计算机网络之物理层

引言

在计算机网络中，物理层是协议栈的最底层，直接负责在网络介质上进行比特流的传输。它定义了硬件设备如何将数据转化为信号并在物理介质上进行传输。本文将详细探讨物理层的三个重要方面：数据传输基础、编码技术和信道复用。

数据传输基础

物理层的核心功能是将数据从一个设备传输到另一个设备。这一过程包括以下几个基本要素：

1. 信号的产生与传输：物理层将比特流转换成电信号、光信号或无线信号，然后通过传输介质发送到接收设备。信号可以是模拟信号或数字信号，具体取决于所使用的传输技术。

2. 传输介质：物理层支持不同类型的传输介质，包括有线介质（如双绞线、同轴电缆和光纤）和无线介质（如射频和红外线）。不同介质具有不同的传输特性和带宽限制。

3. 传输速率：物理层规定了数据传输的速率，即比特率（bit rate），它决定了单位时间内可以传输的数据量。常见的传输速率单位有bps（比特每秒）或更高的Kbps（千比特每秒）、Mbps（兆比特每秒）和Gbps（千兆比特每秒）。

编码技术

编码技术在物理层中扮演着至关重要的角色，主要用于提高数据传输的可靠性和效率。以下是几种常见的编码技术：

1. 曼彻斯特编码：曼彻斯特编码是一种自时钟编码技术，它将每个比特周期分成两个相等的时间段，并在每个周期中改变信号电平ÿ