计算机网络基础03

物理层

传输介质:

• 电介质：常用的是双绞线和同轴电缆。电话网用的是双绞线。双绞线连计算机网络是RJ-45接口，连电话的是RJ-11接口，这两种接口都是物理层的标准。双绞线分为有屏蔽的和无屏蔽的，无屏蔽的分为三类双绞线(例如：电话网，传输带宽10Mbps)和五类双绞线(传输带宽100Mbps)。双绞线传输距离比较短，一般计算机网络它传输距离只有100米，所以作为最终用户连接离他最近的通信设备。同轴电缆分为细缆和粗缆，细缆一般是连接到每台计算机，粗缆作为干线。宽带同轴电缆用于模拟传输系统，例如：有线电视网。
• 光介质:多模光缆(光有多个入射角。2公里)，单模光缆(光线是直线传播。10公里)。
• 无线媒体:微波传输是直线传输的，两个站点之间不能有建筑物。

电话系统(PSTN):

PCM(脉冲编码调制):把模拟的数据转化成数字的数据。

T1线路用同步时分多路复用:每个帧中每一路电话占用时隙是固定的。T1线路由24条独立通道组成，在一个帧里面有24个时隙，每个时隙传递的是一个点的信息，量化成8位，在帧和帧之间加上分割的比特。

E1线路：

T1和E1是同轴电缆的标准。

光缆的标准：

拨号接入，DHCP：动态主机设置协议（Dynamic Host Configuration Protocol, DHCP）是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址。

调制：数字信号调制成模拟信号

拨号接入用的是4K的带宽，能够达到的速率33.

ADSL:（Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。从用户到电话局用数字传输，(原来用模拟传输，并把带宽卡在4K)。传递数据采用频分多路复用，电话用户只用了4K带宽，ADSL把高于4K以上频率用作计算机网络，所以在计算机一端要装一个滤波器，即一个多路复用器，计算机的信号和电话信号在这个设备频分多路复用，复用到同一条双绞线上，然后再这个双绞线传递。计算机连到ADSL是用的以太网的接口连到ADSL的Modem。电话局再把4K以下的信号连到程控交换机上面，4K以上的信号交给ADSL的Modem。这不像拨号上网，一拨号上网了，电话接不到了，想要用电话，就不能拨号上网。

在ADSL系统中如何实现调制，采用DMT调制技术[ 离散多音频(Discrete Multitone,DMT)调制是指高效利用信道,通过对不同的子信道发送不同长度的比特来得到最大信息流量的多载波调制(Multi-Carrier Modulation,MCM)的一种特殊形式]，在本地回路上用的是3类双绞线，可以通过的带宽为1.1Mhz，但是电话只用了4K，在ADSL中把1.1Mhz带宽分成256个4.3K独立信道，第0个信道就是电话信道，1、2、3、4、5信道作为声音和数据的隔离带，然后从第6个信道开始到第255个信道交给计算机网络去传输，计算机网络可以把某些信道作为上行的信道，某些作为下行的信道。

有线电视网：

原来的有线电视网，进入每家每户的同轴电缆的带宽是相当高的可以达到750M，有线电视用不了那么多的带宽，要把有线电视网作为Inernet接入的话，就要进行改造，进行双向传输。改造后的有线电视网称为HFC(光纤和电缆的混合系统)系统，在主干线用光纤传递，进入每家每户用的是同轴电缆的传递。用电视网中电视没用的带宽。

54~88M是一些电视信号，88~108M是调幅的无线电信号，108~550M是有线电视信号。计算机网络把550~750M带宽给了下行，5~42M带宽给了上行。把计算机的信号调制成模拟信号，常用的调制方法：如果信号较好，用QAM256(Quadrature Amplitude Modulation)每个携带8个比特，如果比较差，用QAM64，携带6个比特。数字信号到模拟信号的调制用的是线缆调制解调器（Cable Modem）也叫电缆猫，是电脑接入有线电视网络的接口设备(以太网的接口)，是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。任何信息的发送都通过Head End。在这条线路上既有频分多路复用又有时分多路复用。

假如现在计算机要发送数据，向Head End发送请求分组，告诉它准备发送数据，大概发送的时间大概是多少，把这个请求分组通过上行信道里面分配给它的时隙发送出去，Head End收到以后，就分配一个时隙号，哪些时隙里面可以发送数据，当Modem接收发送回来的ACK，于是把数据留到这些时隙发送出去。超过测量距离如果没收到应答，重发请求。HFC相当繁琐。64K以下的称为窄带的接入，64K以上的称为宽带的接入。

比较ADSL和HFC:

• ADSL基于电话系统，采用本地电话回路，电话系统没有用的带宽，所以电话局为我承诺的速率是固定的，没人来分享我的速率，数据的安全性好，线路越长，线路的噪声越大。
• HFC属于信道共享，整个结构式树状的结构，每个用户都与Head End相连接，为我们每个用户承诺的是10M，这是以太网的接口，10M的速率，但是提供给我们的信道是共享的信道，如果分配到这个信道的人达不到这个速率，信道共享带来的问题是别人都可以窃听到我的信道。