数字信号。所获得的带宽取决于导 线的厚度(即直径)以及传输距离的远近。许多情况下,双绞线传输几千米的距离可以达 到几 Mbps的带宽。由于双绞线具有足够的传输性能以及相对较低的成本,所以它的应用 非常广泛,并且可能还会在未来持续很多年。
同轴电缆
同轴电缆比非屏蔽双绞线有更好的屏蔽特性和更大的带宽, 所以它能以很高的速率传输相当长的距离。广泛使用的同轴电缆有两种。 一种是 50欧 电缆, 从一开始它就被用于数字传输 : 另一种是 75 欧 电缆, 一般用于模拟传输和有线电视传输。 主要用在有限电视网的居民小区中。
光缆
光纤传输光信号的折射角大于入射角，因此当入射角足够大会出现全反射。
光纤主要用于网络骨干的长途传输、高速局域网(虽然到目前为止,铜芯仍然在设法 追赶光纤)以及高速 Internet接入,比如光纤到户 。光纤传输系 统由三个关键部件构成 z 光源、传输介质和探测器。
多模光纤和单模光纤
非导引型传输媒体（P47~P50）
信道复用技术
频分复用
频分复用FDM,利用通带传输的优势使多个用户共 享一个信道。它将频谱分成几个频段,每个用户完全拥有其中的一个频段来发送自己的信号。
时分复用
时分复用TDM，将时间划分成等长的TDM帧，每个用户周期性的占用同样的频带宽度，当用户暂无数据传输时，它所占用的时隙并没有被释放，其他的用户也不能利用这一资源
统计时分复用
统计时分复用STDM是一种改进的时分复用，多了一层集中器，它能明显提高信道的利用率
波分复用
光的频分复用。
码分复用
又叫码分多址CDMA，每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)
题目
书本6、7、8、9、11、12、16、18