计算机网络总结（二）

本篇文章的核心内容：物理层的主要任务，几种常用的信道复用技术

一、物理层的基本概念

物理层考虑的是怎样才能在各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。

物理层的作用正是尽可能的屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异,这样就可以使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络的具体传输媒体和通信手段是什么。

可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的一些特性（机械特性、电气特性、功能特性、过程特性）。

二、数据通信的基础知识

一个数据通信系统可划分为三个大部分，即源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接受端、接受方）。

源系统一般包括：
* 源点：源点设备产生要传输的数据，源点又称源站，或信源。
* 发送器：通常，源点生成的数据比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。

目的系统一般包括：
* 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
* 终点：终点设备从接收器获取传送过来的数字比特流，然后把信息输出。

2.1、有关信道的几个基本概念

1. 信道和电路并不等同，信道一般都是用来表示某一个方向传送信息的媒体。因此，一条通信电路往往包括一条发送信道和一条接收信道。

2. 来自信源的信号常称为基带信号（即基本频带信号）。像计算机输出的各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号（即基本频带信号）。基带信号往往包含较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信号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（基带调制，带通调制）。

3. 香农公式
   香农公式指出：信道的极限信息传输速率C是：
   C=Wlog2(1+S/N) (b/s)
   W:信道的带宽（Hz）；
   S:信道内所传信号的平均功率；
   N:信道内部的高斯噪声功率。
   香农公式表示，信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。香农公式指出了信息传输的上限。香农公式的意义就在于：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错传输。

2.2、信道复用技术

• 频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
• 时分复用：所有用户在不同的时间占用相同的带宽。
• 波分复用：就是光的频分复用。
• 码分复用：码分多址CDMA。