计算机网络基础以及物理层

引入

三类常常见的网络，电信网络，有线电视网络和计算机网络
按照最初的分工：
电信网络提供电话、电报、及传真服务。
有线电视向网络用户传送各种电视节目。
计算机网络让用户能在计算机之间传送数据文件。

名词解释

计算机网络 由若干结点和连接这些结点的链路组成
英特网 Internet官方译名，最大的计算机网络。
互联网 Internet流传最广的译名 由数量极大的各种计算机网络互连起来的网络。
互连网(intenet)(注意是小写) 通过路由器将多个计算机网络连接起来的网络，即网络的网络。
主机 与计算机网络相连的计算机

计算机之间的通信

• C/S方式 客户-服务器方式
  即客户端和服务端之间的通信
• P2P方式 对等方式 peer-to-peer
  对等的通信，双方既是服务端也是客户端

计算机体系结构

OSI/RM 开放系统互连基本参考模型 简称OSI
法律上的国际标准
TCP/IP 事实上的国际标准
OSI七层体系结构 由下至上 物理层/数据链路层/网络层/运输层/会话层/表示层/应用层/
TCP/IP四层体系结构 由下至上 网络接口层/网际层/运输层/应用层
二者结合五层结构 物理层/数据链路层/网络层/运输层/应用层

---

调制（modulation）

• 基带调制 又称编码,将一种数字信号转换为另一种数字信号。
• 带通调制 把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号。

编码方式

1. 不归零制
2. 归零制
3. 曼彻斯特编码
4. 差分曼彻斯特编码

香农公式

在信道中，码元传输速率有上限，超过上限会出现码间串扰，使接收端对码原的识别成为不可能。
香农公式表明，信道带宽或者信噪比越大，信息的极限传输速率越高。
信噪比
信道的极限信息传输速率
W 信道的宽度
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

传输媒体

• 导引型传输媒体
  • 双绞线 （又分为 屏蔽双绞线 无屏蔽双绞线）
  • 同轴电缆
  • 光缆
• 非导引型传输媒体
  • 短波通信
  • 无线电微波 （主要分为地面微波接力通信和卫星通信）

信道复用

静态划分信道

码分复用
通信双方都有一个唯一的m bit的码片序列(如0101010..) 通常m=64,128 假若它要发送1则发送其码片序列,否则为其反码。（各个码片序列各不相同且相互正交）（内积=0）

扩频
原本的数据传输率b bit/s 变成了mb bit/s。单位时间不变，而频带宽度扩大到原来的m倍。

宽带接入技术

• ADSL技术

  非对称数字用户线ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 数字技术对模拟电话用户线的改造
  通常所说的电话线上网
  用户端的ATU-R(调制解调器)连接着电话分离器，电话分离器通过电话线连接到电话端局的电话分离器和ATU-C(调制解调器)再连接到ISP。
  发展： VDSL 甚高速数字用户线

• HFC

  光钎同轴混合网HFC Hybrid Fiber Coax
  有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网，将有线电视网的同轴电缆主干换成光钎。
  光钎和电缆之间的结点成为光钎结点，这里完成了光信号和电信号的转换
  模拟电视机通过机顶盒（set-top box）连接同轴电缆和用户电视机。在此基础上用到HFC的话就需要一个电缆调制解调器（cable modem）,仅需要安装在用户端。

• FTTx技术

  （x代表不同的光纤接入点）
  光钎到户FTTH(Fiber To The Home)
  将光钎一直铺设到用户家庭
  • ODN Optical Distribution Network 光配线网 将一条光纤干线分成数十跟
  • PON Passive Optical Network 无源光网络 不需要电源的ODN 由光线路终段OLT(Optical Line Terminal) 和 1：N光分路器组成，后者以广播方式发送到ONU 光网络单元Optical Network Unit （可以是下一级的OLT,也可以是用户）
    FTTC光钎到路边 FTTZ光钎到小区 FTTB光钎到大楼 FTTB光钎到楼层 FTTO光钎到办公室