【计算机网络学习笔记】第二章 物理层

1. 物理层的基本概念

1.1 【重点】物理层主要任务

  • 物理层的主要任务为:确定传输媒体的接口有关的机械、电气、功能、过程特性

    (1) 机械特性
    指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
    (2) 电气特性
    指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
    (3) 功能特性
    指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。
    (4)规程特性
    指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

  • 由于数据在计算机中一般为并行传输方式(即使用多位(bit)表述一个数据,比如8位(bit)表述一个字节),而数据在通信线路中的传输方式一般都是串行运输(每次运输一位(bit)),因此物理层还需要完成传输方式上的转换。

  • 物理层的主要作用:尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体,通信手段的不同,使数据链路层感觉不到这些差异,只考虑完成本层的协议和服务。

2. 信道和信道的复用技术

2.1 信道的概念:

一般是用来表示向某一个方向传送信息的媒体

  • 信道复用:示意图

    在这里插入图片描述

2.2 常见信道复用技术

  • 最基本的两种复用技术:

    频分复用(FDM)和时分复用(TDM)

    频分复用:用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。

    时分复用:用户在不同时间占用同样频带带宽(这里的带宽是频带带宽而不是数据的发送速率)

    如图:

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

  • 波分复用(WDM)与密集波分复用(DWDM)

    波分复用就是频分复用,因为光纤技术中光载波的频率很高,所以用波长来表示,而不是频率。

    波分复用是指在一根光纤上复用两路光载波信号。

    而随着技术发展,我们如今已经可以在一根光纤上复用几十路或更多路数的光载波信号,这就是密集波分复用(DWDM)

    在这里插入图片描述

  • 码分复用(CDM)与码分多址(CDMA)

    码分多址就是码分复用的另一种说法,最初用于军事通信,现在已经广泛应用于民间移动通信。

    在CDM/CDMA中,每一个比特时间再划分为m个bit的码片序列。

3. 宽带接入技术

以下技术均为有线宽带技术

3.1 ADSL技术(非对称数字用户线)

​ ADSL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使得它能够承载宽带数字业务。

​ ADSL技术把0~4 kHZ的低端频谱留给传统电话使用,而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。

​ ADSL不能保证固定的数据率。由于用户在上网的时候主要是从因特网上下载资料,ADSL的下行带宽远远大于上行带宽。ADSL最大的优点是可以利用现用的电话网络中的用户线。

3.2 HFC网(光纤同轴混合网)

​ 为了提高传输的可靠性和电视信号的质量,HFC网把原有线电视网中的同轴电缆主干部分改换成了光纤。(常见例子:机顶盒类型电视)

3.3 FTTx技术(光纤到户)

​ Fiber To The…… x可以用来代表不同的光纤接入地点。比如光纤到路边(FTTC),光纤到小区(FTTZ)等

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