計算機網(wǎng)絡(luò)物理層

1、物理層基礎(chǔ)概念：

    解決如何在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數(shù)據(jù)bit流（而不是指具體的傳輸媒體）！

2、物理層主要任務(wù)：

    確定傳輸媒體的接口的一些特性，即：

        機械特性：如接口形狀、大小，引線數(shù)目；

        電氣特性：如規(guī)定電壓范圍（-5v到+5v）；

        功能特性：如規(guī)定-5v表示0，+5v表示1；

        過程特性：也稱為規(guī)程特性，規(guī)定建立連接時各個相關(guān)部件的工作步驟。

3、典型的數(shù)據(jù)通信模型（物理層面）：

4、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)：

    數(shù)據(jù)（data）：運行消息的實體；

    信號（signal）：數(shù)據(jù)的電氣或電磁表現(xiàn)；

        模擬信號：取值連續(xù)

        數(shù)字信號：取值離散

    碼元：代表不同離散數(shù)值的基本波形（1碼元可攜帶N bit的信息量）

    信道：向一個方向傳送信息的媒體（日常說的通信線路為：1條發(fā)送信息的信道 + 1條接收信息的信道）

        單向通信（單工）：只有一個方向的通信而無反方向的交互

        雙向交替通信（半雙工通信）：通信雙方都可以發(fā)送和接收信息，但不能雙方同時發(fā)送或接收。如：對講機。

        雙向同時通信（全雙工通信）：通信雙方可同時發(fā)送和接收信息。如：電話。

    基帶信號（base band）：來自信號源的信號（如計算機輸出的各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號）    

    通帶信號（band pass）：把基帶信號進(jìn)過載波調(diào)制后，把信號的頻率范圍搬移到較高的頻段以便于在信道中傳輸。

        --> 在傳輸距離較近時，計算機網(wǎng)絡(luò)采用基帶傳輸方式，如：計算機到監(jiān)控器、打印機等外設(shè)的信號。

    載波調(diào)制方法：

        調(diào)幅（AM）

        調(diào)頻（FM）

        調(diào)相（PM）

    數(shù)字信號編碼方式：

        單極性不歸零碼

        雙極性不歸零碼

        單極性歸零碼

        雙極性歸零碼

        曼徹斯特編碼

        差分曼徹斯特編碼

    奈氏準(zhǔn)則：沒有信號干擾時，為避免碼間干擾，碼元的傳輸速率有上限（適用于：模擬信號）

    香龍公式（shannon）：C= Wlog2(1+S/N)  b/s                                               （適用于：模擬信號 + 數(shù)字信號）

5、傳輸媒體：

    導(dǎo)向傳輸媒體：

        雙絞線：屏蔽雙絞線（STP）、無屏蔽雙絞線（UTP，日常見的網(wǎng)線）

        同軸電纜：50歐（用于：基帶傳輸）、75歐（用于：模擬傳輸）

        光纜

        網(wǎng)線：同類用直通線，異類用交叉線

        光纖：通過不斷的全反射

            單模光纖（不折射，直接傳輸，如數(shù)字電視信號）

            多模光纖（全折射）

    非導(dǎo)向傳輸媒體：

        地面微波接力通信

        衛(wèi)星通信

    物理層設(shè)備：

        集線器（hub）：在網(wǎng)絡(luò)中只取信號放大和重發(fā)的作用，目的是擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍，不具備信號的定向傳送能力。

            特點：

                1）最大傳輸范圍：100m

                2）是一個大的沖突域，現(xiàn)在已基本不用。

6、信道復(fù)用技術(shù)：

        頻分復(fù)用（FDM）：同樣時間，不同用戶占用不同頻率。如：電話

        時分復(fù)用（TDM）：同樣頻帶寬度，所用用戶占用不同的時間（效率不高）

        統(tǒng)計時分復(fù)用（STDM）：數(shù)據(jù)幀中加標(biāo)記，用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)源

        波分復(fù)用（WDM）：光的頻分服用（光調(diào)制、光解調(diào)）

7、數(shù)字傳輸系統(tǒng)：

        脈波調(diào)制PCM：

            北美T1標(biāo)準(zhǔn)，歐洲E1標(biāo)準(zhǔn)，我國E1

8、寬帶接入技術(shù)：

        xDSL（非對稱傳輸）：把0~4kHz的低頻譜留給傳統(tǒng)電話，把原來沒有利用的高端頻譜給用戶上網(wǎng)使用（利用離散多音調(diào)DMT技術(shù)調(diào)制解調(diào)，頻分復(fù)用）

        光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）：電視、電話、網(wǎng)絡(luò)共用CATV（有線電視網(wǎng)絡(luò)，采用模擬數(shù)據(jù)的頻分復(fù)用）

        FTTx（光纖到戶、大樓、路邊）：光纖

注：這一系列文章為觀看韓立剛老師的計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課程所作的筆記。