物理層的主要任務描述為確定與傳輸**的介面的一些特性，即：
(1)機械特性:指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等等。(2)電氣特性:指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的範圍。
(3)功能特性:指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。
(4)過程特性:指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
(1)資料(data)——運送訊息的實體。(2)訊號(signal)——資料的電氣的或電磁的表現。
(3)「模擬的」(analogous)——代表訊息的引數的取值是連續的。
(4)「數字的」(digital)——代表訊息的引數的取值是離散的。
(5)碼元(code)——在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數碼訊號時，代表不同離散數值的基本波形。
(1)單向通訊（單工通訊）——只能有乙個方向的通訊而沒有反方向的互動。傳輸介質也稱為傳輸介質或傳輸媒介，它就是資料傳輸系統中在傳送器和接收器之間的物理通路。傳輸介質可分為兩大類，即導引型傳輸**和非導引型傳輸**。(區別在於電磁波是沿著固體傳播或在自由空間裡傳播)(2)雙向交替通訊（半雙工通訊）——通訊的雙方都可以傳送資訊，但不能雙方同時傳送(當然也就不能同時接收)。
(3)雙向同時通訊（全雙工通訊）——通訊的雙方可以同時傳送和接收資訊。
(a) 影響資料正確傳輸的因素有：
ａ、傳輸介質(b) 電磁波的頻譜ｂ、資料傳輸速率
ｃ、兩個裝置之間的通訊距離
在計算機網路中，根據傳輸介質的通道頻寬可分為基帶、頻帶和寬頻。區域網中主要採用基帶和頻帶傳輸，有線電視和無線區域網中主要採用寬頻傳輸。
(1)基帶傳輸：指數字脈衝訊號在傳輸介質上保持資料波形按原樣進行傳輸.(2)頻帶傳輸：指把數碼訊號調製成模擬訊號後再傳送和傳輸，到達接收端再把音訊訊號解調成原來的數碼訊號.
(3)寬頻傳輸：指比音訊更寬的頻帶，是採用75ω的catv同軸電纜或光纖作傳輸介質，寬為300mhz。
i. 任何實際的通道都不是理想的，在傳輸訊號時會產生各種失真以及帶來多種干擾。奈奎斯特(nyquist)定理：2023年，h.nyquist證明，任何乙個訊號如果通過頻寬為w(hz)的理想低通濾波器，若每秒取樣 2w次，就可以完整地重現該濾波過後的訊號。在理想條件下(無噪音有限頻寬 w的通道)，其最大的資料傳輸速率c（通道容量）為：ii. 碼元傳輸的速率越高，或訊號傳輸的距離越遠，在通道的輸出端的波形的失真就越嚴重。
式中：n為離散性訊號或電平的個數。所以二進位制資料訊號的最大資料傳輸速率 c=2w
夏農(shannon)用資訊理論的理論推導出了頻寬受限且有高斯白雜訊干擾的通道的極限、無差錯的資訊傳輸速率。
通道的極限資訊傳輸速率 c 可表達為
其中，w 為通道的頻寬（以 hz 為單位）；s為通道內所傳訊號的平均功率；n 為通道內部的高斯雜訊功率。
奈奎斯特準則: 用於理想低通訊道，要求無碼間干擾時，求最大速率，此速率單位是baud。傳輸迴路遲延：傳播遲延和傳輸遲延。夏農定理: 用於非理想通道，有限頻寬高斯雜訊干擾，要求誤位元速率為無窮小時，求最大速率，單位是bps
在非理想通道必須滿足： c1≤ c2（c1為奈氏準則，c2為夏農定理）
傳播遲延：訊號從傳送終端,經過傳輸介質到達接收終端所需的時間
傳輸遲延：訊號從第一位元到最後位元傳送完畢所需的時間
定義：比率a = tp/tx，反映不同的資料鏈數型別
資訊泛指那些通過各種方式傳播的、可感受的聲音、文字、影象、等所表徵的某一特徵事物的訊息情報或者知識。
ii.數字資料：在時間上是離散的，在幅值上是通過量化的，它一般是由0、1構成的二進位制**組成的數字序列。
訊號是資料的具體物理表現形式，具有確定的物理描述，如電訊號、光訊號或者磁場強度等。
i.模擬訊號：是一種連續變化的電脈衝序列，例如**語音頻號、電視訊號等，它是隨時間變化的函式曲線ii.數碼訊號：是離散的不連續的電訊號，通常用「高」和「低」電平脈衝序列組成的編碼來表示資料
數字資料的調製基於調幅、調頻、調相3種調製技術，分別稱為振幅鍵控、移頻鍵控和移相鍵控。
對模擬資料進行模擬調製的目的：其一是將低頻訊號搬遷到較高的頻帶進行傳輸；其二是將模擬訊號放大；其三是通過調製可以使用頻分多路復用技術。模擬資料調製可通過調幅、調頻和調相3種方法來實現。
數字資料的數字編碼就是如何把數字資料用物理訊號的波形表示，是用高低電平的不同組合來表示二進位制的方法。常用的編碼方式主要有3種：不歸零編碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。
模擬資料的數字編碼是把模擬資料轉換為數碼訊號的編碼方法。由於數碼訊號傳輸失真小、誤位元速率低、傳輸速率高、便於計算機儲存，所以將模擬資料數位化已成為必然趨勢。
模擬資料數字編碼的最常用方法是脈衝編碼調製（pulse code modulation，pcm),pcm的工作過程包括3個步驟：取樣、量化、編碼。
資料通訊基礎（物理層）學習筆記
收發器 連線傳送端的收發器實現將資料轉換成訊號的過程 連線接收端的收發器實現將訊號還原成資料的過程 通道 訊號傳播通道 傳播光訊號通道 傳播電訊號通道 有線通道 無線通道 單段物理鏈路通道 多段物理鏈路組合通道 資料傳輸系統又主要分為數碼訊號和模擬訊號傳輸系統。用於描述週期性的數碼訊號和模擬訊號 只...
第3章 物理層（1） 資料通訊基礎
1.物理層的特性 1 機械特性 指明介面所用接線器的形狀和尺寸 引腳數目和排列 固定的鎖定裝置等。2 電氣特性 指明在介面電纜的各條線上出現的電壓範圍。如 10v 10v之間 3 功能特性 指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。4 過程特性 定義了在訊號線上進行二進位制位元流傳輸的一組操作過...
物理層資料通訊理論基礎
物理層主要功能 提供透明的位元流運輸 物理層四大特性 訊號的傳輸 訊號包括模擬訊號和數碼訊號兩種 訊號在傳輸的過程中，可以看成由很多不同頻率的分量的傳輸，因為高頻分量的不等量衰減，接收方收到的訊號是衰減和變形 失真 的，一般來說，從0 fc hz 這一頻段，振幅在傳輸過程不會明顯衰減，fc稱為截止頻...