计算机网络物理层：传输媒体与数据通信基础

"本资源主要介绍了计算机网络中的第二章内容，着重讲解了物理层的基本概念以及数据通信的基础知识，包括各种电缆类型、传输媒体、信道复用技术和数字传输系统等。作者为谢希仁，内容来自《计算机网络》第五版。" 在计算机网络中，物理层是网络七层协议模型的最底层，它定义了数据如何在物理媒体上传输的规范。物理层的主要任务是确定与传输媒体接口的一些关键特性，如机械特性（接口硬件设计）、电气特性（电压范围）、功能特性（信号含义）和过程特性（事件顺序）。这一层负责将数据转换成可以在物理媒体上传输的信号，并确保接收端能够正确解析。 在数据通信的基础知识部分，提到了数据通信系统的模型，它由源点、发送器、传输系统、接收器和终点组成。数据经过发送器编码成为信号，通过传输系统到达接收器，然后解码为原始数据。数据可以是模拟的或数字的，模拟信号连续变化，而数字信号则由离散的码元表示。通信方式有单向、双向交替和双向同时三种。 电缆作为物理层的重要组成部分，分为不同类型。无屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）常用于局域网，其中UTP没有外部屏蔽，而STP有屏蔽层以减少电磁干扰。同轴电缆则是另一种常见的导向传输媒体，具有内导体、绝缘层、外导体屏蔽层和绝缘保护套层，适用于电视广播和有线网络。 传输媒体分为导向和非导向两类。导向媒体如铜线和同轴电缆，它们提供封闭路径进行信号传输；非导向媒体如无线电波和微波，信号在空气中传播，不受物理介质限制。 信道复用技术是提高信道利用率的关键，包括频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和统计时分复用（STDM），以及波分复用（WDM）和码分多址（CDMA）。这些技术允许多个信号在同一信道上同时传输，实现资源共享。 数字传输系统确保数据在传输过程中保持完整性，xDSL技术（如ADSL、VDSL）利用电话线提供高速互联网接入，光纤同轴混合网（HFC）结合了光纤和同轴电缆的优点，FTTx（光纤到户/节点/楼/交接箱）技术进一步推进了光纤的广泛应用。 这一章节涵盖了物理层的基本原理和数据通信的核心概念，对理解计算机网络底层工作原理至关重要。