物理层物理层

该层解决具体比特传输问题
一般的数据通信系统如图：

该系统可按通信方式分为两种：同步/异步通信和模拟/数字通信：
异步通信是通信双方各自时钟独立，每次只传输一个字符，时钟在传送开始时对齐；这种机制简单，成本低，但是效率和速率都较低。
同步通信是一次传输一块数据，时钟必须同步，使用相同的时钟信号（通过将时钟信号编入数据解决）。
模拟/数字通信，区别在于信道中传输的是模拟（连续）还是数字（离散）信号。
众所周知计算机只能处理有限离散的数据，所以模拟信号需要通过信源编码后才能传输，典型的方法是PCM；该方法利用积分思想，大致流程为采样—量化—编码，距离如图：

物理介质

按类型分为两种：
导引型传输介质，需要传输介质方能到达，有线型如架空明线，双绞线，同轴电缆；
非导引型传输介质，在自由空间内传播，在不同频段有不同传播特性，如无线电

信道与信道容量

信道从狭义上来说为信号传输介质，广义来说是介质和变换装置；
容量为无差错传输信息的最大平均信息速率，
奈奎斯特信道容量公式是理想无噪声条件下的极限信道容量C=2Blog2M，其中B为带宽（最高低频率之差，单位hz），M为进制数，也就是信号状态数。
更实际的有噪声条件下的香农信道容量公式，C=Blog2(1+ S/N)，其中S/ N为信噪比，即信号能量与噪声能量之比，单位为分贝db，计算方法为s/n=10log10（信号能量/噪声能量）。

基带传输

基带信号是信源发出的原始电信号，包含较多低频成分，甚至有直流成分，直接在信道中传送基带信号称为基带传输。

适合在低通特性的有线信道中传输，通常不适合在无线信道中直接传输。

数字基带信号码型

单极不归零码，易产生，不适合长距离传输，对应还有双极不归零码；
单极归零码，中间时刻回归零电位，还有双极归零码；
差分码/相对码，相邻脉冲有跳变表示1，无跳变表示0；
双相码/曼彻斯特码，只有正负两种电平，每个比特中间时刻进行跳变，由正到负表示1，便于提取定时信息。

频带传输

不可直接传输基带信号时，将信号调制为与对应信道传输特性相匹配的载波信号，具体方法比较复杂，这属于通信领域，已经是专门的学科了，算球了……

物理层接口

DTE数据终端设备，负责将计算机连接到介质；DCE数据通信设备，负责将数据接给其他DTE。
物理层接口应具有的特性：
机械特性：连线器形状，尺寸，引线数目和排列；
电气特性：电压范围；
功能特性：电平电压表示何种意义；
过程：不同功能各种可能事件的出现顺序。