[计算机网络之二] 物理层
物理层考虑的是怎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。物理层的作用是尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异，这样就可使数据链路层只需要考虑如何完成本层的协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体和通信手段是什么。
物理层的协议也称为物理层 规程 。
（1）机械特性
指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
（2）电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
（3）功能特性
指明在某条线上出现的某一电平的意义。
（4）过程特性
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
数据在计算机内部多采用并行传输方式，但在通信线路上的传输方式一般都是串行传输 ，即逐个比特按照事件顺序传输。因此物理层还要完成传输方式的转换。
一个数据通信系统可划分为三大部分，即 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） 。
消息 ：通信的目的是传递消息，如语音、文字、图像视频。
数据 ：运送消息的实体，使用特定方式表示的信息，通常是有意义的符号序列。
信号 ：数据的电气或电磁的表现。
码元 ：代表不同离散数值的基本波形。
信道不等同于电路，信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体，一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
又称为 单工通信 ，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。
又称为 半双工通信 ，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间后可以再反过来。
PS. 一般对讲机属于半双工！！！
又称为 全双工通信 ，即通信的双方可以同时发送和接收信息。
数字信号一般用方形脉冲来表示：
对于模拟信道，信道带宽 W = f2 - f1，f1 是信道能通过的最低频率，f2 是信道能通过的最高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。
数字信道时一种离散信道，它只能传送取离散值的数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真地传输脉冲序列的最高速率。
一个数字脉冲称为一个码元，用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元的宽度为 T 秒，则码元速率 B = 1/T，单位为波特（Baud），所以码元速率也叫波特率。
有限带宽无噪声信道的极限码元速率为：
B = 2W（Baud） // W 为信道带宽
一个码元所带的位数是由码元所取的离散值种类所决定的，存在如下关系：
n = log 2 N // n 为码元所带位数，N 为码元种类数
根据上述两个公式，可以计算出理想无噪声状况下，信道的最大数据传输速率为：
R = B log 2 N = 2W log 2 N
有限带宽有噪声信道的极限数据速率：
C = W log 2 (1+S/N)
【解析】W 为信道带宽，S 为信号的平均功率，N 为噪声的平均功率，S/N 叫作信噪比，在实际使用中 S 与 N 的比值太大，故常取其分贝数（dB），分贝与信噪比的关系为：
dB = 10 log10(S/N)
（1）导引型
（2）非导引型
频分复用 FDM（Frequency Division Multiplexing） 的所有用户在同样的时间占用不同的带宽（频率带宽）资源，用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
时分复用 TDM（Time Division Multiplexing） 是将时间划分为一段段等长的时分复用帧。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。
统计时分复用 STDM（Statistic TDM）
波分复用 WDM（Wavelength Division Multiplexing） 就是光的频分复用。
码分复用 CDM（Code Division Multiplexing） ：在相同的时间使用相同的频带进行通信。
在 CDMA（码分多址：Code Division Multiplexing Access） 中，每一个比特时间被划分为 m 个短的间隔，称为 码片（chip） 。使用 CDMA 的每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列（chip sequence） ，发送比特 1 使用 m bit 码片序列，发送比特 0 使用码片序列的反码。
CDMA 系统的一个重要特点就是这种体制给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交。
非对称数字用户线 ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）技术是 用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造 ，使它能够承载宽带数字业务。
光纤同轴混合网（HFC 网，Hybrid Fiber Coax）是在目前覆盖面很广的有线电视网的基础上开发的一种居民宽带接入网。
