计算机网络【三】物理层数据通信

物理层传输媒介

• 导向传输媒体，比如光纤和铜线

  • 双绞线（屏蔽双绞线STP 五屏蔽双绞线UTP）电线扭曲在一起可以降低互相之间的电磁干扰

  • 同轴电缆 (50欧姆的基带同轴电缆，75欧姆的宽带同轴电缆)
    
    10M和100M网络只使用了四根线（1，2，3，6），千兆网络使用了8根线
    两台相同的设备使用直通线必须调整线序使用交叉线（现在的网卡可以智能识别）
    计算机和交换机相连可以直接使用一根直通线
    直通线的线序：橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕

  • 光缆
    

非导向传输媒体

指自由空间，其中的电磁波传输成为无线传输。无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要靠电离层的反射，但是短波通信的通信质量较差
微波通信在空间主要是直线传播。（地面微波接力通信、卫星通信）

集线器（hub）

工作特点：在网络中起导信号放大和重发的作用，其目的是扩大网络的传输范围，但不具备信号的定向传输能力。最大传输距离：100m。
当多个计算机连接到集线器上时，如果我们其中两个计算机进行通信，则发送方将信息发送给集线器后集线器将数据发送给所有的其他计算机，其他计算机接受到后会判断是否是传送给自己的信息（根据MAC地址进行判断），这也会造成其他计算机无法进行通信。如果其他计算机上有抓包工具则也能获得数据。

因此集线器很容易冲突。没有判断能力，相当于一个网线。是一个没有智能的物理层设备。

计算机带宽会分摊集线器的带宽

信道复用技术

频分复用FDM

用户在分配到一定的频带后，在通信过程种自始至终都占用一个频带

时分复用TDM

每一个时分复用用户在每一个TDM帧种占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙时周期性的出现（周期为TDM帧的长度）。TDM信号也成为等时信号。各个用户在不同的时间占用相同的频带宽度。

时分复用技术可能造成线路资源的浪费

统计时分复用STDM，需要在消息上加上标记。交换机和交换机之间VLAN交换数据就是用的是STDM

波分复用

光的频分复用

数字传输系统

主要是广域网之间的数据传输，依靠电话线路

脉码调制PCM体制最初是为呃在电话局之间的重疾险上传送多路的电话。由于历史上的原因，PCM有两个不兼容的标准：北美的T1(24路 1.544Mb/s）和欧洲的E1(30路 2.048Mb/s）

当需要更高的速率时可采用复用

以电话线路为例，首先进行采样（8000Hz），一个声音码元可以代表8位二进制数字。

因此带宽为8000*8=64Kb

E1进行时分复用。将32路电话信号进行时分复用32*64K=2.048M
T1 24路电话信号进行24路时分复用

宽带接入技术

xDSL

标准模拟电话信号的频带被限制在300~3400Hz的范围内，但用户线本身实际可通过的信号频率超过1MHz
xDSL技术把0-4kHz低端频谱留给传统电话使用，把原本没有被利用的高端频谱留给用户上网使用

ADSL（非对称数字用户线路）使用DMT技术：采用频分复用的方法，把40KHz以上以知道1.1MHz的高端频谱划分为许多的子信道，25个用于上行，249个用于下行。并行处理以后向上传送数据，串行处理以后再接受数据

光纤同轴混合网HFC

使用小区已经部署好的有线电视的网络进行Internet访问

HFC网络的最大的优点：

1. 具有很宽的频带
2. 能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网

FTTx技术

FTTx(光纤到…)也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母x可以代表不同的意思

• FTTH:光纤到家
• FTTB:光纤到楼
• FTTC:光纤到路

不用其他设备进行调制，不需要用mao。