電腦網路之物理層筆記，電腦網路物理層

電腦網路之物理層筆記，電腦網路物理層
物理層目錄

用途
表示資料的網路介質存在三種基本形式
三個準系統
四個特性
有關訊號的幾個基本概念
通道複用
寬度接入技術
適用於介質的訊號位元

用途

建立電訊號、光訊號或微波訊號，以表示每個幀中的位元

表示資料的網路介質存在三種基本形式 銅纜

• 同軸電纜
  • 優點:
    • 很好的抗幹擾能力,廣泛被用於傳輸高速率的資料
• 雙絞線
  • 通訊距離:
    • 幾到幾十公裡
  • 組成:

光纜

• 分類:
  • 單模光纖
  • 多模光纖 缺點:光脈會在傳輸中損耗造成失真
• 優點:
  • 通行量大
  • 傳輸損耗小
  • 抗雷電和電磁波幹擾能力好
  • 體積小,品質輕
• 缺點:
  • 要有精確的專用裝置串連

無線介質

• 短波通訊
  • 主要是靠電離層的反射，但短波通道的通訊品質較差
• 微波通訊
  • 特點:
    • 在空間主要是直線傳播
  • 分類:
    • 衛星通訊
      • 優點:
        • 通訊頻頻寬
        • 通訊容量很大
        • 收到的幹擾較小,傳輸品質高
        • 通訊比較穩定
      • 缺點:
        • 相鄰站之間必須直視,不能有障礙物
        • 會受惡劣氣候的影響
        • 與電纜通訊相比,隱蔽性與保密性差
        • 對大量的中繼站使用和維護耗費大
        • 有較大的傳播時延
      • 特點:
        • 通訊距離遠
    • 地面微波接力通訊
      • 優點:
        • 通訊頻頻寬
        • 通訊容量很大
        • 收到的幹擾較小,傳輸品質高
        • 通訊比較穩定
      • 缺點:
        • 相鄰站之間必須直視,不能有障礙物
        • 會受惡劣氣候的影響
        • 與電纜通訊相比,隱蔽性與保密性差
        • 對大量的中繼站使用和維護耗費大

物理介質的類型:

 

三個準系統

物理組件

資料編碼

訊號

 

四個特性

機械特性 　　指明介面所用接線器的形狀和尺寸,引線數目和排列,固定和鎖定裝置等等

電氣特性 　　指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍

功能特性 　　指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義

過程特性 　　指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序

 

有關訊號的幾個基本概念

單工 　　　只能有一個方向的通訊而沒有反方向的互動

半雙工 　　通訊的雙方都可以發送資訊,但不能雙方同時發送(當然也就不能同時接收)

全雙工系統 　　通訊的雙方可以同時發送和接收資訊

 

通道複用

頻分複用 FDM

• 使用者在分配到一定的頻帶後，在通訊過程中自始至終都佔用這個頻帶
• 頻分複用的所有使用者在同樣的時間佔用不同的頻寬資源（請注意，這裡的“頻寬”是頻率頻寬而不是資料的發送速率）

時分複用 TDM

• 定義 　　將時間劃分為一段段等長的時分複用幀（TDM 幀）。每一個時分複用的使用者在每一個 TDM 幀中佔用固定序號的時隙
• 作用 　　所有使用者是在不同的時間佔用同樣的頻頻寬度
• 缺點 　　會造成線路資源的浪費

波分複用WDM

光的頻分複用技術:

碼分複用 CDM

• 作用 　　各使用者使用經過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成幹擾。
• 特點 　　這種系統發送的訊號有很強的抗幹擾能力,其頻譜類似於白色雜訊,不易被敵人發現.每一個位元時間劃分為m個短的間隔,稱為碼片(chip)

 

寬度接入技術

xDSL技術

分類:

• • ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 　　非對稱式數位用戶線路
  • HDSL (High speed DSL) 　　　　　　　　　　　 高速數位用戶線路
  • SDSL (Single-line DSL)　　　　　　　　　　　　 對線的數位用戶線路
  • VDSL (Very high speed DSL) 　　　　　　　　  甚高速數位用戶線路
  • RADSL (Rate-Adaptive DSL) 　　　　　　　　　速率自適應

光纖同軸混合網

有線電視網CATV的基礎上開發一種居民寬頻接入網

FTTx技術

光纖到xx的寬頻居民接入網方案

 

適用於介質的訊號位元

通訊以位元字的形式通過物理介質逐個傳輸

可以通過更改訊號的以下一個或多個特徵在介質上表示訊號:

• 振幅
• 頻率
• 相位

電腦網路物理層的疑問

物理層主要用於傳輸,轉換電訊號,無論那種通訊,雙方最終都 要通過實體的傳輸介質來串連,而不同的介質(同軸電纜,雙絞線,無線電等)有不同的特性,所以需要進行訊號轉換,而物理層的主要則有幾個特性:
電氣特性:用什麼訊號表示1.0
機械特性:接頭尺寸,芯數,芯的安排,連線根數,常用25芯,24,37,15
功能特性:接頭各引腳的功能
規格特性:時序與操作過程關係.
物理層與資料連結層都屬於介質層
 
簡答題：電腦網路中物理層的主要任務是什？

物理層的主要作用是屏蔽不同硬體裝置和傳輸介質之間的差異，使上層的資料連結層只需考慮本層的服務和協議，而不必考慮硬體裝置和傳輸介質。