From dd34c8d0a027cb95c80598745897e25869a25db1 Mon Sep 17 00:00:00 2001
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 <3322619096@qq.com>
Date: Wed, 19 Mar 2025 17:35:11 +0800
Subject: [PATCH] test

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+# 笔记
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+## 基本概念
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+物理层传输的是[比特流]（Bit Stream），也就是由0和1组成的二进制数字序列。通信双方使用物理层提供的传输介质并以某种方式进行数据编码与解码，使得接收方能够正确地接收到发送方所传输的信息
+
+物理层主要任务：确定与传输媒体接口有关的一些特性 -> 定义标准
+
+1. **机械特性**：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、==引线数目==、==引脚数量==和排列情况。
+
+2. **电气特性**：规定传输二进制位时，线路上信号的==电压范围==、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。
+
+   例如：某网络在物理层规定，信号的电平用+10V ~ +15V表示二进制0，用-10V ~ -15V表示二进制1，电线长度限于15m内。
+
+3. **功能特性**：指明某条线上出现的某一电==平表示何种含义==，接口部件的信号线的用途。
+
+   例如：描述一个物理层接口引脚处于高电平时的含义。
+
+4. **规程特性**：（过程特性）定义各条物理线路的工作规程和时序的关系。
+
+## 数据通信基础知识
+
+### 典型数据通讯模型
+
+### 术语
+
+**数据**：传送消息的实体，通常是有意义的符号序列。
+
+**信号**：数据的电气/电磁表示，是数据在传输过程中的==存在形式==。
+
+- 数字信号：代表消息的参数取值是离散的。
+- 模拟信号：代表消息的参数取值是连续的。
+
+**信源**：产生和发送数据的源头。
+
+**信宿**：接收数据的终点。
+
+**信道**：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通讯线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
+
+## 码元
+
+**码元**是指用一个==固定时长==的==信号波形==（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时（M大于2），此时码元为M进制码元。
+
+**1码元可以携带多个比特的信息量**。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表0状态，另一种代表1状态。
+
+## 速率、波特
+
+速率也叫数据率，是指数据的==传输效率==，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输效率和信息传输效率表示。
+
+**码元传输速率**：别名码元速率、波形速率、调制速率、符号速率等，它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数），单位是**波特（Baud）**。1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的，但码元速率与进制数无关。
+
+**信息测试速率**：别名信息速率、比特率等，表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数），单位是比特/秒（b/s）。
+
+## 三种通讯方式
+
+从通信双方信息的交互方式看，可以有三种基本方式：
+
+1. **单工通信**：只有一个方向的通信，而没有反方向的交互，仅需要==一条==信道。[广播]
+
+2. **半双工通信**：通信的双方都可以发送和接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收，需要==两条==信道。【对讲机】
+
+3. **全双工通信**：通信双方可以同时发送和接收信息，也需要==两条==信道。【手机】
+
+   ## 两种数据传输方式传输方式
+
+**串行传输**：速度慢，费用低，适合远距离  
+**并行传输**：速度快，费用高，适合近距离，常用于计算机内部数据传输
+
+### 编码与调制
+
+#### 信号
+
+概念：
+
+**信道**：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
+
+基带信号：
+
+将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，再送到==数字信道==上去传输（==基带传输==）。**来自信源**的信号，像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。基带信号就是发出的**直接表达了要传输的信息的信号**，比如我们是说话的声波就是基带信号。
+
+宽带信号：
+
+将基带信号进行调整后形成的频分复用模拟信号，再传送到==模拟信道==上去传输（==宽带传输==）。把基带信号经过**载波调制**后，把信号的**频率范围搬移**到**较高的频段**以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。
+
+区别：
+
+在传输距离较近时，计算机网络采用基带传输方式（近距离衰减小，从而信号内容不易发生变化）
+
+在传输距离较远时，计算机网络采用宽带传输方式（远距离衰减大，即使信号变化大也能最后过滤出来基带信号）
+
+
+#### 调制
+
+数字数据调制为模拟信号：
+
+数字数据调制技术在发送端将数字信号转换为模拟信号，而在接收端将模拟信号还原为数字信号，分别对应于调制解调器的调制和解调过程
+
+模拟数据调制为模拟信号：
+
+为了实现传输的有效性，可能需要较高的频率。这种调制方式还可以使用频分复用技术，充分利用带宽资源。在电话机和本机交换机所传输的信号是采用模拟信号传输模拟数据的方式；模拟的声音数据是加载到模拟的载波信号中传输的。
+
+失真：
+
+影响失真程度的因素：
+
+1. ==码元传输速率==
+2. ==信号传输距离==
+3. ==噪声干扰==
+4. 传输媒体质量
+
+码间串扰
+
+**码间串扰**：接收端接到的信号波形==失去了码元之间清晰界限==的现象。
+
+## 物理层传输介质:导向 有线类，非导向 无线类
+
+### 导向
+
+#### 双绞线
+
+导向传输介质1：双绞线：
+
+双绞线是古老、又最常用的传输介质，它由两根采用一定规则并排绞合的、相互绝缘的**铜导线**组成。
+
+为了进一步提高抗电磁干扰能力，可在双绞线的外面再加上一个由金属丝编织成的屏蔽层，这就是**屏蔽双绞线**（STP），无屏蔽层的双绞线就称为**非屏蔽双绞线**（UTP）
+
+双绞线价格便宜，是最常用的传输介质之一，在局域网和传统电话网中普遍使用。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几公里到数十公里。距离太远时，对于模拟传输要用放大器放大衰减的信号；对于数字传输，要用中继器将失真的信号整形。
+
+#### 同轴电缆
+
+导向传输介质2：同轴电缆：
+
+同轴电缆由导体铜质芯线、绝缘层、网状编织屏蔽层和塑料层构成。按特性抗阻数值的不同，通常将同轴电缆分为两类：50Ω同轴电缆和75Ω同轴电缆。
+
+其中，50Ω同轴电缆主要用于传送基带数字信号，又称为**基带同轴电缆**，它在局域网中得到广泛应用；75Ω同轴电缆主要用于传送宽带信号，又称为**宽带同轴电缆**，它主要用于有线电视系统。
+
+同轴电缆VS双绞线：
+
+由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆==抗干扰特性==比双绞线好，被广泛用于传输较高速率的数据，其==传输距离==更远，但==价格==较双绞线贵。
+
+#### 光纤
+
+导向传输介质3：光纤
+
+光纤通信就是利用光导纤维（简称光纤）传递==光脉冲==来进行通信。有光脉冲表示1，无光脉冲表示0。而可见光的频率大约是108MHz，因此光纤通信系统的**带宽远远大于**目前其他各种传输媒体的带宽。
+
+分类：
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+**单模光纤**：是一种在==横向模式==直接传输光信号的光纤，光源为==定向==性很好的==激光==二极管，特点是衰耗小，适合远距离传输。
+
+**多模光纤**：有==多种==传输光信号模式的光纤，光源为发光二极管，特点是==易失真==，适合==近==距离传输。
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+特点：
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+1 ．传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
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+2 ．抗雷电和电磁干扰性能好。
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+3 ．无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
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+4 ．体积小，重量轻。
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+### 非导向
+
+#### 无线电波
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+无线电波：
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+较强**穿透能力**，可传远距离，广泛用于通信领域（如手机通信）。信号向==所有方向==传播。
+
+#### 微波
+
+概念：
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+微波通信频率较高、频道范围宽，因此数据率很高。信号==固定方向==传播。
+
+应用分类：
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+- **地面微波接力通信**
+
+- **卫星通信**
+
+  - 优点
+    - 通信容量大
+    - 距离远
+    - 覆盖广
+    - 广播通信和多址通信
+  - 缺点
+    - 传播时延长（250-270ms）
+    - 受气候影响大（强风、太阳黑子爆发、日凌）
+    - 误码率较高
+    - 成本高
+
+#### 红外线、激光
+
+> 概念
+
+把要传输的信号分别**转换为各自的信号格式**，即红外光信号和激光信号，再在空间中传播。信号==固定方向==传播。
+
+## 物理层设备
+
+### 中继器
+
+诞生原因：
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+由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。
+
+中继器的功能：
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+对信号进行再生和还原，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。
+
+中继器的两端：
+
+1. 两端的网络部分是网段，而不是子网，适用于完全相同的两类网络的互连，且两个网段速率要相同。
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+2. 中继器只将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上，它仅作用于信号的电气部分，并不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。
+
+3. 两端可连相同媒体，也可连不同媒体。
+
+4. 中继器两端的网段一定要是同一个协议（中继器不会存储转发）。
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+### 集线器
+
+集线器（多口中继器）：
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+**集线器的功能**：对信号进行再生==放大转发==，对衰减的信号进行放大，接着转发到其他所有（除输入端口外），处于工作状态的端口上，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。不具备信号的定向传送能力，是一个共享式设备。
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+#### [物理层常见设备]
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+物理层设备主要包括以下几种：
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+- 集线器（Hub）：用于将多个计算机连接到局域网上。
+- 网卡（Network Interface Card NIC）：将计算机与网络物理连接起来。网络接口：RJ-45，一般已经集成在你们主板里了。也有规格 100M 1000M 10000M
+- 中继器（Repeater）：用于加强信号的传输距离。
+- 调制解调器（Modem）：将数字信号转化为模拟信号，方便在电话线上传输。调制技术光纤收发器（Optical Transceiver）：用于光纤的信号收发器。光猫，电信，移动。
+- CAT-5线：几类线，自己了解，现在推荐6类以上，1000M
+- RJ-45接头 ： 水晶头，网卡接口的类型
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+# 思考与练习
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+1. OSI模型各层的具体作用及协议：了解和尝试记忆
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+   [简述OSI七层模型及每层的功能任务和协议 - ElaineTiger - 博客园 (cnblogs.com)](https://www.cnblogs.com/ElaineTiger/p/18138074#OSI_16)
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+2. 知道物理层的任务，及其传输介质有哪些
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+   任务：网络物理层是计算机网络中的一层，负责将数据从发送方传输到接收方的物理介质上。
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+   传输介质：双绞线、同轴电缆、光缆、无线传输
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+3. 查找物理层设备的图片和视频，知道它们长什么样，有什么用。
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+   [计算机网络「二」—— 物理层（多图详解）-CSDN博客](https://blog.csdn.net/qq_46331050/article/details/120206230)
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+4. 总结中国宽带接入技术的发展史
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+   中国宽带接入技术的发展历程大致可分为以下几个阶段：
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+   1.**拨号上网时代（20 世纪 90 年代中期 - 2000 年）**：当时电脑是奢侈品，上网需通过电话线连接调制解调器（“猫”），带宽范围仅 14.4K-56K，下载速度约每秒 7KB，上网按小时计费，费用昂贵且经常掉线。
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+   2.**ADSL 宽带时代（2000 年 - 2006 年）**：进入 2000 年后，拨号上网逐渐被淘汰，ADSL 宽带开始普及。ADSL 技术实现了上网和电话互不干扰，其上行速度最高可达 1Mbps，下行速度最高可达 8Mbps。随着技术进步，ADSL2 + 出现，下行速度扩展至 24Mbps。这一时期，网络开始走进平常百姓家，网民数量爆发式增长。
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+   3.**半光纤时期（2006 年 - 2011 年）**：FTTX 技术（光纤到小区）得到应用，网络供应商通过光纤接入小区，再分支到大楼，用户通过网线接入，可实现 2-100Mbps 的宽带速度。此时中国移动收购铁通，大力发展宽带业务，宽带费用大幅降低。但这种宽带在高峰期容易出现网速下降的问题。
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+   4.**光纤入户时代（2011 年至今）**：全球通信厂商主导的 EPON 技术和全球运营商主导的 GPON 技术相继上线。EPON 技术实现了单端口上下行 1Gbps，后来推出的 10GEPON 实现了单端口上下对称 10Gbps；GPON 技术实现了单端口上行 1.25Gbps、下行 2.5Gbps，发展到 XGPON 后可实现非对称的 10Gbps 宽带。截至 2023 年第四季度，中国固定宽带网络平均下载速率达到 83.88Mbit/s，5G 用户和固定宽带千兆接入用户规模实现爆发式增长。
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+5. 预习水晶头制作方法
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+   ### 所需工具和材料
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+   - **工具**：网线钳、剥线刀（可使用网线钳的剥线功能替代）、测线仪（用于检测水晶头制作是否成功）。
+   - **材料**：RJ45 水晶头、网线（通常为双绞线）。
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+   ### 制作步骤
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+   1. **裁剪网线**：根据实际需要，用网线钳将网线裁剪到合适的长度。
+   2. **剥线**：使用剥线刀或网线钳的剥线功能，将网线一端的外皮剥去约 2 - 3 厘米，注意不要损伤内部的线芯。
+   3. **整理线芯**：将网线中的 8 根线芯按照一定的顺序排列整齐。常见的标准有 T568A 和 T568B，一般使用 T568B 标准，其线序从左到右依次为：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。
+   4. **剪齐线芯**：将排列好的线芯用网线钳剪齐，使线芯末端平整，长度约为 1.2 - 1.5 厘米，确保所有线芯长度一致。
+   5. **插入水晶头**：将剪齐的线芯按照顺序轻轻插入 RJ45 水晶头中，注意要确保线芯完全插入到水晶头的底部，并且每根线芯都对应正确的位置。
+   6. **压制水晶头**：将插入线芯的水晶头放入网线钳的压线槽中，确保水晶头的前端与网线钳的刃口对齐，然后用力握紧网线钳，将水晶头的金属片压入线芯，使线芯与金属片良好接触。
+   7. **检查与测试**：制作完成后，先检查水晶头外观，看线芯是否插好、金属片是否压到位。然后使用测线仪进行测试，将水晶头连接到测线仪的一端，另一端连接到另一个水晶头（如果是制作直通线）或测试仪的对应端口（如果是制作交叉线），打开测线仪电源，观察指示灯的闪烁情况。如果指示灯按照正确的顺序依次闪烁，说明水晶头制作成功，网线连接正常；如果有某个指示灯不亮或闪烁顺序错误，则说明水晶头制作有问题，需要重新制作。
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+6. 书本：第41本练习题![微信图片_20250319173359](https://gitee.com/guan-songtao/picture/raw/master/img/upgit_20250319_1742376847.jpg)
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