物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體（介）上傳輸數據比特流 ，而不是指具體的傳輸媒體（介）。
物理層的作用是要儘可能地屏蔽掉不同傳輸媒體和通信手段的差異。
用於物理層的協議也常稱為物理層規程 (procedure)。
數據通信基礎知識
調製
基帶信號：來自信源的信號。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。
基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對基帶信號進行調製 (modulation)。
下圖為帶通調製，使用載波 (carrier)進行調製，把基帶信號的頻率範圍搬移到較高的頻段，並轉換為模擬信號。
除了帶通調製，還有一種調至類型為基帶調製，它僅對基帶信號的波形進行變換，使它能夠與信道特性相適應。變換後的信號仍然是基帶信號。把這種過程稱為編碼 (coding)。
信道
信道能夠通過的頻率範圍
在任何信道中，碼元傳輸的速率是有上限的，否則就會出現碼間串擾的問題，使接收端對碼元的判決（即識別）成為不可能。
1924年，奈奎斯特 (Nyquist) 就推導出了著名的奈氏準則。他給出了在假定的理想條件下，為了避免碼間串擾，碼元的傳輸速率的上限值。
信噪比
信噪比就是信號的平均功率和噪聲的平均功率之比。常記為 S/N，並用分貝 (dB) 作為度量單位。
1984年，香農 (Shannon) 用信息論的理論推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯的信息傳輸速率（香農公式）。
由香農公式可知，信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。
只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種辦法來實現無差錯的傳輸。
信道複用技術
複用 (multiplexing) 是通信技術中的基本概念。
它允許用戶使用一個共享信道進行通信，降低成本，提高利用率。
頻分複用（FDM）
頻分複用的所有用戶在同樣的時間佔用不同的帶寬資源（請注意，這裡的“帶寬”是頻率帶寬而不是數據的發送速率）。
時分複用（TDM）
時分複用則是將時間劃分為一段段等長的
時分複用幀（TDM 幀）。每一個時分複用的用戶在每一個 TDM 幀中佔用固定序號的時隙。每一個用戶所佔用的時隙是週期性地出現（其週期就是 TDM 幀的長度）。
TDM 信號也稱為等時(isochronous)信號。
時分複用的所有用戶是在不同的時間佔用同樣的頻帶寬度。
統計時分複用（Statistic TDM）
STDM 幀不是固定分配時隙，而是按需動態地分配時隙。因此統計時分複用可以提高線路的利用率。
波分複用（WDM）
波分複用就是光的頻分複用。使用一根光纖來同時傳輸多個光載波信號。
碼分複用（CDM）亦稱為碼分多址（CDMA）
每一個比特時間劃分為m個短的間隔，稱為碼片(chip)。
每個站被指派一個唯一的 m bit 碼片序列。
如發送比特 1，則發送自己的 m bit 碼片序列。
如發送比特 0，則發送該碼片序列的二進制反碼。
每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同 ，並且還必須互相正交 (orthogonal)。
因此，站點接收信號時有三種情況:
1、發送端與接收端為兩個不同站點；
由於兩個不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規格化內積 (inner product) 等於 0：
2、接收端接收到比特“1”
碼片向量和該碼片向量自己的規格化內積都是 1：
3、接收端接收到比特“0”
碼片向量和該碼片反碼 的向量的規格化內積是 –1：
閱讀更多 cpp軟件架構獅 的文章
