OSI/RM网络体系结构 物理层

OSI/RM网络体系结构

OSI/RM即(Open System Interconnection/Reference Model),著名的开放系统互联参考模型，简称：OSI模型，1983年正式形成了OSI/RM正式文件，即ISO 7498标准，就是常见的七层协议体系结构（物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层）。网络体系结构也可以定义稍微计算机网络各层及协议的集合，这样OSI本身就算不上一个网络体系结构，因为没有定义每一层所用到的服务和协议，体系结构是抽象的概念，实现是具体的概念，实际运行的是软件和硬件。

OSI数据通信模型

物理层

物理层位于OSI/RM参考模型的最底层，为数据链路层实体提供建立、传输、释放所必需的物理连接，提供透明的比特流传输，物理层的数据单位是比特，即一个二进制位，物理层构建在物理传输介质和硬件设备相连接之上，向上服务于数据链路层

数据通信理论知识

数据通信基本概念

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

数据传输速率公式与计算

数字通信系统的有效程度用码元传输速率和信息传输速率来表示

尼奎斯特定理（NyQuist）

尼奎斯特定理适用于无噪声时数据速率的计算：

最大数据速率 = 2W log2N = Blog2N

(W表示带宽，B表示波特率，N是码元总的种类数）

香农定理

香农定理适用于有噪声时数据速率的计算：

最大数据速率 = W log2(1+S/N)

S/N：一般用db（分贝）表示

分贝数与信噪比的关系为：db = 10lg（S/N） 举例：20db的S/N=100

(W表示带宽,S/N是信噪比）

调制与编码

幅移键控（ASK）

相移键控（FSK）

正交幅度调制（QAM）

编码类型可分为：

数据传输方式

1. 按信号类型分类

      模拟通信数字通信

2. 按照依次输出的数据位数分类

	  串行通信并行通信

3. 按照信号传送的方向与时间的关系分类

       单工通信半双工通信全双工通信

4. 按照数据的同步方式分类

        同步通信异步通信

数据交换方式

电路交换：

分组交换：

报文交换：

多路复用

多路复用的实质是在发送端将多路信号组合成一路信号，然后再一条专用的物理信道上实现传输，接收端在将复合信号分离出来。

多路复用技术有：时分复用TDM 波分复用WDM 频分复用FDM

数字传输系统

脉冲编码调制PCM体制

PCM两个重要国际标准：北美的24路PCM（T1，速率为1.554Mb/s）和欧洲的30路PCM（E1，速率为2.048Mb/s）

有线传输介质

同轴电缆

同轴电缆(Coaxial Cable)是一种电线及信号传输线，一般是由四层物料造成：最内里是一条导电铜线，线的外面有一层塑胶（作绝缘体、电介质之用）围拢，绝缘体外面又有一层薄的网状导电体（一般为铜或合金），然后导电体外面是最外层的绝缘物料作为外皮。

同轴电缆可用于模拟信号和数字信号的传输，适用于各种各样的应用，其中最重要的有线电视传播、长途电话传输、计算机系统之间的短距离连接以及局域网等。同轴电缆作为将电视信号传播到千家万户的一种手段发展迅速，这就是有线电视。一个有线电视系统可以负载几十个甚至上百个电视频道，其传播范围可以达几十千米。长期以来同轴电缆都是长途电话网的重要组成部分。今天，它面临着来自光纤、地面微波和卫星的日益激烈的竞争

屏蔽双绞线

与UTP非屏蔽线缆的不同之处在于，STP屏蔽线缆内部配备有铝箔、金属编织网屏蔽层，可使线缆传输信号免受干扰，从而实现更快的数据传输。STP线缆的工作原理是将干扰信号吸引到屏蔽层，然后引入接地线缆中。根据不同的屏蔽层，STP线缆又可分为铝箔屏蔽线缆（FTP——Foiled Twisted Pair ）和双屏蔽线缆（SFTP——Shielded/Foil Twisted Pair）两种类型：

铝箔屏蔽线缆（FTP）—— FTP线缆的双绞线被铝箔屏蔽层包裹，以保护线缆免受电磁干扰和串扰。

双屏蔽线缆（SFTP）—— SFTP线缆是在FTP/STP的铝箔屏蔽层基础上再包裹一层金属编织网屏蔽层，金属编织网的材质通常为镀锡铜。在铝箔屏蔽层与金属编织网屏蔽层的双重加持下，SFTP线缆的抗干扰能力更强，同时有效减少了内部信号的衰减，是屏蔽性能级别最高的线缆。

非屏蔽双绞线

非屏蔽双绞线UTP是一种成本较低的网线，其由四对绞合在一起的绝缘导线制成，并由塑料绝缘套包裹保护。在非屏蔽双绞线内部没有铝箔、金属编织网屏蔽层，这使得线缆直径更小。24 AWG（American Wire Gauge）是最常见的 UTP 线缆尺寸。飞速(FS)还提供直径为28AWG的极细网线，支持 250MHz 带宽和 1000-T以太网，更易于在狭窄的空间内进行线缆管理，有助于改善设备间的空气流通。

光纤

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”，光纤可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤

在光纤通信中，单模光纤（SMF）是一种在横向模式直接传输光信号的光纤。单模光纤运行在100M/s或1 G/s的数据速率，传输距离都可以达到至少5公里。通常情况下，单模光纤用于远程信号传输。

多模光纤

多模光纤（MMF）主要用于短距离的光纤通信，如在建筑物内或校园里。典型的传输速度是100M/s，传输距离可达2km（100BASE-FX），1 G/s可达1000m，10 G/s可达550m。有两种类型的折射率：渐变折射率和阶跃折射率。

单模光纤与多模光纤的区别