1. 物理层的基本概念

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，而不是指具体的传输媒体。

物理层的主要任务：确定与传输媒体接口有关的一些特性==>定义接口标准

1. 机械特性：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
2. 电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、抗阻匹配、传输速率和距离限制等
3. 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
4. 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

2.数据通信基础知识

2.1 典型的数据通信模型

2.2 相关术语解析

通信的目的是传送信息

数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列

信号：数据的电气/电磁表现，是数据在传输过程中的存在形式。信号分两种==>

信源：产生和发送数据的源头

信宿：接收数据的终点

信道：信号的传输媒介。一般用来表示向某一个方向传送信息的介质。因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。信道的分类==>

2.3 三种通信方式

从通信双方信息的交互方式看，可以有三种基本方式：

1. 单工通信：只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道
2. 半双工通信：通信的双方都可以发送或接受信息，但不能双方同时发送和接收，需要两条信道
3. 全双工通信：通信双方可以同时发送和接受信息，需要两条信道

2.4 两种数据传输方式

2.5 码元、速率、波特、带宽

2.5.1 码元

2.5.2 速率、波特

2.5.3 练习题

3.奈氏准则与香农定理

3.1 失真

3.2 码间串扰【失真现象之一】

3.3奈氏准则【奈奎斯特定理】

【习题】

3.4香农定理

【注意】

【例题】

3.5奈氏与香农

4.编码与调制

4.1 基带信号与宽带信号

【使用场景】

4.2 编码与调制

4.3.1 数字数据编码为数字信号

（1）非归零编码【NRZ】

高1低0

编码容易实现，但没有检错功能，且无法判断一个码元的开始和结束，以至于收发双方难以保持同步。

（4）归零编码【RZ】

信号电平在一个码元之内都要恢复到零的这种编码方式

（5）反向不归零编码【NRZI】

信号电平反转表示0，信号电平不变表示1

（2）曼彻斯特编码

将一个码元分成两个相等的间隔，前一个间隔为低电平后一个间隔为高电平表示码元1；码元0则正好相反。也可以采用相反的规定。该编码的特点是在每一个码元的中间出现电平跳变，位中间的跳变既作时钟信号（可用于同步），又作数据信号，但它所占的频带宽度是原始的基带宽度的两倍

（3）差分曼彻斯特编码

同1异0

常用于局域网传输，其规则是：若码元1，则前半个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平相等，若为0，则相反。该编码的特点是，在每个码元的中间，都有一次电平的跳转，可以实现自同步，且抗干扰性强于曼彻斯特编码

（6）4B/5B编码

4.3.2 数字数据调制为模拟信号

4.3.3 模拟数据编码成数字信号

4.3.4 模拟数据调制为模拟信号

5.传输介质与分类

5.1 导向性传输介质

5.1.1 双绞线

5.1.2 同轴电缆

5.1.3 光纤

【简介】

【单模/多模光纤】

【特点】

5.2非导向性传输介质

6.物理层设备

6.1 中继器【转发器】

6.2 集线器【多口中继器】

7. 小结