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计算机网络技术理论与实践
1.4.1 3.1 传输技术概述

3.1 传输技术概述

TCP/IP协议在计算机网络中取得了巨大成功,通过IP数据包的传送,我们可以获得各种各样的应用服务。但是IP数据包是网络层的实体,它需要通过物理层才能将数据传送到目的地。

物理层的作用就是通过传输介质将比特流从一台计算机传输到另一台计算机。物理层传输数据的单位是比特,主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。传输媒体也称为传输介质或传输媒介。

通常传输介质上可以传送数字信号和模拟信号,比如家庭的电话线接入部分传送的就是模拟信号,把模拟的话音转换成电信号进行传输,使电信号的幅度与声音大小成正比,它是幅值连续变化的模拟信号;而串行线、双绞线(网线)、光纤上通常传输的是数字信号,比如双绞线把二进制代码的0和1直接用高低两种电平信号表示,作为传输信号进行传输,传输信号的幅值只有离散的两种电平,是一种数字信号。

计算机中通常都是数字数据,而传输信道分成模拟信道和数字信道,分别通过模拟信号和数字信号进行信息的传递。

因而在计算机网络的传输技术中就需要考虑数字数据在模拟信道上的传输技术。数字数据借助于模拟信道传输,称为频带传输,这样可以利用已有的非常普遍的模拟电话网。在这种方式中需要使用调制解调技术,调制是将数字数据模拟化的方法,解调是将已经调制好的信号还原为原来的数字数据。调制器的主要作用就是个波形变换器,它把基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形,解调器的作用就是个波形识别器,它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。在使用电话线进行传输数字数据时就要用到调制解调技术,例如,现在常用的电话线上网(ADSL技术)。

计算机网络中使用最普遍的还是基带传输方式,也就是在数字信道上传输数字数据。基带传输必须将数字数据进行线路编码变成对应的物理信号再进行传输,到了接收端再解码,还原出原始的数据。编码的好处是更有利于在接收端区分0和1,并且可以在传输信号中携带时钟,便于接收端提取定时时钟信号。采用合理的编码方式,还能够适合信道的传输特性,更充分地利用信道的传输能力。

不同的传输介质上通常采用不同的电气特征来完成信息的传递。信息的电气表现形式可以包括电信号的电平,正弦电信号的幅值、频率和相位,电脉冲的幅值、上升沿和下降沿,光脉冲的有和无等。

传输介质还可以分为有线传输介质和无线传输介质,本章中主要介绍的是有线传输介质,无线传输介质在下一章结合着无线网络进行介绍。

在物理层传输数据时,除了用到传输介质,还需要用到一些传输的设备,比如中继器和集线器等。