以太网为什么使用基带传输

前言

在介绍以太网物理层标准提到，1000BASE-T中的BASE表示”基带“，且以太网都采用基带传输。那什么是基带传输？为什么以太网使用基带传输技术？本文我们来探讨这两个问题，深入学习以太网基础技术。

基带传输指，数字信号（0和1）不经过任何高频调制，直接以原始的电脉冲或光脉冲形式在线缆上传输。简单地说就是，电压高低或光信号的强弱、有无直接代表了数据本身。

“基带” 是为了更好地理解，我们将其与另一种传输方式——宽带进行对比。

基带传输是以太网和许多有线通信技术的基础，它包括以下四个特点

信号形式：使用原始的电平或光脉冲。例如，高电平代表比特“1”，低电平或零电平代表比特“0”。

频率范围：信号频率从 0 Hz（直流）开始，一直延伸到由信号速率决定的一个最高频率，信号占据了介质的全部带宽。例如，超五类线中信号频率是0Hz到100MHz

信道独占：在一条信道（如一根双绞线对）上，同一时间只能进行发送或接收。这个特点导致了CSMA/CD冲突检测机制的产生。

简单直接：由于无需复杂的调制解调过程，实现起来硬件成本较低。

当我们的电脑通过网线（1000BASE-T）发送数据时，网卡会直接产生代表“010110…”的特定电压波形，并将其施加到双绞线上。接收端的网卡检测这些电压变化，直接解读出“010110…”。

宽带传输是无线传输和许多有线接入技术的基础，其特点包括：

信号形式：将原始的数字信号（基带信号）通过调制器加载到一个高频的载波信号上。这就像把货物（数据）装上一辆高速卡车（载波）。

频率分割：一条物理线路上可以同时存在多个不同频率的载波，每个载波可以承载一个独立的数据流。例如，ADSL接入技术中，使用低频率传输语音信号，使用高频率传输数据信号。

信道共享：一条宽带线路上可以同时进行多个通信任务而互不干扰。最典型的例子就是有线电视和早期的ADSL上网。

复杂但高效：需要调制解调器，但能更有效地利用线路带宽并且传输距离更远。

在有线电视系统中，一根同轴电缆可以同时传输上百个电视频道。每个频道被调制到不同的高频载波上（比如CCTV1在 550 MHz，CCTV13在 600 MHz）。电视机通过调谐到特定频率来解调出我们想看的那个频道（基带视频信号）。