上次我们已经大致学习了计算机网络的整体结构以及应用层的应用和协议。如果还未观看建议先看看上一期。传送门：计算机网络-应用层

接下来将正式讲解 – 物理层

基本概念

• 物理层考虑的是怎洋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。
• 物理层的作用是尽可能地屏蔽掉不同的传输媒体和通信手段的差异。
• 用于物理层的协议也常被称为物理层规程。

物理层的主要任务

确定与传输媒体的接口的一些特性

• 机械特性：指明接口所用的接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置。
• 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。
• 过程特征：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

传输媒体

就是数据传输系统中在发送器和接收器之间的物理通路。
传输媒体一共分为两大类：引导型传输媒体  和 非引导性传输媒体。
引导性传输媒体

• 同轴电缆（具有很好的抗干扰特性，被广泛应用与传输较高效率的数据）
• 双绞线，无屏蔽双绞线 (UTP)最常用 屏蔽双绞线 (STP)
  
• 光纤，多模光纤（近距离传输）和单模光纤（远距离传输）
  工作原理
  

非引导性传输媒体（自由空间）

• 无线电波
• 微波
• 红外线

信道复用

复用是通信技术最基本概念，它允许用户使用一个共享信道进行通信，降低成本，提高利用率。

频分复用（FDM）

将整个宽带分为多份，用户在分到一定频带后，在整个通信过程中都占用这个频带。

时分复用（TDM）

将时间划分为一段段等长的时分复用帧。每个时分复用用户在每个时分复用帧占用固定序号的时隙。

但是当使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，一个用户对已经分配到的子信道的利用率一般是不高的。

波分复用（WDM）

就是光的频分复用，使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。

码分复用（CDM）

即码分多址，各种用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此个用户之间不会造成干扰。有很强的抗干扰性，不易被敌人发现。

宽带接入技术

用户要连接到互联网，必须先连接到某个IPS，在互联网发展初期，用户都是利用电话的用户线通过调解器连接到IPS，最高速率仅有56 kbit/s
从宽带接入媒体来看，可以分为两大类：

• 有线宽带接入
• 无线宽带接入

我们先讨论有线宽带接入。

ADSL技术

非对称数字用户线ADSL 技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带数字业务。
ADSL下行带宽远远大于上行带宽——非对称。ADSL 的传输距离取决于数据率和用户线的线径（用户线越细，信号传输时的衰减就越大）

我国目前采用的方案是离散多音调DMT调制技术。DMT调制技术采用频分复用的方法。

由于用户线的具体条件往往相差很大（距离、线径、受到相邻用户线的干扰程度等都不同)。ADSL采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。当启动时，用户线两端的 ADSL调制解调器就测试可用的频率、各子信道受到的干扰情况，以及在每一个频率上测试信号的传输质量。可见ADSL不能保证固定数据率。

光纤同轴混合网(HFC网)

• HFC网是在目前覆盖很广的有线电视网（CATV）的基础上开发的一种居民宽带接入网。其实==就是对CATV网进行了改造。==把原有线电视网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，光纤从头端连接到光纤结点。
• 还提供电话，数据和其他宽带交互型业务。

FTTx技术

是一种实现宽带居民接入网的方案，代表多种宽带光纤接入方式。
有很多例子：

• FTTH（Fiber To The Home）光纤一直铺到用户家庭。
• FTTC（Fiber To The Curb）光纤铺到路边，从路边到各个用户可以使用星型结构双绞线作为传输媒体。

数据通信常识

• 数据：运送数据的实体，通常是有意义的符号序列。

• 信号：数据的电气或电磁的表现。

• 信号分为两大类，模拟信号（连续的）和离散信号

• 信道：信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一条发送信道

• 基带信号：来自信源的信号。将数字信号1和O直接用两种不同的电压表示，再送到数字信道上去传输（基带传输）。

• 带通信号：基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。

• 单向通信：即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。

• 双向交替通信：即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后可以再反过来。

• 双向同时通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。

• 串行传输：速度慢，费用低，适合远距离

• 并行传输：速度快，费用高，适合近距离

物理层暂时更新到此，后续可能会有增加~