概念
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。用于物理层的协议也常称为物理层规程。
可以将物理层的主要任务描述为确定与传输媒体的接口有关的特性，即：
1、机械特性
指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排练等
2、电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
3、功能特性
指明某条线上出现的某一电平的电压的意义
4、过程特性
指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
数据通信基础
一个数据通信系统可以划分为三个部分：源系统（发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（接收方）
源系统一般包括两个部分：
1、源点（source）：源点设备产生要传输的数据。源点又称为源站或信源
2、发送器：通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输，典型的发送器就是调制器
目的系统一般也包括两个部分：
1、接收器：接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的设备处理的信息
2、终点：终点设备从接收器获取传送过来的数字比特流，然后把信息输出。终点又称为目的站或信宿。
通信的目的是传送消息。数据是运送消息的实体，信号则是数据的电气或电磁的表现。
信号可以分为两大类：
1、模拟信号，或连续信号——代表消息的参数的取值是连续的
2、数字信号，或离散信号——代表消息的参数的取值是离散的。在使用时域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元
信道一般表示向某一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
从双方信息交互的方式可以分为三种方式：
1、单向通信，又称为单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
2、双向交替通信，又称为半双工通信，即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送
3、双向同时通信，又称为全双工通信，即通信的双方可以同时发送和接收信息
调制可以分为两大类：
变换后信号仍是系带信号的称为基带调制，这种基带调制是把数字信号转换成另一种数字信号，因此也称为编码
另一类调制需要使用载波进行调制，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。经过载波调制后的信号称为带通信号（即仅在一段频率范围内能过通过信道），而使用载波的调制称为带通调制
信道复用技术
频分复用FDM
频分复用FDM的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。
时分复用TDM
而时分复用TDM则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM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。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。时分复用更有利于数字信号的传输。
统计时分复用STDM是一种改进的时分复用。它使用STDM帧来传送复用的数据，但每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。STDM帧不是固定分配时隙，而是按需动态分配时隙。用户所占时隙并不是周期性出现的。因此统计复用又称为异步时分复用，普通时分复用称为同步时分复用。
波分复用WDM
波分复用WDM就是光的频分复用。
码分复用CDM
码分复用CDM也称为码分多址CDMA，各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会互相干扰。
使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m bit的码片序列。一个站如果要发送比特1，则发送它自己的m bit码片序列。如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。我们习惯将码片中的0写为-1，将1写为+1.
两个不同站的码片序列正交，即内积是0；任何一个码片向量和自己的规格化内积都是1，而一个码片向量和码片的反码向量内积是-1。我们可以利用这三个特性来确定是哪一个站发送了什么信息。