??物理层解决了如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指特定的传输媒体。 ??物理层的主要任务：确定与传输媒体接口相关的特征->定义标准 ??机械特性 定义物理连接的特性，规定物理连接中使用的规格、接口形状、引线数量、引脚数量和排列 ??电气特性 电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。 ??功能特性 根据口部件信号线的用途，指出某系线上出现的电平的意义。 ??规程特性 定义各物理线路的工作规程和时间关系

??通信的目的是传递信息 ??数据：传输信息的实体通常是有意义的符号序列。 ??信号：数据的电气/电磁性能是数据在传输过程中的存在形式。 ???数字信号：代表消息的参数值是离散的。 ???模拟信号：代表消息的参数取值是连续的。 ??信源：生成和发送数据的源头。 ??信宿：接收数据的终点。 ??信道：信号传输媒介。通常用于表示向某个方向传输信息的介质，因此通信线路通常包括发送信道和接收信道。 ???传输信号分为模拟信道(传输模拟信号)数字信道(传输数字信号) ???传输介质分为：无线信道 有线信道 ??三种通信方式 ???单工通信需要一个信道 ???半双工通信需要两条信道，双方不能同时发送和接收 ???全双工通信需要两条信道，可以同时发送或接收 ??两种传输方式 ???串行传输 速度低，成本低，适合长距离 ???并行传输 速度快，成本高，适合近距离

??码元是一种固定时间的信号波形。代表不同离散值的基本波形是数字通信中数字信号的测量单元，称为K进制码元。 ???2进制码元 01011010 每个人都代表一个电压波形 ???4进制码元 11100100 每两个代表一个电压波形 ???1码元可以携带多个比特的信息量 ??速率又称数据率，是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量。代码传输速率和信息传输速率可以表示 ??码元传输速率：别名码元速率、波形速率、调制速率、符号速率等，表示数宇通信系统在单位时间内传输的码元数（也称为脉冲数或信号变化数），单位为波特(Baud）。1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。这里的码元可以是多进制或二进制，但码元率与进制数无关。也就是说，1s传输多少码元？ ??信息传输速率：别名信息速率、比特率等。，表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元数(即比特数)，单位为比特/秒 （b/s）。即1s传输多少个比特 ??关系：若一个码元携带nbit信息量，是的m Baud码元传输速率对应的信息传输速率为m * nbit/s。系统传输比特流，因此通常比较信息传说的速度。 ??带宽：表示最高数据率可以在单位时间内通过网络的某一点到另一点，通常用于表示网络通信线路传输数据的能力。b/s。

??失真分为失真，但可识别和失真不可识别 ??影响因素 传输媒体的质量 ??代码间串扰：接收端收到的信号波形失去了代码元之间的清晰界限。 ??信道带宽是信道可以通过的最高频率和最低频率之间的差异 ??奈氏准则：为避免码间串扰，极限码元在理想低通(无噪音，带宽有限)条件下的传输速率为2WBaud，w是信道带宽，单位是Hz。只有在这两个公式中使用带宽Hz！！ ??在理想的低通道下极限数据传输率=2WIogzV【V代表几个码元/码元的离散电平数】(b/s) ???1.在任何信道中，码元传输的速率都有上限。如果传输速率超过此上限，则会出现严重的码间串扰问题，使接收端对齐 不可能完全正确地识别码元。 ???2.信道的频带越宽(即信号的高频分量越多)，码元的有效传输速度就越高。 ???3.奈氏标准限制了码元传输速率，但没有限制信息传输速率。 ???4.由于码元的传输速率受奈氏标准的限制，为了提高数据的传输速率，必须尝试使每个码元能够携带更多的比特信息，这需要多元化的调制方法。 ???每个相位有4个振幅QAM调制技术，意为4*4=16种码元 ??香农定理：信息的数据传输速率在带宽有限信息的数据传输速率有上限，以避免误差。 ???噪声存在于所有电子设备和通信通道中。由于噪声是随机产生的，其瞬时值有时很大，因此噪声会导致接收端对码元的判断出错。但噪声的影响是相对的。如果信号强，噪声影响相对较小。因此，信噪比非常重要 ???信噪比=信号的平均功率/噪声的平均功率通常被记录为S/N，并用分贝（dB）作为测量单位，即：信噪比(dB）=101og10(S/N) 数值等价 ???极限数据传输速率=W1og(1 S/N信噪比S是信道传输信号的平均功率N是信道中的高斯噪声功率(b/s) ???1.信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。 ???2.确定信息传输速率的上限，以确定一定的传输带宽和一定的信噪比。 ???3.只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率，就能找到实现无误传输的方法。 ???4.香农定理得出的是极限信息传输速率，实际信道所能达到的传输速率远低于其。 ???5.从香农定理可以看出，如果信道带宽W或信噪比S/N没有上限(不可能)，信道的极限信息传输速率就没有上限。 ??? 不仅仅是香农给信噪比定理。如果问题中有几个源代码，那就告诉我V，然后两者都要计算。并计算出选择最小的是可以达到的实际速率

??基带信号和宽带信号 ??信道上传输的信号分为 ??基带信号数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，然后发送到数字信道传输（基带传输）信号源，如计算机输出代表各种文本或图像文件数据信号属于基带信号，基带信号直接表达信息传输信号，如我们的声波是基带信号。 ??宽带信号调制基带信号后形成的频分复用模拟信号，然后传输到模拟信道传输（宽带传输）。基带信号通过载波调制后，将信号的频率范围转移到较高的频段，以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内通过信道） ??当传输距离较近时，计算机网络采用基带传输方式距离衰减较小，信号内容不易改变） ??当传输距离较远时，计算机网络采用宽带传输（即使信号变化较大，也可以最终过滤基带信号. ??编码与调制 ???数据 --> 数字信号 编码 ???数据 --> 模拟信号 调制 ??数字数据编码为数字信号 ???(1)非归零编码【NRZ】(高1低0)代码很容易实现，但没有错误检测功能（无法判断代码的开始和结束，因此收发双方难以保持同步。例如，当它都是1时，它是一条直线，但我不知道有多少1，它需要一个时钟来记录周期和两个通道。 ???(2)曼彻斯特编码 将一个码元分为两个相等的间隔，前一个间隔为低电平 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阔出现电平跳变，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。每一个码元都被调成两电平所以数据传输速率只有调制速率 的1/2。     （3）差分曼彻斯特编码 同1异。常用于局域网传输，其规则是：若码元为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同，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。     （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成编码方式。     （5）反向不归零编码 【INRZI】信号电平翻转表示0，信号电平不变表示1。     （6）4B/5B编码 比特流中插入额外的比特以打破一连串的0或1，就是用5个比特来编码4个比特的数据，之后再传给接收方，因此称为4B/5B。编码效 率为80%。只采用16种对应16种不同的4位码，其他的16种作为控制码 （帧的开始和结束，线路的状态信息等）或保留。   数字数据调制为模拟信号     在发送端将数字信号转换为模拟信号，而在接收端将模拟信号还原为数字信号，分别对应调制调节器的调制和解调过程。 调幅、调频、调相、调幅+调相   模拟数据编码为数字信号     计算机内部处理的是二进制数据，处理的都是数字音频，所以需要将模拟音频通过采样、量化转换成有限个数字表示的离散序列（即实现音频数字化） 最典型的例子就是对音频信号进行编码的脉码调制（PCM)，在计算机应用中， ，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的 WAV文件中均有应用。它主要包括三步：抽样、量化、编码。     1抽样：对模拟信号周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上高散的信号。为了使所得的离散信号能无失真地代表被抽样的模拟数据，要使用采样定理进行采样：f采样频率≥2f信号最高频率（不然分不清是哪个波形，可将1HZ和2HZ进行比较，只取两个点并不能分清是哪个波。）     2量化：把抽样取得的电平幅值按照一定的分级标度转化为对应的数字值，并取整数，这就把连续的电平幅值转换为离散的数字量。     3编码：把量化的结果转换为与之对应的二进制编码。   模拟数据调制为模拟数据     为了实现传输的有效性，可能需要较高的频率。这种调制方式还可以使用频分复用技术，充分利用带宽资源。在电话机和本地交换机所传输的信号是采用模拟信号传输模拟数据的方式：模拟的声音数据是加载到模拟的载波信号中传输的。

  中继器诞生原因：由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。   中继器的功能：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。再生数字信号   中继器的两端：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。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气部分，并不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。两端可连相同媒体，也可连不同媒体。中继器两端的网段一定要是同一个协议。   5-4-3规则：网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，因而中继器只能在规定的范围内进行，否则会网络故障。（5个网段，4个中继器，3个段可连计算机）   集线器的功能：对信号进行再生放大转发，对衰减的信号进行放大，接着转发到其他所有（除输入端口外）处于工作状态的端口上，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。不具备信号的定向传送能力，是一个共享式设备。集线器不能分割冲突域，连在集线器上的工作主机平分带宽。