本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。
2.1 物理层的基本概念
（1）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。物理层的作用是要尽可能地屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异。 （2）物理层的主要任务:确定与传输媒体的接口的一些特性：机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2.2 数据通信的基础知识
2.2.1 数据通信系统的模型
（1）一个数据通信系统包括三大部分：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）。
2.2.2 有关信道的几个基本概念
(1)信道及信道的三种基本方式
①信道：一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体。
②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。
③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(当然也就不能同时接收)。
④双向同时通信（全双工通信）：通信的双方可以同时发送和接收信息。
（2）基带调制（编码）：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。变换后的信号仍然是基带信号。常用编码方式：不归零制、归零制、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
（3）带通调制：使用载波进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信道中传输。最基本的二元制调制方法：调幅、调频和调相。
2.2.3 信道的极限容量
任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。
码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，或传输媒体质量越差，在信道的输出端的波形的失真就越严重。
（1）信道能够通过的频率范围
奈氏准则：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（即识别）成为不可能。
（2）信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比，常记为S/N，并用分贝作为度量单位。
2.3 物理层下面的传输媒体
2.3.1 导引型传输媒体
双绞线、同轴电缆和光缆。
2.3.2 非导引型传输媒体
地面微波接力通信和卫星通信。
2.4 信道复用技术
2.4.1 频分复用、时分复用和统计时分复用
（1）频分复用（FDM）：将整个带宽分为多份，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。
（2）时分复用（TDM ）：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。
时分复用可能会造成线路资源的浪费。使用时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。
（3）统计时分复用（STDM）：STDM 帧不是固定分配时隙，而是按需动态地分配时隙。因此统计时分复用可以提高线路的利用率。
2.4.2 波分复用
波分复用（WDM）：光的频分复用。使用一根光纤来同时传输多个光载波信号。
2.4.3 码分复用
（1）码分复用（CDM）：各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。更常用的名词是码分多址CDMA。
码片：每一个比特时间划分为 m 个短的间隔。
每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。
（2）扩频：直接序列扩频DSSS和跳频扩频FHSS 。
（3）CDMA 的重要特点：每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，在实用的系统中是使用伪随机码序列。
（4）码片序列的正交关系：令向量 S 表示站 S 的码片向量，令 T 表示其他任何站的码片向量。 两个不同站的码片序列正交，就是向量 S 和 T 的规格化内积等于0：
任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积都是1。一个码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是-1。
由于博主还不会KATEX（和LATEX很像，但是又不完全一样），所以先用图片代替格式，会了再改成手打公式╮(╯▽╰)╭
CDMA的工作原理：
2.5 数字传输系统
旧的数字传输系统存在许多缺点，最主要是速率标准不统一和不是同步传输。
2.6 宽带接入技术
用户要连接到互联网，必须先连接到某个ISP。
2.6.1 ADSL技术
（1）非对称数字用户线 ADSL技术就是用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造，使它能够承载宽带业务。
（2）ADSL 技术就把 0~4 kHz 低端频谱留给传统电话使用，而把原来没有被利用的高端频谱留给用户上网使用。
（3）由于用户线的具体条件往往相差很大，因此 ADSL 采用自适应调制技术使用户线能够传送尽可能高的数据率。
（4）ADSL 不能保证固定的数据率。对于质量很差的用户线甚至无法开通 ADSL。
2.6.2 光纤同轴混合网（HFC网）
（1）HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。
（2）HFC 网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模拟光纤技术。
（3）模拟光纤从头端连接到光纤结点，即光分配结点 ODN。在光纤结点光信号被转换为电信号。在光纤结点以下就是同轴电缆。
2.6.3 FTTx技术
（1）光纤到户 FTTH：光纤一直铺设到用户家庭，可能是居民接入网最后的解决方法。
（2）光纤到大楼 FTTB：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。
（3）光纤到路边 FTTC：光纤铺到路边，从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。
小结
本章主要是讲物理层。对底层的一些硬件还有一些原理有了一定的了解。 其实对物理啊硬件啊这种底层硬核的东西完全不感兴趣的我，对乱入的数学公式倒是有了一点研究的兴趣＞﹏＜
