一、思维导图
二、重点
（一）物理层所要解决的问题
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
。
它为数据链路层
屏蔽了各种传输媒体的差异
，使数据链路层只需要考虑如何完成本层协议和服务，而不必考虑网络具体的传输媒体是什么。
（二）物理层协议的主要任务
1、机械特性
指定接口所用
接线器形状和尺寸
、
引脚数目和排列
、
固定
和
锁定
装置。
2、电气特性
指明在接口电缆出现的各条线上出现的
电压范围
。
3、功能特性
指定某条线上的
某一电平的电压表示何种意义
。
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
。
（三）传播媒体
1、双绞线绞和的目的
（1）抵御部分来自
外界
的
电磁干扰
。
（2）减少
相邻导线
的
电磁干扰
。
2、光在光纤中传播的原理
纤芯：非常透明的石英玻璃拉成细丝（直径8~100um）。
包层：折射率比纤芯低的玻璃封套（直径125um）。
发送端：发光二极管、半导体激光器作为光源。
接收端：光电二极管、激光检波器检测光脉冲。
光纤：当光从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，折射角将大于入射角，因此只要入射角足够大时，就会发生全反射，即光遇到包层时就会反射回纤芯，光也就沿着光纤传输下去。
多模光纤：只要入射角大于某一临街角度，就可产生全反射。也就可以存在许多条不同入射角的
光线，在一条光纤中传输。由于色散，多模光纤存在脉冲展宽的问题，只适合近距离传输（建筑物
内）。
单模光纤：光在纤芯中一直向前传播而不发生全反射。没有脉冲展宽问题，适合长距离传输，成
本高、对光源要求高。
（四）串行传输和并行传输
1、串行传输
比特一个接一个
的在
一根传输线
上传输，适合
远距离
传输，
计算机网络
采用这种传输。
2、并行传输
多个比特同时在多根传输线上传输，成本高。应用于计算机内部的数据传输。（例如：CPU和内存之间通过总线进行传输）
（五）同步传输和异步传输
1、同步传输
比特
一个接一个传输，中间
没有间隔
，各比特
持续时长相等
，要保证收发双方
时钟同步
。主要方法有。
（1）外同步：在收发双发之间
增加
一条单独的
时钟信号线
。
（2）内同步：发送方将
时钟信号编码到数据
中一起发送。
2、异步传输
以
字节为
单位进行传输，字节间
间隔不固定
，但字节内每个
比特持续时间相同
（
字节异步，比特同步
）。为此需要给每个字节
添加起始位和结束位
，方便接收端接受。
（六）编码
1、概念
（1）将数据信号转换为另一种数据信号，在数字信道上传输。
例如：因特网曼切斯特编码、4B/8B、8B/10B。
（2）将模拟信号转换为数字信号，在数字信道中传输。
例如：对音频信号进行编码的脉码调制（PCM, Pulse Code Modulation）。
2、几种常见的编码
（1）不归零编码
（2）归零编码
（3）曼切斯特编码和差分曼切斯特编码
（七）调制
1、概念
（1）将数字信号转换成模拟信号，在模拟信道中传输。
例如：WiFi采用补码检控、直接序列扩频、正交频分复用等技术。
（2）将模拟信号转换为另一种模拟信号，在模拟信道中传输。
例如：语音信号加载到模拟的载波信号中进行传输。
2、基本调制
3、混合调制
（八）码元
在使用时间域的波型表示数字信号时，代表
不同离散数值的基本波型
。
（九）造成信号失真的原因
1、码元传输速率
2、信号传输距离
3、噪声干扰
4、传输媒体质量
（十）奈氏准则
（十一）香农公式
（十二）奈氏准则和香农公式的意义
1、在信道
带宽一定
的前提现，根据奈氏准则和香农公式，想要提高
信息传输的效率
，就必须采用
多元制
（更好的调整方法），和努力
提高
信道中的
信噪比
。
2、自从香农公式发表后，各种新的
信号处理和调制方式
就不断出现，目的就是为了接近
香农公式给出的信道传输速率的极限
。