物理层
物理层基本概念：
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。
物理层的主要任务描述为：确定与传输媒体的接口的一些特性。即：
机械特性：例如接口形状，大小，引线数目
电气特性：例如规定电压范围（-5V到+5V）
功能特性：例如规定-5V表示0，+5V表示1
过程特性：规定建立连接时各个相关部件的工作步骤
数据通讯：
通信的目的是传送消息
数据（data）– 运送消息的实体
信号（signal）– 数据的电器或电磁的表现
“模拟信号”– 代表消息的参数的取值是连续的
“数字信号”– 代表消息的参数的取值是离散的
码元（code）– 在使用时间域的波形表示数字信号时，则代表不同离散数值的基本波形就成为码元。（即一个时间范围内的波形）
在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。这个间隔长度称为码元长度。1码元可以携带nbit的信息量。
信道：
信道一般表示向一个方向传送信息的媒体。平常的通信线路往往包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道。
单向通信（单工通信）：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。例如广播电台通过无线电信号发送电波，收音机来接收。
双向交替通信（半双工通信）：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送或同时接收。例如对讲机。
双向同时通信（全双工通信）：通信双方可以同时发送和接收信息。例如打电话。
两台计算机通过公用电话网进行相互通讯时，计算机发送数字比特流（0101…），经过调制解调器变为模拟信号，此时可以通过公用电话网传输到另一个调制解调器，再转换为数字信号。
现在都通过交换机进行通讯，直接比特流转为数字信号然后转回比特流。
几种基本的调制方法：
调幅（AM）：载波的振幅随基带数字信号而变化。
调频（FM）：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相（PM）：载波的初始相位随基带数字信号而变化。
基带信号：
即基本频带信号，来自信源的信号。就是发出的直接表达了要传输的信息的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。一般传的并不远。
带通信号：
把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬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能够通过信道）
近距离范围内基带信号的衰减不大，从而信号内容不会发生变化。因此在传输距离较近时，计算机网络都采用基带传输方式。如：计算机到监视器、打印机等外设的信号就是基带传输。
奈氏准则：
给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（识别）成为不可能。
理想的低通信道的最高码元传输速率 = 2WBaud （W是理想低通信道的带宽，单位为HZ，Baud是波特，是码元传输速率的单位）
波特：在调制解调器中常用到波特，Bit是信息量，如果一个码元含有3个Bit信息量 1波特 = 3Bit/s
信噪比：
香农用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率C可表达为：C =
W
log₂（1+S/N） b/s （W为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率）
导向传输媒体
导向传输媒体中，电磁波沿着固体媒体传播。
双绞线：屏蔽双绞线（STP）、无屏蔽双绞线（UTP）
同轴电缆：50Ω同轴电缆（用于数字传输，多用于基带传输）、75Ω同轴电缆（用于模拟传输，即宽带同轴电缆）
光缆
非导向传输媒体
非导向传输媒体是指自由空间，其中的电磁波传输称为无线传输。无线传输所使用的频段很广。
短波通信主要是靠电离层的反射，但短波信道的通信质量较差。
微波在空间上主要是直线传播，需要发射塔来接收。地面微波接力通信、卫星通信。
信道复用技术：频分复用、时分复用、码分复用。