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实战计算机网络02——物理层

news 2025/12/12 6:15:58

实战计算机网络02——物理层

  • 1、物理层实现的功能
  • 2、数据与信号
    • 2.1 数据通信模型
    • 2.2 通信领域常用术语
    • 2.3 模拟信号和数字信号
  • 3、信道和调制
    • 3.1 信道
    • 3.2 单工通信、半双工通信、全双工通信
    • 3.3 调制
    • 3.4 奈式准则
    • 3.5 香农定律
  • 4、传输媒体
    • 4.1 导向传输媒体
    • 4.2 非导向传输媒体
  • 5、信道复用技术
    • 5.1 频分复用技术
    • 5.2 时分复用技术
    • 5.3 波分复用技术
    • 5.4 码分复用技术
  • 6.宽带接入技术
    • 6.1 铜线接入技术
    • 6.2 光纤同轴混合网
    • 6.3 光纤接入技术
    • 6.4 移动互联网接入技术

1、物理层实现的功能

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2、数据与信号

2.1 数据通信模型

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2.2 通信领域常用术语

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2.3 模拟信号和数字信号

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如何将模拟信号转换成为数字信号呢？采样进行量化、数字化编码。数字信号也可以还原模拟信号，可以看到数字化信号会有失真。想要避免失真，采样频率要高。这就是超清视频文件大的原因。
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3、信道和调制

3.1 信道

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怎么做到的呢？答案是频率不同，比如A和比同时发送，A频率10HZ，B频率20HZ，两边各配一个过滤器，就可以实现信道复用。

3.2 单工通信、半双工通信、全双工通信

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3.3 调制

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常见调制有以下类型。
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对于数字信号，基带调制采用不归零制，如果发送端、接收端时钟信息不同步，多个连续的1或者0信号，可能会读错。比如发了3个0，但接收端误以为只有2个。归零制解决了这个问题，但浪费了太多的码元，降低了信息密度。曼彻斯特编码采用跳变表示数据，浪费比归零制少了很多。差分曼彻斯特编码跳变与否取决于前一个数据。

3.4 奈式准则

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当传输速率高，更容易受到噪声影响导致失真。
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另外，即便没有噪声。模拟信号谐波成数字信号需要叠加更高频的信号作为谐波，这也限制了码元传输速率。
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3.5 香农定律

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提升功率，可以让码元之间变化更大，可以降低噪声干扰。

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4、传输媒体

4.1 导向传输媒体

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同轴电缆只要断了，所有的网都断了，不过现在还用它做电话线。

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4.2 非导向传输媒体

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5、信道复用技术

5.1 频分复用技术

比如一根电话线可以允许多个人同时打电话。
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怎么做到的？用滤波器
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5.2 时分复用技术

分时间片轮流传输不同线路数据，充分利用线路带宽。
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可能会有问题：A、B、C、D线路上有时有数据，有时没数据，浪费带宽。
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可以用统计时分复用。不同线路加不同标记，不需要轮流传输数据了，先到先传输。
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5.3 波分复用技术

其实就是光的频分复用技术。
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5.4 码分复用技术

移动通信使用的是码分复用技术。基站可以混合着发不同用户的数据，不同用户有对应的码片(如下图)。
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上图八个码元才表示一个bit，浪费挺高。

如何区分是不是自己的码片呢？答案是进行数学运算。
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案例可以参考下图。
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6.宽带接入技术

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6.1 铜线接入技术

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6.2 光纤同轴混合网

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6.3 光纤接入技术

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6.4 移动互联网接入技术

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