计算机网络之物理层笔记

物理层

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用途
表示数据的网络介质存在三种基本形式
三个基本功能
四个特性
有关信号的几个基本概念
信道复用
宽度接入技术
适用于介质的信号比特

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用途

创建电信号、光信号或微波信号，以表示每一个帧中的比特

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表示数据的网络介质存在三种基本形式

铜缆

• 同轴电缆
  • 长处:
    • 非常好的抗干扰能力,广泛被用于传输快速率的数据
• 双绞线
  • 通信距离:
    • 几到几十公里
  • 组成:

光缆

• 分类:
  • 单模光纤
  • 多模光纤 缺点:光脉会在传输中损耗造成失真
• 长处:
  • 通行量大
  • 传输损耗小
  • 抗雷电和电磁波干扰能力好
  • 体积小,质量轻
• 缺点:
  • 要有精确的专用设备连接

无线介质

• 短波通信
  • 主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差
• 微波通信
  • 特点:
    • 在空间主要是直线传播
  • 分类:
    • 卫星通信
      • 长处:
        • 通信频带宽
        • 通信容量非常大
        • 收到的干扰较小,传输质量高
        • 通信比較稳定
      • 缺点:
        • 相邻站之间必须直视,不能有障碍物
        • 会受恶劣气候的影响
        • 与电缆通信相比,隐蔽性与保密性差
        • 对大量的中继站使用和维护耗费大
        • 有较大的传播时延
      • 特点:
        • 通信距离远
    • 地面微波接力通信
      • 长处:
        • 通信频带宽
        • 通信容量非常大
        • 收到的干扰较小,传输质量高
        • 通信比較稳定
      • 缺点:
        • 相邻站之间必须直视,不能有障碍物
        • 会受恶劣气候的影响
        • 与电缆通信相比,隐蔽性与保密性差
        • 对大量的中继站使用和维护耗费大

物理介质的类型:

 

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三个基本功能

物理组件

数据编码

信号

 

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四个特性

机械特性 　　指明接口所用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

电气特性 　　指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围

功能特性 　　指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义

过程特性 　　指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序

 

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有关信号的几个基本概念

单工 　　　仅仅能有一个方向的通信而没有反方向的交互

半双工 　　通信的两方都能够发送信息,但不能两方同一时候发送(当然也就不能同一时候接收)

全双工 　　通信的两方能够同一时候发送和接收信息

 

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信道复用

频分复用 FDM

• 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
• 频分复用的全部用户在相同的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）

时分复用 TDM

• 定义 　　将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。

  每个时分复用的用户在每个 TDM 帧中占用固定序号的时隙

• 作用 　　全部用户是在不同的时间占用相同的频带宽度
• 缺点 　　会造成线路资源的浪费

波分复用WDM

光的频分复用技术:

码分复用 CDM

• 作用 　　各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
• 特点 　　这样的系统发送的信号有非常强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现.每个比特时间划分为m个短的间隔,称为码片(chip)

 

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宽度接入技术

xDSL技术

分类:

• • ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 　　非对称数字用户线
  • HDSL (High speed DSL) 　　　　　　　　　　　 快速数字用户线
  • SDSL (Single-line DSL)　　　　　　　　　　　　 对线的数字用户线
  • VDSL (Very high speed DSL) 　　　　　　　　  甚快速数字用户线
  • RADSL (Rate-Adaptive DSL) 　　　　　　　　　速率自适应

光纤同轴混合网

有线电视网CATV的基础上开发一种居民宽带接入网

FTTx技术

光纤到xx的宽带居民接入网方案

 

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适用于介质的信号比特

通信以二进制数字的形式通过物理介质逐个传输

能够通过更改信号的下面一个或多个特征在介质上表示信号:

• 振幅
• 频率
• 相位