基本概念：
物理层考虑的是怎么样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异，用于物理层的协议也常称为物理层规程（procedure）。
主要任务：
确定与传输媒体接口的一些特性。
机械特性：
指明接口所用接线器的形状和尺寸，引线数目和排列、固定和锁定装置等
电气特性：
指明接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性：
指明某条线上出现的某一电平的电压表示的何种意义
过程特性：
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据通信的基础知识：
数据通信系统的模型：
一个数据通信系统包括大三部分：
源系统（或发送端、发送方）
传输系统（或传输网络）
和目的系统（或接收端、接收方）：
常用术语：
Data：运送消息的实体
signal（信号）：数据的电气或电磁的表现
模拟信号（analogous signal）：代表消息的参数的取值是连续的。
数字信号（digital signal）： 代表消息的参数的取值是离散的。
码元（code）： 在使用时间域（简称时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形。
信道的基本概念：
信道：一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体
单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互
双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送信息。
双方同时通信：（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接受信息。
基带信号（基本频带信号）：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。基带信号往往包含较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行调制（modulation）
调制（modulation）：
基带调制：
仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。变换后的信号任然是基带信号。把这个过程称为编码（coding）
带通调制：
使用载波（carrier）进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能更好的在模拟信道里面传输了。
带通信号：经过载波调制后的信号
常用的coding方式：
不归零制：正电平代表1，负电平代表0
归零制： 正脉冲代表1，负脉冲代表0
曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表0，位周期中心的向下跳变代表1.也可以反着定义
差分曼切斯特编码：在每一位中心处始终有着跳变，位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表1
从信号波形中可以看出，曼切斯特编码和差分曼切斯特编码产生的信号频率比不归零制高。
从自同步能力看来，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率，而曼切斯特编码和差分曼切斯特编码有自同步功能。
基本的带通调制方法：
基带信号往往包含很多的低频信号，甚至于有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或者直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制（modulation）
方法：
1.调幅（AM）：载波的振幅随基带数字信号而变化
正交振幅调制QAM
2.调频（FM）： 载波的频率随基带数字信号而变化
3.调相 (PM）： 载波的初始相位随基带数字信号而变化
信道的极限容量：
任何实际的信道都不是理性的，在传输信号的时候会产生各种失真以及带来多重干扰。
码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，或传输媒体质量越差，在信道的输出端的波形失真就越严重
信道的极限容量：
从概念上将，限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：
信道能够通过的频率范围：
具体的信道所能通过的频率范围总是有限的，信号中的许多高频分量往往不能通过信道
在理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率有上限值。
如果信道的频带越宽，也就是通过的信号高频分量越多，就可以用更高的速率来传递码元而不受串扰
信噪比：
首先引入噪声：
噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。
噪声是随机产生的，它的瞬间值有时会很大。因此噪声会使接收端对码元的判决产生错误。
但噪声的影响是相对的。如果信号比较强，则噪声的影响比较小
信噪比：（就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比）
常记为S/N，用分贝（dB作为度量单位）
信噪比（dB） = 10 log10(S/N)
香农公式：
香农用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
C = W log2(1+S/N) (bit/s) //W是信道的带宽，S是信道内传信号的平均功率。N是信道内部的高斯噪声功率