在中國科學技術大學《計算機網絡》課程的第五講中，核心議題聚焦于連接用戶終端與互聯網主干的關鍵環節——接入網（Access Network）及其物理基礎——物理媒體（Physical Media）。這一部分內容不僅是網絡技術棧的基石，也是現代信息社會得以高效運轉的物理承載。
一、 接入網：從“最后一公里”到“第一公里”
接入網，常被稱為“最后一公里”，其核心任務是解決如何將最終用戶（家庭、企業、移動設備）連接到其互聯網服務提供商（ISP）的邊緣路由器。隨著技術的發展，其重要性日益凸顯，甚至被看作是用戶體驗的“第一公里”。課程中主要探討了幾種主流接入技術：
- 數字用戶線路（DSL）：利用現有的電話雙絞線，通過頻分復用技術，在高于人耳可聞頻率的波段上實現高速數據（下行）和電話語音的并行傳輸。其特點是“非對稱”，通常下行速率遠高于上行。
- 電纜因特網接入（Cable Internet）：依托有線電視網絡的同軸電纜和光纖混合（HFC）基礎設施。它采用頻分復用，將不同頻段分配給電視信號、下行數據和上行數據。其特點是共享廣播介質，區域內的用戶共享帶寬。
- 光纖到戶（FTTH）：代表著未來的發展方向，直接使用光纖將光信號傳輸到用戶家中或樓宇。它提供了極高的帶寬潛力，是目前能提供最高速、最穩定接入服務的技術。常見的架構包括有源光網絡（AON）和無源光網絡（PON）。
- 以太網與Wi-Fi：在企業、校園和家庭局域網中，以太網（有線）和Wi-Fi（無線802.11標準）是主流的局域網接入技術。它們通過交換機或無線路由器，將本地設備接入，再通過網關連接到廣域網。
- 廣域無線接入：3G、4G/5G與衛星：移動蜂窩網絡（如4G LTE、5G）實現了無處不在的無線寬帶接入。衛星接入則為偏遠地區或特殊場景（如航海、航空）提供了覆蓋解決方案。
二、 物理媒體：比特流的“高速公路”
所有網絡通信最終都依賴于物理媒體來傳播承載信息的信號（電磁波或光脈沖）。課程系統性地比較了不同介質的特性：
- 導引型媒體：信號在固體介質中傳播。
- 雙絞線：最常見，成本低，用于電話線和以太網（如Cat 5e, Cat 6）。通過絞合減少電磁干擾。
- 同軸電纜：屏蔽性好，帶寬高，曾廣泛用于有線電視和早期以太網。
- 光纖：利用光在玻璃纖維中的全反射原理傳輸。優點極為突出：極低的信號衰減、極高的帶寬、不受電磁干擾、安全性好。是長途骨干網和高速接入網的核心介質。
- 非導引型媒體：信號在空氣或真空中自由傳播。
- 無線電頻譜：被劃分為不同波段，用于Wi-Fi、藍牙、蜂窩網絡、衛星通信等。其特性受距離、障礙物、干擾和多徑傳播的影響顯著。
- 衛星微波：通過地球同步衛星或低軌道衛星中繼信號，實現大范圍覆蓋，但延遲較高（尤其是地球同步衛星）。
三、 網絡科技視角下的融合與演進
從更宏大的網絡科技與計算機科學視角看，接入網與物理媒體的發展深刻塑造了網絡架構和應用模式：
- 帶寬的指數級增長：從撥號Modem的56kbps到千兆光纖，接入帶寬的飛躍使得高清視頻流、云計算、物聯網等數據密集型應用成為可能。
- “云-管-端”協同：強大的終端（計算機、手機）、高速的接入“管道”和集中的云端計算資源，三者共同構成了現代計算范式。接入網是連接“端”與“云”的關鍵管道。
- 異構網絡融合：未來的網絡環境將是多種接入技術（5G, Wi-Fi 6, FTTH）的智能融合。用戶可以在不同場景下無縫切換，獲得最佳體驗，這依賴于網絡層的移動性管理和鏈路層技術的進步。
- 物理層安全：物理媒體的特性（如光纖的竊聽難度、無線信號的廣播特性）直接關系到通信安全的底層基礎，是設計安全協議時必須考慮的因素。
結論
中科大《計算機網絡》課程第五講所闡釋的接入網與物理媒體，絕非枯燥的技術細節。它們是數字信息從云端到達用戶指尖所必經的、實實在在的物理路徑。理解這些技術的原理、優勢與局限，是設計高效、可靠、普惠的網絡系統的基礎，也是每一位網絡科技與計算機領域的學習者構建其知識版圖的重要一環。隨著5G的深化部署、F5G（固定第五代網絡）的推進以及未來6G的探索，這條連接虛擬與現實的“橋梁”將持續演進，承載起一個更加智能互聯的世界。
