物理层
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。
主要任务：确定与传输媒体接口有关的一些特性。
特性：
机械特性：定义物理连接的特性，规定物理连接时所采用的规格、接口形状、引线数目、引脚数量和排列情况。电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压范围、阻抗匹配、传输速率和距离限制等。功能特性：指明某条线上出现的某一电平表示何种意义，接口部件的信号线的用途。规程特性：(过程特性）定义各条物理线路的工作规程和时序关系。
相关术语解释
通信的目的是传送消息。
数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列。
信号：数据的电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式。
数字信号：代表消息的参数取值是离散的。
模拟信号：代表消息的参数取值是连续的。
信源：产生和发送数据的源头。
新宿：接收数据的终点。
信道：信号的传输媒介。一般用来表示像某一个方向传送信息的介质，因此一条线路上往往包含一条发送信道和一条接受信道。
三种通信方式
单工通信只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要条信道。半双工通信通信的双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收，需要两条信道。全双工通信通信双方可以同时发送和接受信息，也需要两条信道。
两种数据传输方式
传输方式：
串行传输：速度慢、费用低、适合远距离
并行传输：速度快、费用高、适合近距离
码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲)，代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称永k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时，此时码元为M进制码元。1码元可以携带多个比特的信息量。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元，一种代表0状态，另一种代表1状态。
速率也叫数据率，是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。
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，它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数)，单位是波特)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的，也可以是二进制的，但码元速率与进制数无关。
1S传输多少个码元
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个数。
1S传输多少个比特
关系:若一个码元携带nbit的信息量，则MBaud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M×nbit/s。
带宽:表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力。单位是b/s。
很好到现在看了这么多概念是不是完全看不懂？没关系没关系，我也是
下面看一道练习题叭~~~
某一数字通信系统传输的是四进制码元,4s传输了8000个码元,求系统的码元传输速率是多少?信息传输速率是多少?若另一通信系统传输的是十六进制码元,6s传输了7200个码元,求他的码元传输速率是多少?信息传输速率是多少?并指出哪个系统传输速率快?
四进制码元系统
码元传输速率就是8000/4=2000 Baud，信息传输速率就是2000*log₂4=4000b/s
十六进制码元系统
码元传输速率就是7200/6=1200 Baud，信息传输速率就是1200*log₂16=4800bit/s
十六进制更快这里解释一下对数的问题
对数计算的是一个码元携带了多少bit的信息量，K进制的码元代表了一共可以产生K个离散状态
二进制01两种
四进制00011011四种
奈氏准则
码间串扰
接收端收到的信号波形失去了码元之间清晰界限的现象。
举个例子
人耳能听到的声音频率是有范围的，频率过大的话人耳听不见
奈氏准则:在理想低通条件下，为了避免码间串扰，极限码元传输速率为2WBaud，W是信道带宽，单位是Hz。
在任何信道中，码元传输的速率是有上限的。若传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰问题，使接收端对码元的完全正确识别成为不可能。
⒉信道的频带越宽（即能通过的信号高频分量越多)，就可以用更高的速率进行码元的有效传输。
奈氏准则给出了码元传输速率的限制，但并没有对信息传输速率给出限制。
由于码元的传输速率受奈氏准则的制约，所以要提高数据的传输速率，就必须设法使每个码元能携带更多个比特点信息量，这就需要采用多元制的调制方法。
在无噪声的情况下，若某通信链路的带宽为3kHz，采用4个相位，每个相位具有4种振幅的QAM调制技术，则该通信链路的最大数据传输率是多少?
答：信号有4x4=16种变化最大数据传输率=2x3kx4=24kb/s
注意单位问题！
香农定理
信噪比=信号的平均功率/噪声的平均功率，常记为S/N，并用分贝(dB）作为度量单位
结论：
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。
对一定的传输带宽和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了。
只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率，就一定能找到某种方法来实现无差错的传输。
香农定理得出的为极限信息传输速率，实际信道能达到的传输速率要比它低不少。
例题：
电话系统的典型参数是信道带宽为3000Hz，信噪比为30dB，则该系统最大数据传输速率是多少?
答：30dB=10log₁₀10则S/N=1000信道的极限数据传输速率=Wlog₂=3000xlog₂=30kb/s
编码与调制
信道上传送的信号有两种
基带信号：基带信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号。数字信道——>基带传输
宽带信号：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)。模拟信道——>宽带传输
常用编码方式
不归零制:正电平代表负电平代表0。
归零制:正脉冲代表负脉冲代表0。
曼彻斯特编码∶位周期中心的向上跳变代表0，位周期中心的向下跳变代表但也可反过来定义。
差分曼彻斯特编码:在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表0，而位开始边界没有跳变代表
这里着重解释一下曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种，这里使用概念+例题
曼彻斯特编码
码元中间时刻的跳变既表示时钟又表示数据，但是不是死的，就是说高变低为低变高为0也可以是高变低为0，低变高为
两种情况带入选择合适的答案
结合上可知A
差分曼彻斯特编码
直接上例题
差分曼彻斯特编码在每个码元的中间时刻电平都会发生跳变。与曼彻斯特编码不同的是:电平的跳变仅表示时钟信号，而不表示数据。⒉数据的表示在于每一个码元开始处是否有电平跳变:无跳变表示有跳变表示0。
模拟数据编码为数字信号
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离散的信号。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。
⒉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。
编码:把量化的结果转换为与之对应的二进制编码。
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