【计网知识点总结】2 物理层
参考：《计算机网络》谢希仁 ，曹轶臻老师ppt
概念
1.物理层要解决的问题：
（1）尽可能地屏蔽掉物理设备和传输媒体通信手段的不同。使数据链路层感觉不到这些差异，因此数据链路层只需考虑本层的协议和服务。
（2）给数据链路层在一条物理传输媒体上传送和接受比特流的能力。为此，物理层应解决物理连接的建立、维持和释放问题。
（3）在两个相邻系统之间唯一地标识数据电路。
物理层的主要特点：
（1）由于在OSI之前，许多物理规程和协议已经制定出来了，而且在数据通信领域中这些物理规程已被许多商品化的设备所采用，加之物理层协议涉及的范围广泛，所以至今没有按OSI的抽象模型制定一套新的物理层协议，而是沿用已存在的物理规程。
物理层用来描述与传输媒体有接口的：机械、电气、规程 的特性。（？）·
（2）由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此，具体的物理协议相当复杂。
2.名词解释。
| 名词 | 解释 |
|---|---|
| 数据 | 携带消息（语音、文字、图像、视频等）的实体；是使用特定方式表示的信息，通常是有意义的符号序列，这种信息的表示可用计算机或其他机器（或人）处理或产生。 |
| 信号 | 数据的电气或电磁的表现。 |
| 模拟数据 | 取值范围是连续的变量或者数值模拟数据。是指在某个区间产生的连续值，例如，声音、图像、温度、压力 |
| 模拟信号 | 或称为连续信号，代表参数消息的取值是连续的。 |
| 基带信号 | 来自信源的信号，往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分。 |
| 带通信号 | 经过载波调制后得到的被限制在一段频率范围内能够通过信道的信号。 |
| 数字数据 | 取值范围是离散的变量或者数值。 |
| 数字信号 | 或称为离散信号，代表消息参数的取值是离散的 |
| 码元 | 在使用时间域（时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。在使用二进制编码时，只有两种不同的码元：一种代表0状态，一种代表1状态。 |
| 单工通信 | 只能有一个方向的通信而没有反方向的交互，如无线电广播。 |
| 半双工通信 | 双向交替通信，通信的双方都可以发送消息但不能双方同时发送，也不能同时接受。而是一方发送另一方接收，过段时间再角色互换。 |
| 全双工通信 | 双向同时通信，通信双方可以同时发送和接收信息。 |
| 串行传输 | 逐个比特按时间顺序传输。 |
| 并行传输 | 在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输。 |
3.常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？
| 导引型传输媒体 | 电磁波被导引沿着固体媒体（铜线或光纤）传播。 |
|---|---|
| 非导引型传输媒体 | 电磁波在自由空间中无限传播。 |
4.为什么要使用信道复用技术？
使用多条单独的信道对信道的利用率不高，如果将多条信道中相同的部分进行分享，合并传输过程，在接收端再使用分用器。这样就可以大大提高信道资源的利用率。
常用的信道复用技术有哪些？
频分复用、时分复用、统计时分复用、波分复用、码分复用。（实现对信道中频率资源和时间资源的划分）
5.码分多址CDMA为什么可以使用所有用户在同样的时间内使用同样的频带进行通信而不会互相干扰？
因为每一个用户都使用经过特殊筛选的不同码型：两个不同站的码片序列内积为0，任何一个码片和自己规格化为1，一码片向量和该码片反码的内积为-1。如此可以实现发送方和接收方的一一识别对应。
**缺点：**非同步CDMA网中不同的用户的扩频序列并不完全正交，从而引起多址干扰。
6.比较ADSL、HFC、FTTx接入技术的优缺点
| 名称 | 解释 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| ADSL | 用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造 | （1）可以利用现有电话网中的用户线（铜线），而不需要重新布线。因能很好保护古建筑而在欧洲盛行，但在新建筑上不占优势。（2）单个用户线上不存在共享信道的冲突问题，每个用户线上享用的最高数据率是确定的，与其他用户是否正在上网无关。 | （1）下行速度远大于上行，非对称（2）不能保证用户群整体固定的数据率（3）传输距离受制于用户线的线径和信噪比，对于质量很差的用户线甚至无法开通ADSL，因此电信局 需要定期检查用户线的质量。 |
| HFC | 在有线电视网的基础上开发 | （1）可以利用现有的有线电视网（2）上网用户很少时，上网速率很快（3）连接方便，用户只需把计算机连接到电缆调制解调器上就可以上网 | 多用户共享光纤节点，因而某个用户能享用的数据率取决于这段电缆上现在正有多少个用户正在传输数据。当大量用户（几百个）同时上网，那么每个用户实际上的上网速率会慢到难以忍受。 |
| FTTx | 光纤到户，光纤直接铺设到用户家庭 | （1）快（2）长期的运营成本和管理成本都很低 | （1）铺设价格不够便宜（2一般家庭用户没有这样高的数据率的要求。） |
计算（待补）
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