13. 计算机物理层思维导图vv

计算机物理层是网络通信模型中的最底层，负责在设备之间传输原始比特流。这一层主要关注的是物理连接，包括硬件接口、电气规范、机械结构以及数据传输的基本特性。以下是计算机物理层的一些关键知识点： 1. **物理接口特性**：这部分定义了连接设备的物理规格，如接口形状、尺寸和连接器类型，例如RJ-45用于以太网，DB-9用于串口通信等。 2. **电气特性**：涉及信号的电压、电流、频率和阻抗等参数，确保信号在传输过程中不失真。例如，以太网中使用差分信号，通过一对线路上的正负电压差来表示0和1。 3. **功能特性**：描述了物理层如何处理数据传输，包括数据编码、同步和错误检测。例如，不归零制（NRZ）和归零制（RZ）是两种常见的编码方式，它们根据电压极性来表示二进制位。 4. **过程特性**：涉及信号的传输速率、同步方式以及握手协议。同步方式有同步传输和异步传输，前者在时钟同步下进行，后者则允许更灵活的时序。 5. **信号分类**：分为模拟信号和数字信号。模拟信号是连续变化的，而数字信号是离散的。基带信号是未经调制的原始信号，带通信号则是通过载波调制后的信号，如调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。 6. **编码方式**：曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码是两种自同步的编码方式，其中曼彻斯特编码在每个信号中间有跳变，而差分曼彻斯特编码则在每个位的中间都确保有跳变。 7. **信道**：信道是指传输信息的媒介，可以是单工、半双工或全双工。单工只能单向通信，半双工可以双向但不是同时，全双工则能双向同时通信。 8. **信道极限容量**：奈奎斯特定理给出了在给定带宽下无噪声信道的最大传输速率，超过这个速率会导致码间串扰。信噪比（S/N）是衡量信号质量的一个关键指标，香农公式则描述了在考虑信噪比的情况下，信道的极限传输速率。 9. **传输媒体**：包括双绞线（有屏蔽和无屏蔽）、同轴电缆、光缆（多模和单模）以及无线传输如微波和卫星通信。 10. **宽带接入技术**：如ADSL利用电话线的高低频段分别提供上网和电话服务；HFC是光纤与同轴电缆的混合网络，FTTx则涵盖了光纤到户的各种形式。 11. **信道复用技术**：频分复用（FDM）允许多个用户在同一时间内共享频谱资源；同步时分复用（TDM）和异步时分复用（ATDM）通过时间片分配给多个用户；波分复用（WDM）在光通信中利用不同波长的光来传输不同信号；码分多址（CDMA）则利用独特的编码方式使用户在相同频谱上互不干扰地通信。 物理层的知识是理解计算机网络和通信系统的基础，它确保了数据能在各种环境下准确、高效地传输。了解这些概念有助于我们设计和优化网络基础设施，提高通信效率。