一、物理层基本概念
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，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用正是屏蔽掉这些传输媒体和通信手段的差异，使物理层上面的数据链路层感觉不到这些差异。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一些特性，即：
机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等
电器特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
功能特性：指明某条线上出现的某 一电平的电压的意义
过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
物理层还要完成传输方式的转换（并行<——>串行）
二、数据通信的基础知识
1.数据通信系统
一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（发送端）、传输系统和目的系统（接收端）
源系统一般包括以下两部分：源点、发送器（如调制器）
目的系统一般包括一下两部分：接收器（如解调器）、终点
2.信道
信道：指以传输媒体为基础的信号通路，其作用是传输信号
单工通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互
半双工通信：通信双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）
全双工通信：通信双方可以同时发送和接收信息
码元：代表不同离散数值的基本波形就称为码元。如二进制编码中，状态0和1是两种不同的码元。
3.来自信源的信号常称作基带信号，往往包含较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量，为解决这个问题，就必须对基带信号进行调制
调制分为两大类
基带调制：仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应，变换后的信号仍是基带信号，只是把数字信号转换成另一种数字信号，这种过程也称作编码。
带通调制：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，转换后的信号称为带通信号。基本的带通调制方法有调幅(AM)、调频（FM）、调相（PM）。
三、信道的极限容量
1.任何实际的信道都不是理想的，都不可能以任意高的速率进行传送。数字通信的优点：虽然信号在信道上传输时会不可避免的失真，但在接收端只要我们从失真的波形中能够识别出原来的信号，那么这种失真对通信质量就没有影响。
2.码间串扰：在接收端收到的信号波形失去了码元之间的清晰界限（无法识别出不同的码元）的现象称为码间串扰。
3.在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，传输速率超过此上线，就会产生严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的识别成为不可能。
4.信号中的高频分量往往不能通过信道，如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。
5.信噪比：信号的平均功率和噪声的平均功率之比。常记为S/N,并用分贝dB作为度量单位。即：信噪比=10lg(S/N)
6.香农公式指出：
信道的极限传输速率C是C=Wlog2(1+S/N)(bit/s)
W为信道的带宽（以Hz为单位）；S/N为信噪比
香农公式表明，信道的带宽或信道中信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。其意义在于：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定存在某种方法来实现无差错的传输。
四、物理层下面的传输媒体
传输媒体分为导引型传输媒体和非导引型传输媒体（即无线传输）
导引型传输媒体：
1.双绞线
2.同轴电缆
3.光缆
……
非引导型传输媒体
1.短波通信：利用电离层的反射，但有多径效应，通信质量较差
2.无线电微波：包括地面微博接力通信和卫星通信
……
五、信道复用技术
1.频分复用FDM
用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源
2.时分复用TDM
时分复用将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧），每个时分复用的用户在每个TDM帧中占用固定时序的时隙。时分复用的所有用户是在不同时间占用同样的频带宽度。当某用户暂时不发送数据时，在时分复用帧中分配给该用户的时隙只能处于空闲状态，其他用户即使一直有数据要发送，也不能使用这些空闲的时隙，这导致复用后的信道利用率不高。
3.统计时分复用STDM
是一种改进的时分复用，能明显提高信道的利用率。使用了集中器，用户有发送数据时就缓存在集中器，然后集中器依次扫描数据，把扫描到的数据放入STDM帧中，对于没有缓存的数据则跳过去，当一个STDM帧满时则发送出去。
4.波分复用WDM
是光的频分复用，即在一根光纤上传输多个频率很接近的光载波信号。使用到光复用器、光分用器和掺铒光纤放大器
5.码分复用CDM
每个比特再划分为m个端地间隔，称为码片。m一般为64或128。使用CDM的每一个站被指派一个唯一的m bit码片序列。一个站如果发送比特1，则发送自己的m bit码片序列。如果发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。（惯例将码片的0写成-1，1写成+1）。
码片的特点：每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交，即向量的内积为0；任何一个码片向量和自己的内积是1，和自己的反码的内积是-1.
六、宽带接入技术
1.ADSL技术
2.光纤同轴混合网（HFC网）
3.FTTx技术
以上知识整理来自《计算机网络》第七版 谢希仁