物理层详解：透明传输比特流与接口特性

"频分多路复用带宽分配例-第3章计算机网络" 频分多路复用（FDM，Frequency Division Multiplexing）是一种通信技术，它允许多个信号在同一传输介质上同时传输，通过将可用的总带宽划分为多个子频段或通道，每个信号占用其中一个子频段。在第3章计算机网络中，频分多路复用被讨论作为物理层的一个重要概念，物理层是OSI七层模型的最底层，负责数据的原始比特流传输。 物理层的主要职责是确保数据能够正确无误地通过物理连接（如电缆、无线信号等）传输，它定义了与传输媒体接口的特性，以便上层协议如数据链路层可以忽略物理实现的细节，专注于数据的处理和传输。这些特性包括： 1. 机械特性：涉及接口的物理形状、尺寸、引线配置和连接方式，如RJ-45接口的标准尺寸和引脚排列。 2. 电气特性：定义接口上允许的电压范围，以确保信号的稳定传输，如RS-232标准中规定的电压水平。 3. 功能特性：规定电压电平的含义，如高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。 4. 规程特性：定义事件发生的顺序和时序，确保不同信号的正确同步和解码。 传输媒体，如光纤、双绞线等，位于物理层之下，仅负责信号的物理传播，而不知道信号的含义。物理层则通过定义电气特性来识别和解析比特流。 在物理连接上，数据有两种传输方式： 1. 并行传输：在同一时刻，多条传输线并行传输多个比特，常见于并行接口，如打印机接口，一次可传输8位数据。 2. 串行传输：数据按时间顺序逐位传输，只需要一条传输线，适用于远距离传输，例如串行通信接口如RS-232或USB。 这两种传输方式各有优缺点，如并行传输速度快但需要更多线路，而串行传输速度相对较慢，但线路需求少，更适合长距离通信。 频分多路复用在物理层的应用中，可以有效地利用带宽资源，提高通信效率，例如在电话系统中，多个语音信号可以通过FDM同时在同一条电话线上传输，每个信号占据一个特定的频率范围。这种技术同样适用于其他通信系统，如有线电视网络和部分无线通信系统。