本章重要内容
(1) 物理层的任务
(2) 几种常用的信道复用技术
(3) 几种常用的宽带接入技术,主要是ADSL,FTTx
(2.1) 物理层的基本概念
作用 :(定义)屏蔽传输媒体和通信手段(即物理设备)的差异。
主要任务 :完成数据在计算机内部(并行传输)与通信线路上(串行传输)之间的串并传输方式的转换.
物理层与传输媒体的接口有关的一些特性:
(1) 机械特性:指明所用接线器的接口形状,引线数目等…
(2) 电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压范围。
(3) 功能特性:指明某一电平的意义,例:固定电压信号-5V代表数字信号0,5V代表1
(4) 过程特性:指明不同功能的各种可能时间出现的顺序。
(2.2) 数据通信的基础知识
(2.2.1) 数据通信系统模型

| 术语 | 意义 |
|---|---|
| 源点 | 源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站。 |
| 发送器 | 通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。 |
| 接收器 | 接收传输系统传送过来的信号,并将其转换为能够被目的设备处理的信息。(解码) |
| 终点 | 终点设备从接收器获取传送过来的信息。终点又称为目的站传输系统:信号物理通道 |
常用术语:
| 术语 | 意义 |
|---|---|
| 消息 | 传送的信息 |
| 数据 | 消息的实体,即用特定方式表示的信息 |
| 信号 | 数据的电气或者电磁表现 模拟信号(代表消息的参数的取值是连续的) 数字信号(代表消息的参数的取值是离散的) |
(2.2.2) 信道的几个概念
信道 :向某一个方向传送信息的媒体,包括以下几种 --->
| 术语 | 意义 |
|---|---|
| 单向信道 | 一方发送,一方接收 单工通信 |
| 双向交替信道 | 双方都可发送消息,但不能同时进行 半双工通信 |
| 双向同时信道 | 双方可同时发送信息 全双工通信 |
| 调制 | 将来自源信号的低频甚至直流信号进行变换,使得这种低频直流信号可以便于在信道内传输 |
两种信号:
- 基带信号就是将数字信号 1 或 0 直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上去传输。 (传输距离短)
- 宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。 (传输距离长)
二元制调制方法: 基带信号往往包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题,就必须对基带信号进行调制(modulation)。 最基本的二元制调制方法有以下几种:
- 调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化。
- 调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化。
- 调相(PM):载波的初始相位随基带数字信号而变化。
两种调制方法:
- 基带调制: 把数字信号转换为另一种形式的数字信号,即仅对信号的波形进行变换,可称之为编码调制。
- 带通调制:使用载波进行调制,将基带信号的频率般到高频段,并将之转换为模拟信号
(2.3) 物理层下的传输媒体
传输媒体也叫传输介质,分为引导性传输媒体和非引导性传输媒体。
引导性传输媒体: 双绞线,同轴电缆,光缆。---> (p44)

同轴电缆

| 种类 | 介绍 |
|---|---|
| 双绞线 | 通信距离一般为几到几十公里,价格便宜 |
| 同轴电缆 | 抗干扰特性好,广泛用于高速率数据传输 |
| 光纤 | 通信容量大、传输损耗小等… |
| 无线介质 | 可使用频段很广,但是有些无线介质传输时间消耗较大。 |
非引导型传输媒体:即无线传输。---> (p47)
(2.4) 信道复用技术

常见的信道复用技术:频分复用、时分复用。
统计时分复用通过复用器和分用器进行信号的复用和分用.
① 频分复用(FDM)、时分复用(TDM)
频分复用的所有用户在相同的时间占用不同的频率带宽资源,这里的带宽是指频率带宽,而不是数据的发送速率。
时分复用的所有用户在不同的时间占用相同的频率带宽资源。分为同步时分复用与异步时分复用(统计时分复用).

FDM、TDM两种通信方式在通信的过程中用户会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质,没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用,因此这两种方式对信道的利用率都不高。---> p50
同步时分复用有个缺点:如果某个站在为它预留的那个时间段里没有数据发送,这个时间段就没有数据,信道就白白浪费了,异步时分复用就是为了解决这个问题。同样的例子:
② 统计时分复用(STDM)
一段连续的时间被分为连续的t1,t2,t3…t10, 现在有5个站(a,b,c,d,e)要发送数据,a在t1时间段发数据,b在t2时间段发数据,若t3时间里c没有数据发送,那么这个时间段就到下一个有数据要发送的站来发送数据。
STDM是对时分复用的一种改进,不固定每个用户在时分复用帧中的位置,只要有数据就集中起来组成时分复用帧然后发送。
---> p52
③ 波分复用(WDM)
他其实是光的频分复用,利用在光线技术通信中。由于光的频率很高,因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。---> p53
④ 码分复用(CDM)
每个用户在相同的时间使用相同的频带进行通信,但各用户使用经过挑选的不同码型,从而使得个用户之间可以进行独立的通信。---> p54
(2.5) 数字传输系统
宽带接入技术
1. ADSL技术
ADSL技术:(Asymmetric Digital Subscriber Line)非对称数字用户线ASDL技术是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造,使其能够承载宽带业务的一种技术.
ADSL技术网由以下3大部分组成:数字用户线接入复用器、用户线以及家庭中的一些设备。
--->57
2. HFC技术
光纤同轴混合网(Hybrid Fiber Coax)在有线电视网的基础上开发,用光纤替换原有有线电视网络主干网络的同轴电缆,然后入户的部分还是用同轴电缆。
--->59
3. FTTX技术
光纤到户技术FTTH(Fiber To The Home):
--->61