目录

一、物理层下边的传输媒体

1、导向传输媒体

&＃xff08;1&＃xff09;双绞线

&＃xff08;2&＃xff09;同轴电缆

&＃xff08;3&＃xff09;光纤——光信号

&＃xff08;4&＃xff09;网线——是有顺序的

2、非导向传输媒体

3、物理层设备-集线器

二、信道复用技术

1、频分复用

电话机使用频分复用的例子图示

2、时分复用技术

&＃xff08;1&＃xff09;时分复用的实现机制

&＃xff08;2&＃xff09;时分复用的问题

&＃xff08;2&＃xff09;改进&＃xff1a;统计时分复用

3、波分复用——光的频分复用

1、导向传输媒体

导向传输媒体中&＃xff0c;电磁波沿着固体媒体传播

&＃xff08;1&＃xff09;双绞线

• 屏蔽双绞线STP&＃xff0c;减少外部电磁干扰
• 无屏蔽双绞线STP&＃xff0c;铜线相互缠绕&＃xff0c;可以降低相互之间的电磁干扰

&＃xff08;2&＃xff09;同轴电缆

• 50欧姆同轴电缆用于数字传输&＃xff0c;由于多用于基带传输&＃xff0c;也叫基带同轴电缆
• 75欧姆电缆用于模拟传输&＃xff0c;即宽带同轴电缆

各种电缆图示

&＃xff08;3&＃xff09;光纤——光信号

光纤实图

光在光纤中的传播图示

光纤的工作原理

多模光纤和单模光纤

多模光纤&＃xff1a;可以通过不同的折射角度来传播光信号&＃xff0c;接收端也可以通过不同角度来进行接收&＃xff0c;多个角度可以传输多个信号&＃xff0c;从而提高带宽

&＃xff08;4&＃xff09;网线——是有顺序的

不同类设备可以直接用直通线连接&＃xff0c;不需要调整线序&＃xff0c;比如计算机和交换机、计算机和路由器等。

同类设备需要用交叉线来连接&＃xff0c;需要调整线序&＃xff0c;比如计算和计算机的连接。当然目前的网卡越来越智能&＃xff0c;有的乱序也可以进行通信。

按照颜色进行顺序区分

2、非导向传输媒体

非导向传输媒体就是指自由空间&＃xff0c;其中电磁波传输被称为无线传输。

无线传输所使用的频段很广

短波通信主要是靠电离层的反射&＃xff0c;但短波通信的通信质量较差。

微波通信主要是直线传播&＃xff0c;如&＃xff1a;地面微波接力通信、卫星通信等。

3、物理层设备-集线器

工作特点&＃xff1a;他在网络中只起到信号放大和重发的作用、其目的是扩大网络的传输范围&＃xff0c;而不具备信号的定向传送能力。目前被交换机取代。

最大传输距离&＃xff1a;100m

集线器是一个重大的冲突域。如下图&＃xff0c;计算机A和计算机B通过集线器进行通信

&＃xff08;1&＃xff09;A发出的消息&＃xff0c;B、C、D都能收到&＃xff0c;只是计算机C、和D通过MAC地址判断消息不是自己的&＃xff0c;便不进行接收&＃xff0c;网络通信不安全

&＃xff08;2&＃xff09;当计算机A和B通信时&＃xff0c;其他计算机便不能再通信&＃xff0c;只能进行等待&＃xff0c;因此会形成通信冲突

&＃xff08;3&＃xff09;集线器在此只是充当一个网线的角色&＃xff0c;对数据只作传输不做识别处理

二、信道复用技术

复用是通信技术中的基本概念&＃xff0c;复用可以节约传播介质

1、频分复用

用户在分配到一定的频带后&＃xff0c;在通信过程中自始至终都占用这个频带。

频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源&＃xff08;请注意&＃xff0c;这里的带宽是频带带宽而不是数据的发送速率&＃xff09;

一个传播介质中信号可以分成多个频率传输&＃xff0c;不同用户的通讯使用不同的频率&＃xff0c;接收端也通过不同的频率来区分不同的用户通讯信息。

频分复用FDM示意图

如下图&＃xff0c;传输信号经过调制解调器使用不同频率解调&＃xff0c;形成不同频率的声波&＃xff0c;然后把不同频率的声波叠加成一个声波进行传输。

在接收端收到信号以后&＃xff0c;使用过滤器针对不同频率进行过滤&＃xff0c;然后使用相同的频率进行解调&＃xff0c;从而还原发送端传播的声波想信息。

电话机使用频分复用的例子图示

多个信道&＃xff08;图示12个信道&＃xff09;通过频分复用形成一个信道&＃xff0c;然后一层一层叠加&＃xff0c;最后汇总成一个最大的信道进行传输。

2、时分复用技术

时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧&＃xff08;TMD帧&＃xff09;。每一个时分复用的用户在每一个TMD帧中占用固定序号的时隙。每一个用户占用的时间空隙是周期性地出现&＃xff08;其周期就是TMD帧的长度对应的时间&＃xff09;。

TMD信号也成为等时信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

发送端不同用户的信息存放位置是有规律的&＃xff0c;接收端根据规律来取对应用户的数据。如图&＃xff1a;

不同用户的数据存放的位置始终是不变的

数据的排列图示

&＃xff08;1&＃xff09;时分复用的实现机制

存取双方都遵从一定的时钟速率进行存取值

&＃xff08;2&＃xff09;时分复用的问题

时分复用可能会造成线路资源的浪费。使用时分复用系统传送计算机数据时&＃xff0c;由于计算机数据的突发性质&＃xff0c;用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的&＃xff0c;如下图&＃xff1a;

&＃xff08;2&＃xff09;改进&＃xff1a;统计时分复用

统计时分复用&＃xff0c;在不同信号前多加了一个信号标识&＃xff0c;通过标识来区分不同用户的数据&＃xff0c;不同数据不再占用一个固定的位置&＃xff0c;数据存放是没有规律的&＃xff0c;从而达到高效利用信道的目的。

3、波分复用——光的频分复用

波分复用WDM&＃xff0c;实际上就是光的频分复用

波分复用的简略示意图