物理层的作用和任务是什么？
计算机网络中的硬件设备和传输媒介种类繁多，通信手段也有不同方式，物理层的作用就是尽可能的“屏蔽”这些传输媒介和手段的差异，使物理层之上的数据链路层感觉不到差异。 物理层的主要任务是确定传输媒介接口的一些特性，如：机械特性：指明接口的尺寸、形状、引脚数目等电气特性：指明电路上电压的范围功能特性：指明某条线上某一电平电压的意义过程特性：指明不同功能的各种事件的出现顺序 此外，物理层还要完成传输方式的转换（并行转串行，串行转并行）
物理层有什么协议（规程）？ 不同于网际层就是IP协议，由于众多的传输媒介和通信手段，具体的物理层协议有很多，所以不予讨论。本章主要了解一些与物理层有关的概念，如数据通信模型、信道相关知识、网络接入方式等。
※传输媒介不属于物理层
※数据通信的基本模型
消息、数据和信号的区别是什么？ 通信想要传送的就是消息，如文字、图像、视频。消息的实体就是数据，比如一张图片消息的数据是111001……信号则是数据的物理表现（电气、电磁表现）
※信号可以分为两类，根据信号中代表消息的参数的取值范围可分为
1.模拟信号（连续信号）——代表消息的参数取值是连续的（见基本模型中的模拟信号）
※使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散值的基本波形就是码元。信号使用二进制时只有两种码元，分别代表二进制的0和1，同理，使用十进制时有十种码元，分别代表十进制的0-9。注意！码元的形式是多变的，码元不等同于0、1！
什么是“信道”？ 信道就是传输信息的媒介统称，但信道一般都是“单向”的，比如A到B的信道和B到A的信道一起组成了A和B之间的通信线路
为什么数据通信基本模型中要将源点发出的数字比特流（通过发送器）转换为模拟信号再发送？ 来自源点的信号（基带信号，即基本频带信号）往往包含较多低频成分，大部分信道不能传输这类低频信号，所以需要将基带信号进行“调制”以使其能够利用信道传输。
调制有哪些方法？
调制有两大类方法，一类是“基带调制”，一类是“带通调制” 基带调制：仅仅对基带信号的波形进行变换，使其与信道特性相符，变换后的信号依然是基带信号。由于数字信号经由基带调制后依然是数字信号，所以基带调制也叫“编码” 带通调制：使用“载波”使基带信号的频率范围移至高频范围，并转换为模拟信号，变换后的信号成为带通信号（仅在一定频率范围内可以通过信道）。
※常用编码（基带调制）方式
不归零制不能从信号波形中提取出信号时钟频率，归零制、曼彻斯特和差分曼彻斯特编码都可以从信号波形中提取出时钟频率。
※基本带通调制方法
数字通信的优点是什么？ 信号在信道中肯定会失真，但只要我们能在接收端从失真的波形中辨别出原信号，那么失真就没有影响。但是模拟信号失真的影响比数字信号失真的影响要大得多。（数字信号中码元越多，失真影响越大）
影响信道极限容量的因素有哪些？1.信道能够通过的频率范围2.信噪比（信号功率比噪声功率）
当频率范围、信噪比和码元传输速率确定的情况下，有什么办法提高信道的传输速率？ 令一个码元携带更多的信息。举例来说，二进制信号一个码元可以携带的信息只有两种，而十进制信号一个码元可以携带的信息有十种，当码元传输速率确定时，传输十进制码元能够比二进制码元带去5倍的信息量（但也更容易受失真影响）。实际应用中有可能令信号划分为八种频率，根据高低分别代表000，001，010至111这八种二进制信息，从而使得一个码元可以携带三位二进制信息。
传输媒介的基本类型有哪些？ 导引型传输媒介（网线、光纤、电话线等） 非导引型传输媒介（电磁波、无线网络）
什么是信道复用（共享），为什么要信道复用？ 假设A、B、C在一个区域，A1、B1、C1在一个区域，A需要发送消息给A1，B需要发送消息给B1，C需要发送消息给C1，那么最简单的方法就是令他们各有一条信道也就是总共三条信道。但是由于计算机通信的突发性，这三条信道很可能大部分时间都是空闲的，这样就造成了浪费，所以可以令他们之间共用一条信道，令这条信道“重复使用”，也就是“信道复用技术”
图中“复用”处代表复用器，其负责将来自A1，B1，C1的信号通过某种技术转换为“信道中的信号”，而“分用”处代表分用器，其负责解释“信道中的信号”，然后决定这些信号该发送给A2，B2，C2中的哪一处。采用不同的复用技术会使用不同的复用器和分用器
如何实现信道复用，或者说信道复用技术是怎样的？
要想实现信道复用，关键问题就是“如何令消息传送至正确的目的地”，要解决这一问题就需要令信道中的目标不同的信号有所区别。实现这一点的第一种方法是令A-A1消息调制为较高频率信号（假设3-4MHz），B-B1消息调制为中等频率信号（假设2-3MHz)，C-C1消息调制为较低频率信号（假设1-2MHz），也就是将信道的频率带宽划分为多段，不同的频率带宽分配给不同的通信双方，这样一来接收信号时就可以根据信号的频率来判断信号的目标方。显然，为了实现复用，在发送方一侧需要有复用器来实现“复用”，而接收方一侧则需要分用器来实现“分用”。这种“将频率划分给不同通信双方”的复用方法就叫“频分复用”。
第二种方法则是令信道中的信号划分为一个个固定长度的“时间帧”，“时间帧”中又划分为一个个固定长度的“时间片段”，比如一个“时间帧”划分为3个“时间片段”，第一个“时间片段”中的信号是A-A1的，第二个“时间片段”中的信号是B-B1的，第三个“时间片段”中的信号是C-C1的。这样一来就可以令三个消息“并行”传输。但是单个消息的传输时间增长了，比如A-A1的消息如果需要3个“时间片段”才能传输完，那A-A1消息从发送到到达得花费3个“时间帧”。
时分复用更有利于数字信号的传送，但是很容易造成浪费（假设A-A1一直没有数据传送，TDM（时分复用）帧中的第一个“时间片段”依然是分配给A-A1的）。下图中每个TDM帧（#1，#2……）都浪费了至少2个“时间片段”
如何改善时分复用，使其浪费减小？
方法就是在复用器前再加一个“集中器”，对“零散”的信号进行“集中”
统计时分复用也叫异步时分复用，因为同一个用户的信号不再是固定出现在某个时间片段上。
除了频分复用和时分复用，还有没有别的信道复用技术？
有，波分复用和码分复用，码分复用不予讨论，波分复用其实就是“光的频分复用”。
用户是如何与ISP（互联网网络服务提供商）相连的？
我们将用户与互联网相连的技术称为“宽带接入技术”，但是“宽带”并不具备具体含义，不同时期的宽带有这不同的含义（主要是速率上的差别）。而最典型的宽带接入技术就是ADSL（非对称数字用户线）技术。其它的技术如HFC技术、FTTx技术均类似于ADSL技术。
什么是ADSL技术？
ADSL技术其实就是利用了频分复用的一种宽带接入方式，其通过数字技术对现有的模拟电话线进行“改造”，使其可以承载宽带业务。传统的电话用户线中的模拟电话信号频率范围为300~3400Hz，但是用户线本身可以承载的频率范围是超过1MHz的，ADSL技术就是把0~4KHz的频率范围留给传统电话使用，而把电话用不上的高频率范围用于用户上网。大致如图
之所以叫做“非对称数字用户线”就是因为其充分利用了原有的电话网络中的用户线，避免了大规模的升级改造，而“非对称”的含义则是其可以通过频分复用原理，将高频率范围再次划分为“上行信道”和“下行信道”，而这两条信道却不一定具备相同传送能力。一般来说普通用户家里的ADSL下行信道要宽于上行信道，这也是为什么我们下载东西往往比上传东西要慢的原因。
什么是HFC技术和FTTx技术？
HFC技术就是光纤同轴混合网，ADSL技术中每家都有自己的用户线连接到本地电话局，然后再通过光纤连入ISP，而HFC则相当于“同一区域的用户使用一根同轴电缆”，然后同轴电缆再连接到“光纤结点”，再连入光纤。
HFC中，处于同一根同轴电缆上的家庭之间的上网会互相影响（使用的人越多越慢），而ADSL中的用户线则不会，因为自家用自家的用户线，不会与他人产生“竞争”。
FTTx技术略
