走進計算機網絡：物理層

物理層是比較簡單的，以致於TCP/IP網絡分層模型就直接把它和數據鏈路層放在了一塊兒，可是它的做用確是不容忽視的。請看這篇文章的結構：

數字信號與模擬信號

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它的做用是：屏蔽不一樣的傳輸媒體和通訊手段的差別。咱們都知道，天然界的信號無非就是兩種，一種是數字信號，另外一種就是模擬信號。那麼是什麼模擬信號？什麼又是數字信號呢？

說白了，所謂的模擬信號就是連續變化的物理量，模擬信號其特色是幅度連續(連續的含義是在某一取值範圍內能夠取無限多個數值)。模擬信號，其信號波形在時間上也是連續的，所以它又是連續信號。咱們對連續信號進行抽樣，就會獲得抽樣信號，但抽象信號就是離散的（說着說着就說到了信號系統，看來補考對個人影響仍是有的）。但數字信號是不一樣於模擬信號的，他在時間域上是離散的，它有兩種不一樣狀態的物理量，分別用「0」，「1」來表示。這就好像電燈開關同樣，也有兩種不一樣的狀態。

固然，數字信號與模擬信號是能夠相互轉換的，模擬信號一般使用PCM（脈衝編碼調製）方法量化並轉換爲數字信號，PCM方法是使不一樣範圍的模擬信號對應不一樣的二進制值。一般，數字信號經過載波相移獲得模擬信號。

物理層的傳輸媒體

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咱們你們都知道，數據在物理層傳輸的媒介是不同的。不過，大體能夠爲一下兩類：

• 引導型傳輸媒介：引導型傳輸媒體中又有不一樣的類別，好比同軸電纜、光纜、雙絞線，其中雙絞線根據是否屏蔽又能夠繼續細分。

• 非引導型傳輸媒介：非引導型傳輸媒介指的是無線電波在空間中的傳播，利用不一樣的頻段能夠傳輸不一樣的信號。

信道

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提及信道，前面的基礎篇提到過信道的利用率，但至於信道更詳細的介紹，就沒有提到，如今就來仔細看看。按照傳輸媒介能夠分爲三類：

• 有線信道：有線信道以導線爲傳輸媒質，信號沿導線進行傳輸，信號的能量集中在導線附近，所以傳輸效率高，可是部署不夠靈活。這一類信道使用的傳輸媒質包括用電線傳輸電信號的架空明線、電話線、雙絞線、對稱電纜和同軸電纜等等，還有傳輸通過調製的光脈衝信號的光導纖維。
• 無線信道：無線信道主要有以輻射無線電波爲傳輸方式的無線電信道和在水下傳播聲波的水聲信道等。無線電信號由發射機的天線輻射到整個自由空間上進行傳播。不一樣頻段的無線電波有不一樣的傳播方式。
• 存儲信道：在某種意義上，磁帶、光盤、磁盤等數據存儲媒質也能夠被看做是一種通訊信道。將數據寫入存儲媒質的過程即等效於發射機將信號傳輸到信道的過程，將數據從存儲媒質讀出的過程即等效於接收機從信道接收信號的過程。

信道是傳輸信息的信道，信道容量描述了信道無差錯地傳輸信息的最大能力，能夠用來衡量信道的好壞。

關於信道，還有一個重要的參數，那就是信噪比，信噪比越大，信道的容量也越大，這裏的話給出著名的香農公式：

其中，C爲信道容量，B爲帶寬，S/N爲信噪比。

信道複用

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咱們知道，當沒有數據進行傳輸的時候，信道是十分空閒的。可是在網絡數據請求量大的時候，好比說最近的618，信息的傳播速度就會受阻。那什麼是信道的複用，複用就是重複使用的意思。信道的複用能夠分爲如下幾個方面：

• 時分複用： 所謂的時分複用，就是把作整個信道分爲不一樣的時間。當採用時分複用時，全部用戶在不一樣的時間佔用一樣的頻帶寬度（分時不分頻）。 時分複用可能會形成線路資源的浪費

• 頻分複用： 頻分複用就是把信號分紅不一樣的頻率，當採用頻分複用技術時，全部用戶在一樣的時間佔用不一樣的帶寬資源。當採用頻分複用技術時，全部用戶在一樣的時間佔用不一樣的帶寬資源。

• 統計時分複用：所謂的統計時分複用系統，咱們也能夠稱爲異步的時分複用系統。它有一個相似緩衝的機制，當數據到達必定量的時候，纔會轉發，這大大提升了信道的利用率。