计算机网络学习小结_物理层

数据通信基础知识

信道相关概念

单工，半双工，全双工

基带信号：信源发出的信号，如计算机输出的文字和图像都是基带信号。基带信号常包含较多低频成分，有的还有直流成分，有的信道不能传输低频成分和直流成分，此时需要对信号进行调制

基带调制：对基带信号调制，仅对波形进行变换，调制后的信号仍为基带信号

带通调制：对几代信号的频率进行调制，调到较高频率，转换为模拟信号，调制完的信号叫带通信号

常用编码方式

不归0， 归0， 曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码

基本带通调制方法

信道极限容量

信道通过频率范围

信道可通过的频率范围有限

奈氏准则：任何信道的码元传输速率有上限，超过上限会严重失真

信噪比

即信号平均功率和噪声平均功率之比，常记为S/N，分贝是单位，计算公式信噪比=10*log10(S/N)

香农公式：信道极限传输速率=W*log2(1 + S/N)，W是信道带宽（单位hz）

香农公式表明信噪比越大，信道极限传输速率就越大

物理层传输媒介

可分为导引型媒介和非导引型媒介

导引型传输媒介

双绞线

概念：两根铜导线并排绞合

应用：有线电话电话用的基本都是双绞线

传输距离：最多十几公里，导线越粗传输距离越远，带宽频率越高衰减越大

屏蔽双绞线：在双绞线最外层加一层金属网编制成的屏蔽层

同轴电缆

组成：最内层为金属铜制导线，从里往外依次为绝缘层，屏蔽层，保护层

应用：一般用于有线电视

光缆

特点：传输速度快，因为光在光缆是全反射传播

结构：内层是高折射率光芯，外层是低折射率包层，高折射率流入低折射率，随角度变化可能出现全反射（通过折射，入射光的入射角大于某个角度就会出现全反射）

多模光纤：传输多个信号，但信号间会有失真，不能传太远

单模光纤：传输单个信号，失真少，可以传很远

非导引型传输媒介

短波通信

原理：靠电离层反射

微波通信

主要有地面微波通信和卫星通信

地面微波通信长度：一般50km，如果用100m高塔通信可到100km

中继站：将收到的信号放大再发出去

优点：长距离，可跨大江山河

缺点：会受到恶劣天气影响、隐蔽性和保密性差、耗人力物力修中继站

信道复用技术

频分复用，时分复用，统计时分复用，波分复用，码分复用

宽带接入技术

adsl技术

adsl，asymmetric digital subscriber line，非对称数字用户线技术，是用数字技术对现有模拟电话用户线改造，使其能承接宽带数字业务。

模拟电话通话频率一般在300-3400hz，但电话线实际可通过频率可达1MHZ，adsl技术把0-4khz留给电话使用，高频留给用户上网用。因为上网一般从互联网下载多，从用户端上传到互联网流量不大，所以叫非对称。

adsl技术传输距离一般在10km以内，还会受到数据传输速度的影响

adsl线路两端有两个ATU（接入端接单元），用来合并与分离电话线和宽带线

优点：可直接复用现有的电话线，无需重新铺设线路

光纤同轴混合网

HFC，Hybrid Fiber Coax，是一种在现有的有线电视网基础上开发的一种用户宽带接入网

原理：将原有电视网同轴电缆主干部分换成光纤，光纤从头端连接到光纤节点，在光纤节点将光信号转化为电信号，电信号再经过同轴电缆连接到用户家里。光纤头端到光纤节点一般有10-25km，同轴电缆长度一般不超过2-3km。

设备：一般包括的设备有机顶盒和调制解调器。机顶盒是将HFC接入因特网的设备，调制解调器是将因特网的数字信号转换成电视用的模拟信号。调制解调器也可以内置到机顶盒里面

FTTX技术

fiber to the X(home/company等），指光纤入户等技术。之前的ADSL和光纤同轴混合网在长距离传输就用了光纤，只是快到用户时转为电缆等介质传输。单光纤入户带宽高但贵，一般会一根光纤分给一些用户使用。

光分路器：光信号通过光纤传播到光分路器，按照1：xx的比例将光信号进行广播，广播的目标即为终端用户，每个终端用户有个ONU（光网格单元，Optical Network Unit）接受光分路器广播的光信号，然后将光信号转化为电信号发往用户家里。