0.物理層接口特性
物理層解決如何在連接計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流，而不是指具體的傳輸媒體。
物理層的主要任務：確定與傳輸媒體接口有關的一些特性——>定義標準。
- 機械特性：定義物理連接的特性，規定物理連接時所採用的規格、接口形狀、引線數目、引腳數量和排列情況等。
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- 電氣特性：規定傳輸二進制位時，線路上信號的電壓範圍、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等。
- 功能特性：指明某條線上出現的某一電平表示何種意義，就扣部件的信號線的用途。
- 規程特性：定義各條物理線路的工作規程和時序關係。
1.數據通信的基本模型，以家用電話網爲例就是信號調製解調的過程
調制解調器就是以前常見的“貓”
2.同步傳輸&異步傳輸
同步傳輸：在同步傳輸模式下，數據的傳送是以一個數據區塊爲單位，因此同步傳輸又稱爲區塊傳輸。在傳送數據時，需要送出1個或多個同步字符，再送出整批的數據。同步傳輸是在接收方知曉的情況下進行的。
異步傳輸：異步傳輸將比特分成小組進行傳送，小組可以是8位的一個字符或者更長。發送方可以在任何時刻發送這些比特組，而接收方不知道它們會在什麼時候到達。傳送數據時，加一個字符起始位和一個字符終止位。
3.碼元&速率&波特&帶寬
碼元是指用一個固定時長的信號波形，代表不同離散數值的基本波形，是數字通信中數字信號計量單位，這個時長內的信號稱爲K進制碼元，而該時長稱爲碼元寬度。當碼元的離散狀態有M個時（M>2)，此時碼元爲M進制碼元
1碼元可以攜帶多個比特的信息量。例如，在使用二進制編碼時，只有兩種不同的碼元0和1，因此1碼元即1比特。而4進制碼元有00 01 10 11四種狀態，每個碼元攜帶2比特信息量
速率：指數據的傳輸速率，表示單位時間內發送端可以發送的數據量（不是鏈路上的速率）,可以用碼元傳輸速度和信息傳輸速率表示。
1）碼元傳輸速率：碼元/s，1s內傳輸多少碼元。單位時波特，又叫波特率。
2）信息傳輸速率：b/s，1s傳輸多少個比特
帶寬：
1）模擬信號系統中：當輸入的信號頻率高或低到一定程度，使得系統的輸出功率降低到輸入功率的一半時（-3dB).最高頻率和最低頻率的差值就代表了系統的通頻帶寬，其單位爲赫茲（Hz)
2)數字設備中：表示在單位時間內從網絡中的某一點到另一點所能通過的最高數據率，常用來表示網絡的通信線路所能傳輸數據的能力。單位是比特每秒（bps)。
4.奈氏準則
信號在傳輸過程中由於干擾、噪聲等原因會發生失真
當失真比較嚴重時，接收方將無法識別。
影響失真程度的因素：1.碼元傳輸速率 2.信號傳輸距離 3.噪聲干擾 4.傳輸媒體質量
信號的頻率過低或者過高都將發生嚴重失真。頻率過低則衰減沒了，能量低。頻率過高，則接收方來不及識別，又叫碼間 串擾。
信道帶寬：信道能通過的最高頻率與最低頻率之差 此處爲3300-300Hz
碼間串擾：接收端收到的信號波形失去了碼元之間清晰界限的現象。
奈氏準則（奈奎斯特定理）：在理想低通（無噪聲、帶寬受限）條件下，爲了避免碼間干擾，極限碼元傳輸速率爲2W Baud(波特），W是信號帶寬，單位是Hz。
由奈氏準則引出：
- 在任何信道中，碼元的傳輸速率是有上限的。若傳輸速率超過此上限就會出現嚴重的碼間串擾問題。使接收端對碼元的完全識別稱爲不可能。
- 信道的頻帶越寬（即能通過的信號高頻分量越多），就可以用更高的速度進行碼元的有效傳輸
- 奈氏準則給出了碼元傳輸速率的限制，但並沒有對信息傳輸速率給出限制。
- 由於碼元的傳輸速率受奈氏準則的制約，所以要提高數據的傳輸速率，就必須設法使馬哥碼元能攜帶更多比特的信息量，這就需要採用多元制的調製方法。
5.香農定理：在帶寬受限且有噪聲的信道中，爲了不產生誤差，信息的數據傳輸速率有上限值。
噪聲存在於所有的電子設備和通信信道中。由於噪聲隨機產生，它的瞬時值有時會很大，因此噪聲會使接收端對碼元的判決產生錯誤。但是噪聲的影響是相對的，若信號較強，那麼噪聲影響相對較小。因此，信噪比就很重要。
信噪比=信號的平均功率/噪聲的平均功率，常記爲S/N，並用分貝（dB)作爲計量單位，即：
信噪比（dB)=10log10(S/N).
由香農定理可以引出：
- 信道的帶寬或者信道中的信噪比越大，則信息的傳輸速率就越高。
- 對一定的傳輸帶寬和一定的信噪比，信息傳輸速率的上限就確定了
- 只要信息的傳輸速率低於信道的極限傳輸速率，就一定能找到某種方法來實現無差錯的傳輸。
- 香農定理得出的爲極限信息傳輸速率，實際信道能達到的傳輸速率要比它低不少
- 從香農定理可以看出，若信道帶寬W和信噪比S/N沒有上限（不可能）,那麼信道的極限信息傳輸速率也就沒有上限。
奈氏準則&香農定理比較
奈氏準則：基於帶寬受限而不考慮噪聲 要想提高數據率，就要提高帶寬/採用更好的編碼技術
香農定理：帶寬受限且考慮噪聲 要想提高數據率，就要提高帶寬/信噪比