计算机网络第二章（物理层）知识点总结（第7版）谢希仁编著

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2023-05-31 10:04 6阅读 0赞

# 二．物理层 #

### 物理层的基本概念： ###

1）机械特性约束：指明接口所用接线器的形状，性质，尺寸，引线数目排列，固定和锁定装置等待，比如无论什么材质的网线都是用的水晶头

2）电气特性约束：约定电压范围

3）功能特性：指明某种电压表示的意义，比如什么范围的电压代表高电频，与电气特性有一种相互对照关系

4）规程特性：指明对于不同功能的格子可能事件出现顺序，比如报文的小组划分，组装的顺序

## 数据通信系统： ##

### 源系统： ###

1）源点：源点设备产生的要传输的数据（pc机等终端）

2）发送器：将01比特流转换成相应的物理信号（调制器）

### 传输系统： ###

1）接收器：接收物理信号，转换成我们的01比特流（解调器）

2）终点：从接收器获取01比特流，解析成对应的信息

## 目的系统： ##

1）接收端

2）接收方

有关信道的基本概念：

1）单项通信（单工通信）：只能发送或只能接收(戴耳机听歌）

2）双向交替通信（半双工通信）：通信双方都可以发送，但不能同时发送或者接收（对讲机）

3）双向同时通信（全双工通信）：通信双方可以同时发送和接收信息

4）基带信号：将01数字信号直接用两种不同电压表示，然后到线路上传输

5）宽带信号：将基带信号进行调制形成的模拟信号

调制

1）基带调制：仅对基带波形进行变换

此调制过程：编码

不归零编码：直接1高，0低电频

归零编码：向上凸1，向下凹0

曼彻斯特编码：下降代表1（1->0),上升代表0（0->1)

差分曼彻斯特编码：每个电频的开始没有波动代表1，有波动代表0

数字信号变成模拟信号：带通调制

带通调制方法：

调幅：0无波动，1有波动

调频：0频率较小，1波动较大

调相：0->1特定波动(上尖波），1->0另外一个特定波动（下尖波）

码元传输率越高或者传输距离越远，在信道的输出端波形的失真就越严重

信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，S/N（单位dB）

香农公式：求信道的极限信息传输数率C

C=W\*log2（1+S/N) b/s

提高数据传输数率的方法：一个简单的电信号表示更多的比特数，比如二进制转换成一种8进制的关系

比如原来是0表示一个电频，现在010表示一个电频，这样一个电频就表示了更多的二进制数，提高了传输效率（从容量上提高了传输速率）

## 2.3物理层下的传输媒体 ##

1）导引型传输媒体（有实物）

双绞线：电信号，四根铜线，两两绞合在一起（物理方法降低通电铜线间的相互干扰）

同轴电缆：电信号，良好的抗干扰特性（绝缘保护层，外导体屏蔽层）

光缆：光信号，利用光的反射传输信号（通过在光纤纤芯外面涂一层低折射的媒体，降低光的折射）

2）非引导型传输媒体（比如无线传输）

短波通信，微波通信

## 2.4信道复用技术 ##

# #

信道复用技术规则：

1）频分复用技术：用户在分到一定的频带后，在通信过程中自始至终始终占用这个频带

2）时分复用技术：所有用户在不同时间占用同样的带宽频率（四秒为一个时间段，我占第一秒）（人一多网速变慢原理：四个人，四秒为一个时间段，你占四分之一，8个人，8秒为一个时间段，你占8分之一）（现用技术，2018年）

缺点：每个时间段可能有空余，存在浪费

3）统计时分复用技术：不固定分配时间段，而是按需动态分配

缺点：因为是动态的，所以得加头信息（用户地址信息），存在运算加头时间开销

以上针对电信号

4）波分复用技术（光谱，不同光谱的光射到不同材质上反射角是不一样的）

实质：就是光的“频分复用”

5）码分复用技术：各用户使用经过挑选的不同码型，因此不会造成干扰

每一个比特时间划分为m个短的间隔，叫做码片

发1：发自己的m比特的码片（发m个比特）

发0：发送自己m比特码片的反码（也是m个比特）

码片序列：-1表示0，1表示1

### 2.5数字传输系统 ###

早期数字传输系统的缺点：

1.  速率标准不统一
2.  不是同步传输

### 2.6宽带接入技术 ###

2.6.1 ADSL技术

[ADSL][]技术是一种不对称数字用户线实现宽带接入互连网的技术，ADSL作为一种传输层的技术，充分利用现有的铜线资源，在一对[双绞线][Link 1]上提供上行640kbps下行8Mbps的[带宽][Link 2]，从而克服了传统用户在"[最后一公里][Link 3]"的"瓶颈"，实现了真正意义上的宽带接。

ADSL技术的主要特点是可以充分利用现有的铜缆网络（电话线网络） \[1\]  ，在线路两端加装ADSL 设备即可为用户提供高宽带服务。[ADSL][ADSL 1]的另外一个优点在于它可以与普通电话共存于一条电话线上，在一条普通电话线上接听、拨打电话的同时进行ADSL传输而又互不影响。

2.6.2光纤同轴混合网（HFC网）

混合光纤同轴网络（hybrid fiber coaxial network，HFC network）是一种将光纤和同轴电缆按照不同比例进行混合组网，从而传输宽带内容（如视频、数据和语音）的电信技术。

[ADSL]: https://baike.baidu.com/item/ADSL
[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%8C%E7%BB%9E%E7%BA%BF/487416
[Link 2]: https://baike.baidu.com/item/%E5%B8%A6%E5%AE%BD/266879
[Link 3]: https://baike.baidu.com/item/%E6%9C%80%E5%90%8E%E4%B8%80%E5%85%AC%E9%87%8C/4818117
[ADSL 1]: https://baike.baidu.com/item/ADSL/96520