网络知识笔记-物理层
1.物理層的基本概念
物理層決定如何在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流，而不是指具體的傳輸媒體。
物理層的主要任務描述為，確定傳輸媒體的接口的一些特性：機械特性，電器特性，功能特性，過程特性。
機械特性：例如接口的形狀，大小，引線數目等
電氣特性：例如規定電壓范圍（-5V~5V）
功能特性：例如規定-5V表示0，5V表示1
過程特性（規程特性）：規定建立連接時各個相關部件的工作步驟
2.數據通信的基礎知識
典型的數據通信模型如下圖：
相關術語
通信的目的是傳送消息。
數據：運送消息的實體。
信號：數據的電氣的或電磁的表現
模擬信號：代表消息的參數取值是連續的
數字信號：代表消息的參數的取值是離散的
碼元：在使用時間域的波形表示數字信號時，則代表不同離散數值的基本波形就成為碼元。
在數字通信中常常用時間間隔相同的符號表示一個二進制數字。這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元。而這個間隔被稱為碼元長度。一碼元可以攜帶nbit的信息量。（如果整個時間域只有0和1的取值，n=1。假如最大值為7（0-000,1-001,2-010,3-011,4-100,5-101,6-110,7-111），則n=3）
有關信道的幾個基本概念
信道一般表示向一個方向傳送信息的媒體。所以我們平時說的通信線路一般包含一條發送信息的信道以及一條接收信息的信道。
單工信道---單向通信，只有一個方向的通信而沒有反向的交互
半雙工信道-雙向交替通信，雙方都可以收發，但不能同時收或發
全雙工信道-雙向同時通信，雙方可以同時收發
基帶信號與帶通信號
基帶信號-基本頻帶信號，來自信源的信號。比如計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號，以及我們說話的聲音都屬于基帶信號。
帶通信號-把基帶信號經過載波調制之后把信號的頻帶范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸
在傳輸距離較近時，計算機網絡都采用基帶信號進行傳輸。比如計算機到監視器，打印機等。
對基帶信號的幾種調制方法：調頻，調幅，調相
常用編碼：
單極性不歸零，雙極性不歸零，單極性歸零，雙極性歸零
曼徹斯特與差分曼徹斯特編碼
采用曼徹斯特編碼，一個時鐘周期只可表示一個bit，且需要通過兩次采樣才能得到。但它能攜帶時鐘信號，且可以表示沒有數據傳輸。
差分曼徹斯特編碼與曼徹斯特編碼相同，但是抗干擾能力更強
奈氏準則
在任何信道中，碼元的傳輸速率是有上限的，否則就會出現碼間串擾問題，使得接收端對碼元的判決稱為不可能。
如果信道的頻帶越寬，也就是能夠通過的信號高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現碼間串擾。
香農定理
3.物理層下面的傳輸媒體
導向傳輸媒體中，電磁波沿著固體媒體傳播。
雙絞線：屏蔽雙絞線STP，無屏蔽雙絞線UTP
同軸電纜：
50Ω同軸電纜：用于數字傳輸。由于多用于基帶傳輸，也叫基帶同軸電纜
75Ω同軸電纜：用于模擬傳輸
光纜
網線：直通線與交叉電纜
光纖：單模光纖與多模光纖
單模光纖只能傳輸一種電磁波模式，多模光纖可以傳輸多個電磁波模式
4.數字傳輸系統
脈沖調制PCM體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。由于歷史的原因，PCM有兩個互不兼容的國際標準，即北美的24路PCM（簡稱T1）與歐洲的30路PCM（簡稱E1），我國采用的是歐洲的E1標準。
E1的速率為2.048Mb/s,而T1的速率是1.544Mb/s
當需要更高的數據速率時，可采用復用的方法
5.寬帶接入技術
1.xDSL（用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造）
標準模擬電話信號的頻道被限制在300~3400Hz的范圍。但用戶線本身實際可通過的信號頻率仍然超過1Mhz
xDSL技術就把0~4kHz低端頻譜留給傳統電話使用，而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。
2.DMT技術
DMT調制技術采用頻分復用的方法，把40kHz以上一直到1.1MHz的高端頻譜劃分為許多的子信道。其中25個子信道用于上行信道，而249個子信道用于下行信道。
每個子信道占據4kHz帶寬，并使用不同的載波進行數字調制。這種做法相當于在一對用戶線上使用許多小的調制解調器并行傳送數據。
3.光纖同軸混合網HFC (Hybird Fiber Coax)
HFC 網是在目前覆蓋面很廣的有線電視網CATV的基礎上開發的一種居民寬帶接入網
HFC網除可傳送CATV外，還提供電話，數據，和其他寬帶交互型業務
現有的CATV網是樹形拓撲結構的同軸電纜網絡，它采用模擬技術的頻分復用對電視節目進行單向傳輸，而HFC網則需要對CATV網進行改造
HFC網最大的優點是具有很寬的頻帶，以及能夠利用已經有大量覆蓋面積的有線電視網。
4.FTTx技術
FTTx（光纖到...）也是一種實現寬帶居民接入網的方案。這里的字母x代表不同的意思。
FTTH Fiber To The Home 光纖到家
FTTB Fiber To The Building 光纖到樓
FTTC Fiber To The Curb 光纖到路邊
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的网络知识笔记-物理层的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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