计算机网络——物理层
物理层是是参考模型的最低层（并不是具体的物理媒介）。
物理层利用传输介质为通信的主机之间建立、管理和释放物理连接，实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。（透明传输：数据链路层不知道物理层是用什么方法来传输比特0和1的，它只管享受物理层提供的比特流传输服务就好）。
物理层的数据传输单位是比特。
设计目的：
屏蔽物理层采用的传输介质、通信设备和技术的差异进行透明传输，为数据链路层提供数据传输服务。
基本服务功能：
实现主机之间的比特序列传输。
概念引入（记住，对后面的理解很重要）：
1. 信息。组建计算机网络的目的：信息共享
2. 数据。计算机存储与处理的是二进制代码。
3. 信号。信息是消息的载体。二进制代码0、1比特序列必须变换成用不同的电平或频率变化的信号之后，才能够通过传输介质传输。
信息、数据和信号的关系：
分析图：
1. 会话双方交换的是信息。
2. 计算机将信息处理成二进制0、1比特流数据。
3. 通过调制解调器将数据变成信号，在物理层之间通过传输介质传播。
数据通信：
计网使用的通信线路分为：
点对点线路：两个通信主机之间 。
广播线路：公共线路连接多个通信主机（总线型、星型......），有线/无线。
数据通信方式：
信源/源主机/发送端/发送主机：发送数据的一方。
信宿/目的主机/接收端/接收主机：接收数据的一方。
数据传输类型：
模拟信号：电平幅度连续变化的电信号。
数字信号：0、1比特序列电压跳变的脉冲信号。
数据通信方式：
1）串行传输和并行传输
串行传输：建立1条通信信道传输比特流。
并行传输：建立n条通信信道传输比特流。
并行传输的速度是串行传输的n倍，但是成本高，通常用于短程高热点区域。
串行传输一般用在远程通信。
2）同步传输和异步传输
同步：时间基准上保持一致的过程。（理解成打电话，双方必须同时在线）
同步中存在的问题：位同步和字符同步
位同步（定时的因素）：
目的：使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步。（在正确的时刻正确地接收每个比特位）
解决方法：
外同步：在收发双方之间添加一条单独的时钟信号线。（校准时钟）
内同步：发送端将时钟同步信号编码到发送数据中一起传输。（例如曼彻斯特编码)
字符同步：
目的：以字符为边界实现字符的同步接收。（知道什么时候开始，什么时候结束）
解决方法：
同步传输：发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。
同步传输将字符组织成 组 ，数据以组/块/帧的形式发送，连续发送。
传输是全双工类型。每组前都有同步字符SYN（1个或多个），发送者和接收者之间强制性同步。
异步传输：不要求发送方和接收方的时钟完全一样，字符与字符间的传输是异步的。
异步传输中数据以字节或字符的形式单独发送，字符之间的时间间隔可以是任意的。
传输是半双工类型。
同步传输的传输效率高，更适用于高速数据传输。
不管是同步还是异步，字符的发送时间和接受时间要一样。
同步异步最大的不同是：异步传输时，间隙可以不同步。
3）单工、半双工、全双工
单工： 信号单向传输。
半双工：信号双向传输，但交替进行。
全双工：信号同时双向传输。
通过上面的介绍我们已经知道数据传输类型有模拟信号和数字信号。
那么我们该如何将两者进行转换呢？下面来解决这个问题。
概念：
1.调制：发送端将数字信号（0、1比特流）变换成模拟信号（信号）的过程。
我们使用调制器实现调制功能。
2.解调：接收端将模拟信号（信号）变换成数字信号（0、1比特流）的过程。
我们使用解调器实现解调功能。
调制解调器：同时具备调制与解调功能的设备。
调制/解调的各种方式：
频带传输技术（通过调制解调器搬移信号频谱的传输）：
真正衡量数据传输系统的信息传输效率的是：频带利用率。
模拟数字信号的编码方法：
1.幅移键控（振幅）：
改变载波信号振幅来表示数字信号1、0。
模拟信号有波形时为1，无波形时为0.
特点：实现容易，技术简单，但是抗干扰能力较差。
2.频移键控（频率）（常用方法）：
通过改变载波信号角频率来表示数字信号1、0。
特定的信号波形来表示0，1。
特点：实现容易，技术简单，但是抗干扰能力较强。
3.相移键控（相位）：
1）绝对调相
通过改变载波信号相位来表示数字信号1、0。
特定的信号波形来表示0，1。 相位 φ 为0时表示1， φ 为 π 时表示0。
2）相对调相：
判断方法：如果在两个数字（bit）信号交换处，下一个信号为0，波形不变。
如果在两个数字（bit）信号交换处，下一个信号为1，波形改变。（ 相位φ + π）
3）多相调制：
八相调制： 相位改变一次，可以传输 3 位比特信号。
相调制：相位改变一次，可以传输 n 位比特信号。
基带的传输技术（在数字信道上直接传送基带信号的方法）：
基带信号：矩形脉冲信号（数字信号）
数字数据编码方法：
1）非归零码NRZ （非归零指 信号中的 0 和 1 个数不相等）：
低电平表示 0 ，高电平表示 1
缺点：无法判断一位的开始与结束，收发双方不能保持同步。
2）曼彻斯特码（自含时钟编码，无需另外发同步信号）：
曼彻斯特码的编码规则：
1）将每bit的周期T分为前 
和 后 。
2）前 传送该bit位反码， 后 传送该bit位原码。 （可知看后就知道传输的bit是0还是1了
缺点：传输效率低。
3）差分曼彻斯特码：
判断对应的bit方法：
第一个 bit 根据曼彻斯特码的规则判断。
后面的 bit 看每比特开始处是否发生跳变？ 发生跳变0 不发生跳变1
波特率：
波特率并不是比特率，只是有时候数值相同。
比特率（传输速率） 是单位时间内传输了多少 「 位 」 （二进制比特数），单位是bit/s。 是bit传输的速率。
波特率 是单位时间内传输了多少 「 符号 」 （1个符号 看成是 N位bit）。 是码元传输的速率。
例题：传输01001111这串信号，比特率是8b/s（一秒传8位），如果我们四位四位来看（一个符号4位），波特率是多少呢？（也就是每秒能传多少个符号呢）。
答案：一个符号4位，一秒能传8位，所以一秒传2个符号。2 = 8 / 4。
波特率和比特率之间的关系：
设比特率S（b/s） 波特率B（baud） k为多相调制的相数（1个符号看成几位bit）
计算信道容量的理论公式：
设C为信道容量（bps） B为带宽（Hz） S/N为信噪比 S接收信号功率 N噪声功率
香农公式：
辨析换算关系：
多路复用