計算機網路教程之物理層

04-07

本文是看謝鈞老師《計算機網路教程》的讀書筆記，若有侵權的地方，還望告知。

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物理層的基本概念

首先強調一點，物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流，而不是具體的傳輸媒體。物理層協議的主要任務就是確定與傳輸媒體的介面有關的一些特性：機械特性、電氣特性、功能特性和過程特性。而數據在計算機器多採用並行傳輸方式，但數據在通信線路上一般採用串列方式（經濟上的考慮），即逐個比特按照時間順序傳輸，物理層還要完成傳輸方式的轉換。

數據通信基礎知識

數據通信系統來說，通信的目的是傳送消息（message），例如語音、文字、圖像等。數據（data）是運送消息的實體，信號（signal）則是數據的電氣或電磁表現。

根據信號中代表消息的參數取值方式不同，信號可分為：模擬信號，或連續信號，消息的參數的取值是連續的；數字信號，或離散信號，消息的參數的取值是離散的。

信道（channel）一般都是用來表示向某一方向傳送貪睡的媒體，如發送信道和接收信道。要利用信道傳輸數據，必須將數據轉換為能在傳輸媒體上傳送的信號。信道可以分為傳送模擬信號的模擬信道和傳送數字信號的數字信道兩大類。通常人們將數字數據轉換成數字信號的過程稱為編碼（coding），而將數字數據轉換成模擬信號的過程稱為調製（modulation）。

物理層下面的傳輸媒體，也稱傳輸介質或傳輸媒介主要包括兩類，導引型傳輸媒體（有線傳輸，如雙絞線、同軸電纜、光纖）和非導引型傳輸媒體（無線傳輸）。

信道復用技術

復用（multiplexing）就是通過一條物理線路同時傳輸多路用戶的信號。頻分復用（Frequency Division Multiplexing，FDM）就是將傳輸線路的頻帶資源劃分為多個子頻帶，形成多個子信道。時分復用（Time Division Multiplexing，TDM）技術將傳輸線路的帶寬資源按時間輪流分配給不同的用戶，每個用戶只在分配的時間裡使用線路傳輸數據。波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）就是光的頻分復用，應用於光纖同時傳輸多個頻率很接近的光載波信號。碼分復用（Code Division Multiplexing，CDM），更常用的名詞是碼分多址（Code Division Multiple Address，CDMA），每個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。

互聯網接入技術

人們將端系統連接到ISP邊緣路由器的物理鏈路及相關設備的集合稱為接入網（access network，AN），目前的接入技術主要有：電話網撥號接入、數字用戶線接入、光纖同軸混合網接入、光纖接入、乙太網接入和無線接入。

數字用戶線（（Digital Subscriber Line，DSL）接入，目前國內家庭中常用的」寬頻「技術。最常用的是非對稱數字用戶線（Asymmetric Digital Subscrber Line，ADSL），其最大的好處就是可以利用現有的電話網中的用戶線。

對於乙太網接入，各種政府機構、大型企業和大學校園的用戶通常通過內部的區域網接入到網際網路，而這些路由器往往通過租用電信運行商的公共傳輸網路連接到網際網路核心路由器。實際上這些單位相當於ISP，並為其用戶提供接入服務。有線區域網目前基本上就是乙太網。