物理层基本概念

机械特性	定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况
电气特性	规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等
功能特性	指明某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途
规程特性	（过程特性）定义各条物理线路的工作规程和时序关系

数据通信的基础知识

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码元

码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲），代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为K进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时（M大于2），此时码元为M进制码元。

速率

1.码元传输速率：它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数）单位是波特（Baud）1【Baud】=1【码元/s】
2.信息传输速率：表示单位时间内数字系统传输二进制码元的个数（即比特数），单位是（b/s）
码元传输速率与信息传输速率的关系：
若一个码元携带n bit 的信息量，则M Baud 的码元传输速率所对应的信息传输速率为Mxn bit/s

奈奎斯特准则

1.影响失真程度的因素：
码元传输速率（越快，信号失真越严重）
信号传输距离（距离越远，信号传输越久，干扰也越久）
噪声干扰
传输媒体质量
2.失真的一种现象–码间串扰
是指接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰的界限。（码元传输速率过快）
3.奈氏准则：在理想低通（无噪声、带宽受限）的条件下，为了避免码间串扰，极限码元的传输速率为2W Baud（W是信道的带宽，单位是Hz）
结论：
1.在任何信道中，码元传输速率是有上限的。若传输速率超过上限，就会出现严重的码间串扰问题，使接收端对码元的完全正确识别称为不可能。
2.信道的频带越宽（即能通过的信号高频分量越多），就可以用更高的速率进行码元的有效传输。
3.奈氏准则给出了码元传输速率的限制，但没有对信息传输速率给出限制。
4.由于码元的传输速率受奈奎斯特准则的限制，所以要提高数据的传输速率，就必须设法使每个码元能携带更多个比特的信息量，这就需要采用多元调制法。

香农定理

在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息传输速率有上限值。
香农定理相关知识点

调制与编码

基带信号与宽带信号

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数字数据调制为模拟信号

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模拟数据编码为数字信号

PCM编码调制：抽样、量化、编码

物理层传输介质

导向性传输介质

1.双绞线
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2.同轴电缆

3，光纤

光纤的特点：
1.传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。
2.抗雷电和电磁干扰性能好。
3.无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或者截取数据。
4.体积小，重量轻。

非导向性传输介质

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物理层设备

中继器

对信号进行再生和还原，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。
中继器的两端：
1.两端的网络部分是网段，而不是子网，适用于完全相同的两类网络的互连，且两个网段速率要相同。
2.中继器只将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上，它仅作用于信号的电器部分，并不管数据中是否有错误数据或者不适于网段的数据。
3.两端可以连相同媒体，也可以连接不同媒体。
4.中继器两端的网段一定要是同一个协议。
5-4-3规则