物理层基本概念
物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输‘数据比特流’。
主要任务：例确定 传输媒体的接口的一些特性，即：
机械特性：例接口形状，大小，引线数目
电气特性：例规定电压范围（-5v到5v）
功能特性：例规定-5v表示0，+5v表示1
过程特性（规程特性）：规定建立连接时各个相关部分的工作步骤
数据通信的基础知识
基带信号：来自信源的信号。（基带传输--近距离）
带通信号：（调制后）在一段频率范围内能够通过信道。
基带信号调制方法：调幅（01），调频（频率），调相（正余弦）。
常用编码
单极性不归零码：只使用一个电压值，高电平 1，没电压 0。
双极性不归零码：正电平和负电平分别表示1和0，正负幅值相等。
单极性归零码（RZ）：高电平 1，低电平 0，而且在发送码1时高电平在整个码源期间T只持续一段时间τ，其余返回零电平。
双极性归零码：正负零三个电平，信号携带同步信息。
曼彻斯特编码：低-高跳0，高-低跳 1。（bit中间有信号跳变）
差分曼彻斯特编码：bit与bit之间也有信号跳变表示下一个bit为0，bit与bit之间无信号跳变表示下一个bit为1。
信道极限容量
奈氏准则：理想条件下，避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。（没有电磁干扰，信道极限容量也有上限）
信道的频带越宽，通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。
信噪比：
香农公式（有信号干扰）
极限信息传输速率：C=W log2（1+S/N） b/s
W：信道的带宽（单位 Hz）
S：信道内所传信号的平均功率
N：信道内部的高斯噪音功率
噪声越大，极限信息传输速率越小。
香农公式表明只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。（如果信道带宽W 或 信噪比 S/N没有上限，则传输速率C也没有上限）
香农公式使用范围比奈氏准则更广。
数据通信模型：
发送信息-->数字比特流-->模拟信号--公共电话网--模拟信号-->数字比特流-->接收显示信息。
码元：常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。
信道：单工信道，半双工信道，全双工通道。
物理层下面的传输媒体
导向传输媒体中，电磁波沿着固体媒体传播。
双绞线： 屏蔽双绞线STP
无屏蔽双绞线UTP
同轴电缆：50Ω同轴电缆 用于数字传输 多用于基带传输（也叫基带同轴电缆）
75Ω同轴电缆 用于模拟传输 （宽带同轴电缆）
光缆
同类设备用交叉线。
不同类设备用直通线。
直通线顺序：
橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕
单模光纤只能传播一种电磁波模式 细 （有线电视网络多用 传播性能好，10GHz）
多模光纤能传递多个电磁波模式 粗
非导向传输媒体 （指自由空间）
其中的电磁波传输被称为无线传输。无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
微波 -- 直线传播：地面微波接力通信，卫星通信
物理层设备 -- 集线器（hub）
特点：信号放大 重发作用 扩大网络传输范围，不具备信号的定向传送能力。
最大传输距离：100m
集线器是一个大的冲突域。
信道复用技术
频分复用（FDM）：不同频率的带宽
时分复用：等时分配给不同信道
统计时分复用：加上标记，信道数据没有规律
波分复用（光的频分复用）：光的频分复用，光的不同频率。
数字传输系统
脉码调制PCM体制：电话局之间的中继线上传送多路电话。
PCM标准：北美24路PCM（T1）--1.544Mb/s 欧洲30路PCM（E1）--2.048Mb/s
需要更高数据率时，可采用复用的方法。
E1：32路语音信道时分复用 ---- 中国使用（路由器广域网接口E1）
T1：24路语音信道时分复用
宽带接入技术
ADSL 标准模拟电话信号频带300~3400Hz -- 非对称信道
xDSL技术（用数字技术对现有模拟电话用户线改造）：0~4kHz低端留给传统电话使用，高端频谱用来上网。
DMT调制技术采用频分复用方法，把40kHz以上到1.1MHz的高端频谱划分为许多子信道（25个用于上行信道，249个用于下行信道）。每个子信道占据4kHz宽带。
光纤同轴混合网HFC：有线电视
FTTx技术：FTTH光纤到家，FTTB光纤到大楼（电缆，双绞线），FTTC光纤到路边（星型结构双绞线155Mb/s）。