2.1 物理层的基本概念

物理层考虑的是如何在练接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，且常以串行方式传输。
物理层也描述了与传输媒体的接口有关的一些特性，即：
（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数、排列、固定和锁定装置等。
（2）电气特性：接口电缆各条线上出现的电压范围。
（3）功能特性：某条线上的某一电平的意义。
（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。

2.2 数据通信

一个数据通信系统可分为三大部分：源系统（发送端）、传输系统（传输网络）、目的系统（接收端）。
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2.3 传输媒体

传输媒体也称为传输介质或传输媒介，分为导引型和非导引型，在导引型传输媒体中，电磁波被导引型沿着固体媒体（铜线或光线）传播，而非导引型媒体就是自由空间（例如无线传输）。

2.3.1 导引型传输媒体

1.双绞线：也称为双纽线（把量跟互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来），是最古老但又最常用的传输媒体，绞合可以ianshao对相邻导线的电磁干扰，常用于电话系统，模拟和数字系统都可以使用，通信距离一般为几到几十公里。为了提高双绞线的抗电磁干扰能力，可在其外再加一层金属丝编织成的屏蔽层，即屏蔽双绞线，简称STP。
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2.同轴电缆：由内导体铜制芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及塑料保护外层组成，抗干扰性强，广泛用于高速率传输中。
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3.光缆：利用光导纤维（光纤）传递光脉冲通信，有光脉冲为1，没有为0，而可见光的频率很高，10^8MHz级别，因此光纤通信系统的传输带宽远高于其他传输媒体的带宽。光纤同时的由飞车透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体，当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，折射角大于入射角，会出现全反射，即光线碰到包层就会折射回纤芯，这个过程不断重复，光也就被传输了。
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2.3.2 非导引型传输媒体

无线媒体介质：根据不同频道进行划分，例如高频（3~30MH）甚高频（30MHz~300MHz）

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2.4 信道复用基础

复用：多用户共享信道的方式，主要分为频分复用（共享时间）、时分复用（共享频带）、波分复用、码分复用等。

2.4.1 频分复用

多个用户同时使用信道，但占用不同的频带资源。

2.4.2 时分复用

多个用户使用同一段频带资源，但不同时使用信道。
下图所示如果按照A B C D的顺序分配时隙，则会造成时隙的浪费，信道利用率较低。
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使用集中器，进行统计时分复用，能够大大提高信道利用率。STDM（统计时分复用）帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存，然后集中器按照顺序依次扫描缓存，把缓存的输入数据放入STDM帧中，没有数据就跳过去，当STDM帧数据放慢时就发送，这是一种动态按需分配时隙的过程。
在输出线路上某一个用户所占用的时隙并非周期出现，因此STDM也叫异步时分复用，普通的TDM叫同步时分复用。
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2.4.3 波分复用

光的频分复用，使用一根光纤同时传输多个频率接近的光载信号，使得光纤的传输能力成倍提升。

2.4.4 码分复用

码字的复用，码分多址中让不同的用户使用经过特殊挑选的不同码型，使得各用户之间不会造成干扰。

2.5 数字传输系统

SONET：同步光纤网（时钟同步的注释中采用昂贵的铯原子钟）
SDH：同步数字系列（时钟同步采用同步传输线路速率的等级结构，第1级为同步传送信号）

2.6 宽带接入技术

2.6.1 ADSL技术

非对称数字用户线：用数字计数对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带数字业务，话音信号限制在300-3400Hz，但用户线本身的信号频率超过1MHz，剩余部分提供给用户上网。
非对称：由于用户在上网时主要是从互联网下载各种文档，而想互联网发送的信息一般不大，因此上行速率低，下行速率高（ISP到用户）。
我国采用离散多音（多载波）DMT调制技术，把40KHz一直到1.1MHz的高端频谱划分为许多子信道，其中25个子信道用于上行，249个子信道用于下行。
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用户家中的电话和ATU-R通过电话分离器连在一起，再通过用户线接到端局的分离器，端局的分离器一段连接到本地电话局，一段连接到端局的ATU-C（ATU表示ADSL调制解调器，C表示端局中心，R表示远端）
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2.6.2 光纤同轴混合网(HFC网，Hybird Fiber Coax)

有线电视网的基础上开发的一种具名宽带接入网，为了提高可靠性和电视信号的质量，HFC网把原有线电视网中的同轴电缆主干部分改为光纤，结构如图所示
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要使现有的模拟电视能够接受数字电视信号，需要机顶盒，它连接在同轴电缆和用户电视之间，为了使HFC网能够接入互联网，还需要一个电缆调制解调器（无需成对使用，安装在客户端即可）。

2.6.3 FTTx技术

FTTH光纤到户：将光纤一直铺设到用户家庭，当光纤进入家门后，才能把光信号转为电信号，提高用户的上网速率。
为了能够有效利用光纤资源，在光纤干线和用户之间，还需要铺设一段中间的转换装置即光配线网（ODN），让多个用户共享一根光纤干线，该网络常称为无源光网络。
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