第二章 物理层

物理层解决的是二进制的比特是怎样传输到对方去的.

传输介质

1. 电介质
   1. 双绞线
   2. 同轴电缆
2. 光缆
3. 无线传输

电介质

1. 双绞线
   1. 通常见到的网线/电话线
   2. 线间干扰较小、价格便宜、易于安装
   3. 可传输模拟信号，也可传输数字信号
   4. 他的带宽取决于线的粗细和传输距离
      1. 在电话系统中，用于传输模拟信号
      2. 在计算机网络中，用于传输数字信号，常用8芯无屏蔽双绞线（UTP）通常的传输距离为100 m 如Cat3（10 Mbps）和Cat5（100 Mbps）
   5. 连接网络用RJ45接口,连接电话线用RJ11
2. 同轴电缆
   1. 常用的同轴电缆有两种：
   2. 50Ω同轴电缆
      1. 50Ω同轴电缆用于数字信号传输，目前基本已被双绞线所替代
   3. 75Ω同轴电缆
      1. 75Ω同轴电缆用于模拟信号传输，目前主要用于电视信号的传输
      2. 由于75Ω同轴电缆的带宽极宽，所以，也被用于城域网，如有线通

光缆

1. 多模光缆：信号通过光的折射在光纤中传输，距离2 km
2. 单模光缆：直线传输，距离10 km
3. 光传输系统包括：
   1. 光源、传输介质（光纤）、光检测器
4. 光缆相对铜缆的特性
   1. 带宽高 距离远 损耗低 重量轻无电磁干扰 防窃听
   2. 端口设备价格高

无线传输

1. 根据波长分成不同的波段，依次为无线电、微波、红外、可见光、紫外等
   1. 无线电传输(收音机)
   2. 微波传输(计算机网络)
   3. 红外线和毫米波(遥控器)
   4. 光波传输
2. 微波传输
   1. 微波适用于长距离的传输系统
   2. 微波几乎沿直线传输,能量非常集中,有比较高的信噪比
   3. 微波不能穿透建筑物,所以两个微波的站之间不能有建筑物.
3. 地面无线通信模型
   1. 传输距离：天线的高度、类型和信号强度
   2. 传输可靠性：障碍物
   3. 传输正确性：气象条件
   4. 如下图
4. 卫星通信模型
   1. 特殊的微波通信系统
   2. 把中间基站加到了跟地球同步的卫星上去了.
   3. 缺点: 传输的延迟比较大,地球同步卫星离地球太高了.
   4. 如下图

电话系统

1. 如果把计算机的链路铺到每家每户,代价非常大,因此直接用电话系统可以解决.
2. 公用电话交换网，简称：PSTN Public Switched Telephone Network
3. 通常的计算机通过MODEM拨号上网，就是通过电话系统进行数据传输
4. 电话系统的树状结构(计算机网络为网状结构)
   1. 电话也是不可能互相连接的,他也是通过通信子网互联的.
   2. 每部电话完全互联是不可能的，所以一般为树状结构
      1. 一级中心：国家级中心
      2. 二级中心：省、直辖市中心
      3. 三级中心：区、县级中心
      4. 四级中心：区内（本地）交换局
5. 电话系统由三部分组成：
   1. 本地回路：双绞线，模拟传输,家里到电话局的距离:1 km ~ 10 km
      1. 每个用户到交换局的线路交本地回路
      2. 电话系统中的电话局间都已采用光缆连接，并大多已实现数字传输
      3. 本地回路要实现光纤到户成本太高且无必要，因为家庭电话毋需复用，也不允许复用,因此用的是双绞线
      4. Internet 可通过本地回路的接入方法接入
   2. 主干线：交换局间的光缆，数字传输
      1. 就是通信子网,由交换局(电话局)的通信设备之间互联起来的,这些线.
      2. 用光缆连接,数字传输(有利于长距离传输)
      3. 本地回路(用户到电话局)用的是模拟信号传输,到了主干线用数字信号传输,需要模数(A/D)转换
      4. 模数转换使用的是:脉冲编码调制PCM.
      5. 主干路使用同步时分多路复用技术传输.
   3. 交换局：交换设备，交换技术
      1. 交换设备:电话局怎样交换的.
      2. 交叉点交换机
      3. 空间分隔交换机
      4. 时分交换机

Internet(家庭用户) 的本地接入

1. 2种方式
   1. 电话网
   2. 有线电视网
2. 电话网接入的方式
   1. 拨号接入
      1. 计算机信号通过本地回路传到电话局,电话局传到某一个目标节点上去.
      2. 通过电话线路访问远程服务器
      3. 由于计算机出来的信号是数字信号,因此使用调制解调器将数字信号转换成模拟信号,传递给本地回路.
      4. 必须在某ISP注册成为合法用户,ISP给你一个电话号码,拨过去就连上了.
      5. 服务器端采用DHCP协议，为接入者分配一个临时的IP地址,一旦关闭,IP就会回收,下次再分配.
   2. MODEM 调制(D/A)解调(A/D)器
      1. 简称：MODEM MOdulation and DEModulation
      2. MODEM包括调制和解调两个功能
      3. 调幅/调频/调相
      4. 或是上述的组合
      5. 常用的调制解调器接口有RS-232、RS-449
   3. ADSL接入
      1. 带宽更宽
3. 有线电视网(Internet over Cable)
   1. 特点:
      1. 有线电视中心发射信息,每台电视机接受信息,单向传播系统.
      2. 每家每户的同轴电缆带宽很高,可以达到750MHZ
   2. Internet 传输却是双向的.
      1. 因此需要对有线电视网进行改造,能双向传输.
   3. HFC: 改造以后的有线电视网.
      1. 光纤电缆混合系统
      2. 主干线使用光纤,每家每户用的是同轴电缆.
   4. Cable MODEM(调制解调器)
      1. 计算机到同轴电缆的数模转换.