上一篇：协议分层概述

1. 物理层的基本概念

1.1 理解物理层指的是在物理介质上传输数据的协议，而不是物理介质的工作原理

• 物理层考虑的是如何才能在各种计算机的传输媒体上传输比特流，而不是指具体的传输媒体，想好**如何传输(以什么样的协议进行传输，才能保证数据收发尽可能无误)**比特流以后，直接将比特流放在传输媒体上运输即可；
• 物理层的作用是尽可能屏蔽掉不同传输媒体和通信手段的差异；
• 用于物理层的协议也称为物理层规程。

所以，讲到物理层，我们一般人想到的是物理介质或者具体的传输媒体，但是，在这里物理层指的是物理层的协议，我们应该用什么样子的物理介质，物理介质上的电压表示什么意思等等，而不是描述具体的物理媒体、介质是怎么工作的 。

1.2 主要任务：

• 机械特性：接口的形状、尺寸、引线数目和排列等。肉眼可以直接观察到的
• 电气特性：接口电缆的各条线上出现的电压范围
• 功能特性：某条线上出现某个电压值所表示的实际含义
• 过程特性：指明不同功能的各种可能事件的出现顺序

2. 数据通信的基础知识

2.1 数据通信系统的模型

1. 数据的发送端(源系统)，一个源系统又包含以下几个部分：

1.1 ：数据的产生点，如键盘、网页产生输出的数字比特流；
1.2 ：发送器：生成的数字比特流 需要通过 编码器，典型的机器就是调制器，将二进制数据流(数字信号/离散信号)转换成模拟信号(连续信号)，该过程称为调制；
1.3：接收器：将传输系统发送过来的模拟信号进行转换，模拟信号(连续信号)转换成二进制数据流(数字信号/离散信号)，典型的接收器是解调器，该过程称为解调；
1.4：终点：数据存储到计算机文件系统中，或者显示在屏幕上。

2. 数据的传输系统
3. 数据的接收端

2.2 信道相关概念

2.2.1 常见通信方式

1. 单工通信：从始至终 只能有一个方向通信，没有反向的交互
2. 半双工通信：双方都可以发送消息，只不过不能同时发送消息，同一时刻只能有一方发送消息
3. 全双工通信：同一时刻，通信双方都可以发送信息，没有约束

2.2.2 常见编码方式

1. 比特流：010101010
2. 不归零制：正电平代表1
3. 归零制：正脉冲代表1
4. 曼彻斯特：位周期中心的向上跳变代表0
5. 差分曼彻斯特：在每一位的中心始终都有跳变。位开始边界有跳变表示0，位开始边界没有跳变表示1
   

2.3 物理层下面的传输媒体(传输媒体不属于物理层)

2.3.1 导引型传输媒体

1. 双绞线：最常用的传输媒体，包含屏蔽双绞线(抵抗更多的噪声干扰)和非屏蔽双绞线
   
2. 同轴电缆：比双绞线传输距离更远
   
3. 光纤/光缆 ：光线在光纤中进行折射
   
   
   

2.3.2 非导引型传输媒体

1. 自由空间，非导引型传输媒体
   

2.4 信道复用技术

2.4.1 频分复用、时分复用以及统计时分复用

2.4.2 波分复用：光的频分复用，一根光纤来同时传输多个光载波信号

2.4.3 码分复用

总结：

物理层协议规定我们使用什么样的硬件，具有什么样的电电气、机械等等一些特性，与具体的物理传输介质没有太大关系。