计算机网络-第2章-物理层

计算机网络-第7版-谢希仁版-第2章导图笔记整理。

第2章 物理层

• 2.1 物理层的基本概念
  • 作用：只考虑如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，尽可能屏蔽掉来自传输媒体和通信手段之间的差异
  • 主要任务：确定与传输媒体的接口有关的一些特性
    • 机械特性：指明接口所用接线器材的严格的标准化规定
    • 电气特性：指明接口电缆各条线上出现的电压范围
    • 功能特性：指明某一电平的电压意义
    • 过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
• 2.2 数据通信的基础知识
  • 2.2.1 数据通信系统的模型
    • 认识几个概念：源点（发送方）、发送器（调制器、加密器等）、传输系统（信道）、接收器、终点
    • 模拟信号、数字信号
      • 低频的数字信号不具备在信道中传输的能力
  • 2.2.2 有关信道的几个基本概念
    • 通信双方的交互通信
      • 包括单向通信、双向交替通信、双向同时通信
    • 对基带信号进行调制，以使其可在信道频带内传输
      • 1、基带（数字）调制即编码，转换为另一种形式的数字信号
      • 2、带通（模拟）调制：将基带频率单位搬移到较高的频段
  • 2.2.3 信道的极限容量
    • 限制码元在信道上的传输速率因素
      • 信道所能通过的频率范围（带宽）
      • 信噪比（噪声的相对影响）
      • 香农公式：信道的极限信息传输速率C=W*log（1+S/N）
• 2.3 物理层下的传输媒体
  • 2.3.1 导引型传输媒体
    • 双绞线、同轴电缆、光缆（看材质、传输带宽、抗干扰能力、价格、传输速率等方面）
  • 2.3.2 非导引型传输媒体
    • 自由空间（包括卫星通信、微波通信、红外通信）
• 2.4 信道复用技术
  • 2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
    • FDM：将信道带宽划分为多个小频带，用户期间将一直占用它
    • TDM：将TDM帧划分为一段段等长的时分复用帧，用户器件占用了整个信道带宽
    • STDM：避免了因用户空闲导致TDM的信道利用率降低，采用了异步的TDM，直到将一个帧数据填满就发送出去
    • 复用器和分用器，重点在于共享信道
  • 2.4.2 波分复用
    • WDM概念：即光的频分复用，是用一根光纤同时传输多个频率接近的光载波信号
    • 命名由来：由于光纤通信的频率太高，人们习惯使用波长来描述光载波，故称为波分复用
    • 认识：密集波分复用技术、光复用器、光分用器
  • 2.4.3 码分复用
    • TD概念：利用扩频的方式，将一个比特扩展到多个比特上的方式，提高速率
• 2.5 数字传输系统
• 2.6 宽带接入技术
  • 此处仅讨论有线宽带技术
  • 2.6.1 ADSL技术
    • 概念：用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造
    • 不对称数字的由来：通常下行链路所需要的带宽远大于上行链路需要的带宽，导致下行链路的分配的频带更宽，因此不对称，采用的数字技术
    • ADSL的方案：采用离散多音调DMT调制技术+自适应调制技术
    • 组成部分：数字用户接入复用器DSLAM，ADSL调制解调器（ATU-R\ATU-C），电话分离器，详见图2-20
    • 好处：基于已有的电话线进行改造，不用重新铺设线路
    • 基于：现有的电话线
  • 2.6.2 光纤同轴混合网
    • 概念：在有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网
    • 方案：将原有的有线电视的前端的主干部分改换为光纤，在光纤结点处光信号被转换为电信号，再通过同轴电缆进行传输电信号到用户
    • 光纤同轴混合的由来：由于同轴电缆的前端部分被替换为光线后，混合存在
    • 基于：有线电视
  • 2.6.3 FTTx技术
    • 概念：指光纤连接到x处，例如home，desktop等，x处代表进行光信号转换为电信号的地方
    • 组成：光配线网ODN，光线路终端OLT，光网络终端ONU
      • 位置：分别处于局端，中部，用户端
    • 无源光网络类型：EPON、GPON
    • FTTx示例：FTTC\FTTZ\FTTB\FTTO\FTTD分别表示不同区域