计算机网络2-物理层详解：数据通信与信号转换

本文主要介绍了计算机网络中的物理层及其相关概念，包括数据通信的基础知识和物理层的功能特性。其中，重点讲解了数据、信号、模拟与数字的区别，以及调制解调技术。 首先，数据(data)是指传递信息的实体，它是信息的具体表现形式。信号(signal)则是数据在物理传输过程中的电气或电磁表现。信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号(analogous)具有连续变化的特性，而数字信号(digital)的取值是离散的，通常用于表示二进制的0和1。 调制是将数字信号转化为模拟信号的过程，这在数据通过模拟信道传输时尤为必要。相反，解调是将模拟信号还原成数字信号的过程，是接收端完成信息提取的关键步骤。在计算机网络中，调制解调器(Modem)就是执行这一功能的设备，它使得数字设备（如PC机）可以通过模拟通信线路（如公用电话网）进行数据传输。 物理层作为计算机网络的最底层，负责规定与传输媒体接口的一些特性，这些特性包括机械特性（接口硬件设计）、电气特性（电压范围）、功能特性（信号含义）和规程特性（事件顺序）。物理层的这些规范确保了不同设备之间的兼容性和数据传输的可靠性。 在数据通信系统中，数据从源点经过发送器、传输系统到达接收器，最终抵达终点。传输系统可以包含调制解调器等中间设备，用于在模拟和数字信号之间转换。数据通信系统的模型包括源系统、目的系统和传输系统，它们共同作用于输入信息，将其转化为输出信息。 此外，文章还提到了几种信道复用技术，如频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、统计时分复用(STDM)、波分复用(WDM)和码分多址(CDMA)，这些都是提高信道利用率和传输效率的重要手段。例如，同步光纤网(SONET)和同步数字系列(SDH)是实现高速数据传输的复用技术标准。 最后，物理层标准的示例，如EIA-232-E和RS-449接口标准，规定了设备间的物理连接方式和电气特性，确保了不同设备间的数据通信能够顺利进行。 总结来说，本文深入浅出地解释了计算机网络物理层的关键概念，包括数据、信号的类型、调制解调原理，以及物理层接口标准和数据通信系统的运作模式，为理解计算机网络的基础奠定了坚实基础。