1简单总结
1基本概念
2数据通信的基本知识
3种常见的编码形式
4通道多路复用技术
2主要介绍2.1基本概念
首先，物理层考虑的是如何在连接各种计算机的传输介质上传输数据比特流，而不是具体的传输介质。因为现在的计算机网络中有多种硬件设备和传输介质。物理层的作用就是尽可能屏蔽这些差异，让物理层之上的数据链路层感受不到这些差异，让数据链路层可以“安心”地完成自己的工作，而不用考虑网络的具体传输介质和通信手段是什么。
物理层的主要任务是确定与传输介质接口相关的一些特性，即以下几个方面:
机械特性:表示接口中使用的连接器的形状和尺寸、引脚的数量和排列、固定和锁定装置等。
电气特性:表示接口电缆每条线上出现的电压范围。
作用:表示某一线路上出现某一电平电压的含义。
过程特性:表明不同功能的各种可能事件发生的顺序。
并行传输常用于数据计算机。而数据在通信线路中的传输方式一般是串行传输，也就是按时间顺序一点一点的传输，所以物理层要完成传输方式的转换。2.2数据通信的基础知识
因为物理连接的方式有很多种，具体的物理协议有很多种，传输介质也有很多种。所以在介绍物理层的时候，首先要对“接口和通信”有一定的了解。
2.2.1数据通信系统模型
一个通信系统可以分为三个部分:源系统、传输系统和目的系统。
首先介绍一下源系统，一般包括以下两部分:
信源:信源设备产生要传输的数据，例如从计算机的键盘输入汉字，计算机产生输出数字比特流。源也叫源站或源。
发射机:通常情况下，源点产生的数字比特流先经过发射机编码，然后才能在传输系统中传输。最典型的发射器是调制器，现在许多计算器都使用内置解调器。
目的系统一般包括以下两部分:
接收器:接收传输系统传输的信号，并将其转换为目的设备可以处理的信息。典型的接收器是解调器，
端点:端点设备从接收器获取传输的数字比特流，然后输出信息。目的地也叫目的站或目的地。
源系统和目的系统之间的传输系统可以是连接在源系统和目的系统之间的简单传输线或复杂网络系统。
那么让我们来识别以下常见术语:
1.消息:指语音、文字、图像等。
2:数据是指以特定方式表达的信息，通常是有意义的符号序列。该信息的表示可以由计算机或其他机器处理或生成。
3:信号是指数据的电或电磁表示。
根据信号中代表信息的参数值的不同，信号可以分为以下两类:模拟信号:代表信息的参数值是连续的。
数字信号:代表信息的参数值是离散的。
调制
基带信号:来自信号源的信号。诸如表示各种文本或图像文件的计算机输出的数据信号属于基带信号。基带信号通常包含更多的低频分量，甚至是DC分量，但是许多信道不能传输这样的低频分量或DC分量。因此，基带信号必须经过调制。
下图是带通调制，利用载波进行调制，将基带信号的频率范围移动到更高的频段，转换成模拟信号。
除了带通调制，还有另一种调制类型，即基带调制，只对基带信号的波形进行变换，使其适应信道特性。转换后的信号仍然是基带信号。这个过程叫做编码。
2.2.3渠道
信道可以通过的频率范围
在任何信道中，符号传输的速率都是有上限的，否则会出现符号间干扰的问题，使得接收端无法判断符号。1924年，奈奎斯特推导出著名的奈准则。为了在假设的理想条件下避免符号间干扰，他给出了符号传输速率的上限。
信噪比(Signal Noise Ratio)
信噪比是信号的平均功率与噪声的平均功率之比。它通常被记录为S/N，用分贝来度量。1984年，Shannon利用信息论的理论推导出了有限带宽和高斯白噪声干扰下信道的极限和无错信息传输速率。
根据香农公式，信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限就越大。
传输速率越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就能找到某种方法实现无差错传输。
2.3常见编码形式
1)单极性不归零码:无电压表示“0”，恒定正电压表示“1”，每个符号时间的中点为采样时间，判决门限为半宽电平。
2)双极性不归零码:“1”码和“0”码有电流，“1”为正电流，“0”为负电流，正负幅度相等，判决门限为零电平。
3)单极归零码:这种码在每个符号时间间隔内，一半时间发射正电流，另一半时间不发射电流，以表示二进制数“1”。在整个符号时间间隔中没有电流发射表示二进制数“0”。
4)双极归零码:在这种码中，每个符号时间间隔发送“1”时，发出一个正窄脉冲；当发出“0”时，发出负窄脉冲。两个符号之间的时间间隔可以大于每个窄脉冲的宽度，并且采样时间是对准脉冲的中心。
5)曼彻斯特编码:在曼彻斯特编码中，每个二进制位中间有一个电压跳变。电压正跳变表示“0”，电压负跳变表示“1”。由于跳频发生在每个符号的中间，接收机可以方便地将其作为同步时钟，因此这种曼彻斯特码也称为“自同步曼彻斯特码”。
归零码和不归零码、单极码和交替传号反转和曼彻斯特码的特点:
不归零码:在传输中很难确定一个比特的结束和另一个比特的开始，需要用某种方法使发送方和接收方定时或同步；
归零码:脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输带宽的反比关系，归零码在信道上占有较宽的频带。
单极码:DC分量会累积，使变压器无法提供数据通信设备与环境间良好绝缘的交流耦合，DC分量也会损伤连接点的表面镀层；
交替传号反转:DC分量大大减少，非常有利于数据传输。
曼彻斯特码:在双极性不归零码中，如果0和1的概率相同，正负电压正好抵消了DC分量，因此有利于传输，抗干扰能力强。
2.4通道复用技术复用是通信技术中的一个基本概念。它允许用户使用共享通道进行通信，从而降低成本并提高利用率。
频分复用
频分复用的所有用户同时占用不同的带宽资源。
时分多路复用
时分复用(TDM)是将时间分成等长TDM帧的片段。每个TDM用户在每个TDM帧中占用固定数量的时隙。每个用户占用的时隙周期性出现。TDM信号也称为同步信号。时分复用的所有用户在不同的时间占用相同的带宽。
统计时分复用
STDM帧不固定分配时隙，而是根据需要动态分配时隙。因此，统计时分复用可以提高线路的利用率。
波分复用
波分复用是光的频分复用。单根光纤用于同时传输多个光载波信号。
码分复用也称为码分多址
每个比特时间被分成m个称为码片的短间隔。每个站被分配一个唯一的m比特码片序列。
如果你发送比特1，你将发送你自己的m比特码片序列。如果发送位0，则发送码片序列的二进制补码。
每个站分配的码片序列不仅必须不同，而且必须彼此正交。
因此，电台接收信号有三种情况:
1.发送方和接收方是两个不同的站点；因为两个不同站的码片序列是正交的，所以向量S和T的归一化内积等于0:
2.接收端接收的比特为“1”的码片向量和它自己的归一化内积都是1:
3.接收端收到的位为“0”的码片向量与码片补码向量的归一化内积为–1:
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