電腦網路物理層

標籤：物理層

1、物理層基礎概念：

    解決如何在串連各種電腦的傳輸媒體上傳輸資料bit流（而不是指具體的傳輸媒體）！

2、物理層主要任務：

    確定傳輸媒體的介面的一些特性，即：

        機械特性：如介面形狀、大小，引線數目；

        電氣特性：如規定電壓範圍（-5v到+5v）；

        功能特性：如規定-5v表示0，+5v表示1；

        過程特性：也稱為規程特性，規定建立串連時各個相關組件的工作步驟。

3、典型的資料通訊模型（物理層面）：

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4、資料通訊基礎：

    資料（data）：運行訊息的實體；

    訊號（signal）：資料的電氣或電磁表現；

        類比訊號：取值連續

        數字訊號：取值離散

    碼元：代表不同離散數值的基本波形（1碼元可攜帶N bit的資訊量）

    通道：向一個方向傳送資訊的媒體（日常說的通訊線路為：1條發送資訊的通道 + 1條接收資訊的通道）

        單向通訊（單工）：只有一個方向的通訊而無反方向的互動

        雙向交替通訊（半雙工通訊）：通訊雙方都可以發送和接收資訊，但不能雙方同時發送或接收。如：對講機。

        雙向同時通訊（全雙工系統通訊）：通訊雙方可同時發送和接收資訊。如：電話。

    基帶訊號（base band）：來自訊號源的訊號（如電腦輸出的各種文字或影像檔的資料訊號）    

    通帶訊號（band pass）：把基帶訊號進過載波調製後，把訊號的頻率範圍搬移到較高的頻段以便於在通道中傳輸。

        --> 在傳輸距離較近時，電腦網路採用基帶傳輸方式，如：電腦到監控器、印表機等外設的訊號。

    載波調製方法：

        調幅（AM）

        調頻（FM）

        調相（PM）

    數字訊號編碼方式：

        單極性不歸零碼

        雙極性不歸零碼

        單極性歸零碼

        雙極性歸零碼

        曼徹斯特編碼

        差分曼徹斯特編碼

    奈氏準則：沒有訊號幹擾時，為避免碼間幹擾，碼元的傳輸速率有上限（適用於：類比訊號）

    香龍公式（shannon）：C= Wlog2(1+S/N)  b/s                                               （適用於：類比訊號 + 數字訊號）

5、傳輸媒體：

    導向傳輸媒體：

        雙絞線：屏蔽雙絞線（STP）、無屏蔽雙絞線（UTP，日常見的網線）

        同軸電纜：50歐（用於：基帶傳輸）、75歐（用於：類比傳輸）

        光纜

        網線：同類用直通線，異類用交叉線

        光纖：通過不斷的全反射

            單模光纖（不折射，直接傳輸，如數字電視訊號）

            多模光纖（全折射）

    非導向傳輸媒體：

        地面微波接力通訊

        衛星通訊

    物理層裝置：

        集線器（hub）：在網路中只取訊號放大和重發的作用，目的是擴大網路的傳輸範圍，不具備訊號的定向傳送能力。

            特點：

                1）最大傳輸範圍：100m

                2）是一個大的衝突域，現在已基本不用。

6、通道複用技術：

        頻分複用（FDM）：同樣時間，不同使用者佔用不同頻率。如：電話

        時分複用（TDM）：同樣頻頻寬度，所用使用者佔用不同的時間（效率不高）

        統計時分複用（STDM）：資料幀中加標記，用於區分資料來源

        波分複用（WDM）：光的頻分服用（光調製、光解調）

7、數字傳輸系統：

        脈波調製PCM：

            北美T1標準，歐洲E1標準，我國E1

8、寬頻接入技術：

        xDSL（非對稱式傳輸）：把0~4kHz的低頻譜留給傳統電話，把原來沒有利用的高端頻譜給使用者上網使用（利用離散多音調DMT技術調製解調，頻分複用）

        光纖同軸混合網（HFC）：電視、電話、網路共用CATV（有線電視網路，採用類比資料的頻分複用）

        FTTx（光纖到戶、大樓、路邊）：光纖

註：這一系列文章為觀看韓立剛老師的電腦網路基礎課程所作的筆記。

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