计算机网络之物理层

物理层位于五层模型中的最底层，主要为了屏蔽掉不同通信手段和传输媒体带来的差异，使得上一层的「数据链路层」能够直接使用物理层提供的服务，只专心考虑其本层次的所需要完成的任务。

1.物理层分管哪些任务？

由于存在不同通信手段 （如点对点，多点连接，广播手段等），以及不同的传输媒体 （双绞线，同轴电缆，光纤等），故物理层需要制定一系列规则来使得连接了计算机的传输媒体能够正确传输比特流。更加具体的说就是规定以下几个特性：

1. 规定借口所用接线器使用的形状和尺寸，引脚数目等等。俗称：机械特性
2. 规定接口所用电缆上各线的电压范围。 俗称：电气特性
3. 规定各线上出现某一电平的电压的意义。俗称：功能特性
4. 规定不同功能各种可能事件的出现顺序。俗称：过程特性
5. 由于计算机采用并行传输，传输媒体采用串行传输，因此还要完成传输方式的转换。

2.通信模型基础及几种常用传输媒体？

• 有线传输媒体：

  • 双绞线
  • 同轴电缆
  • 光纤

• 无线传输媒体：

  • 地面微波接力通信
  • 卫星通信

3.几种常用的信道复用技术？

为什么要进行信道复用？信道复用技术是什么？答：因为当有 n 个计算机需要通信时，如果不采用信道复用，则需要 n 条信道，如此造成大量资源浪费。那能不能让这 n 个计算机共用一条在发送端拥有复用器，在接收端拥有分用器的信道以达到省钱的目的呢?

• 频分复用技术：

  给这条信道的所有用户按照频率分配不同的带宽资源。当用户量足够大的时候，信道会变得异常拥挤。

• 时分复用技术：

  一条信道的所有用户按照就不同时间占用相同的带宽资源。当某一用户有大量数据传输，其他用户不进行数据传输时，会使得效率极低。

• 统计时分复用技术：

  各用户有发送数据的需求时就直接发送数据到集中器的缓存中，集中器再扫描缓存内容发送出去。这种复用技术是按需分配，极大的提高了信道利用率。

• 波分复用技术

  人们从载波电话的频分复用的概念得到启示，采用一根光纤传输不同频率的光载波信号，但是由于光载波的频率很高，所以习惯上将这种光的频分复用称作波分复用。

• 码分复用技术

  各个用户在相同时间采用相同的频带，使用经过特殊挑选的不同码型的数据进行通信，这种方式使得不同用户之间不会造成干扰。

4.几种常用的宽带接入技术？

宽带接入技术分为有线宽带接入和无线宽带接入，这里仅讨论有线宽带接入技术的两种技术。

1. ADSL 技术

   这种技术最大的好处就是利用了已经广泛存在的电话网络，利用「调制解调器」将计算机产生的数字信号转为模拟信号，再通过电话网连接至 ISP 提供的区域宽带网络。

   这种技术在早期速率极低，但是升级后的 ADSL 技术已经能够达到很高的上网速率，尤其受到欧洲一些早已经覆盖电话网络的古老建筑的欢迎，由于现在中国新的建筑物已经预先留好了电缆管道，故国内如今使用尚不普遍。

2. FTTx 技术

   为了获得更快的上网速率，光纤到户 ( Fiber To The Home ) 无疑是最好的选择，然而目前价格尚高，普通用户也不需要这么高的上网速率。那么折中的方案就是光纤到离家近点的地方就是最好的了，目前有光纤到大楼 ( Fiber To The Building ) 、光纤到办公室 ( Fiber To The Office ) 等等 FTTx 系列的技术。

4.总结

对于物理层主要了解物理层的任务，几种常用的信道复用技术，几种常用的宽带接入技术就可以满足初学者了。

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