计算机网络学习之物理层

物理层

1.物理层的基本概念

• 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

• 物理层作用

  • 尽可能地屏蔽掉这些传输媒体和通信手段地差异，使物理层之上地数据链路感觉不到差异，这样使得数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务

• 物理层的主要任务就是确定于传输媒体的接口有关的一些特性，如机械特性、电气特性、功能特性和过程特性

• 一个数据通信系统可以划分为三大部分，即源系统、传输系统和目的系统。

  • 源系统包括源点(或源站、信源)和发送器
  • 目标系统包括接收器和终点(或目的站、或信宿)

• 通信的目的是传送消息。如话音、图像、视频、文字等都是消息。数据是运送消息的实体。信号则是数据的电气或电磁的表现。

• 根据信号中代表消息的参数的取值不同，信号可分为

  • 模拟信号(连续信号)
  • 数字信号(离散信号)

• 代表数字信号不同离散数值的基本波形称为码元

• 根据双方信息交互的方式，通信可以划分为单向通信(或单工通信)、双向交替通信(或半双工通信)和双向同时通信(或全双工通信)

• 来自信源的信号叫做基带信号。信号要在信道上传输就要经过调制。调制有基带调制和带通调制之分。最基本的带通调制方法有振幅、调频和调相。还有更复杂的调制方法，如正交振幅调制。

• 要提高数据在信道上的传输速率，可以使用更好的传输媒体，或使用先进的调制技术。但数据传输速率不可能被任意地提高。

• 传输媒体可以分为两大类，即导引型传输媒体(双绞线、同轴电缆或光纤)和非导引型传输媒体(无线或红外或大气激光)

• 常见的信道复用技术有频分复用、时分复用、统计时分复用、码分复用和波分复用(光的频分复用)

• 最初在数字传输系统中使用的传输标准是脉冲编码调制 PCM。现在高速的数字传输系统使用同步光纤网SONET(美国标准)或同步数字系列SDH(国际标准)。

• 用户到互联网的宽带接入方法有非对称数字用户线ADSL(用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造)、光纤同轴混合网HFC(在有线电视网的基础上开发的)和FTTx(即光纤到…)

• 为了有效地利用光纤资源，在光纤干线和用户之间广泛使用无源光网络PON，无源光网络无须配置电源，其长期运营成本都很低。最流行地无源光网络是以太网无源光网络EPON和吉比特无源光网络GPON