物理層的概述與功能

物理層在OSI中是最下面的一層，實際上在TCP中也是，雖然TCP中嚴格來說并沒有叫物理層的層，它只有網絡接口層，但網絡接口層實際上是把OSI的物理層和數據鏈路層合并。

物理層的功能，主要是定義一些功能特性：
功能特性：
指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種含義
機械特性：
接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置
規程特性：
指明對于不同功能的各種可能時間的出現順序
電氣特性：
指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍

物理層要盡量屏蔽物理層設備和傳輸介質的不同，使數據鏈路層感受不到這些差異。

解釋一下這些特性們，從對等層間通信來說，兩個不同結點的物理層之間的傳輸單位是比特流，但比特流是以信號的形式通過傳輸介質傳輸的，那么誰規定，0由什么信號表示，1由什么信號表示？誰規定我們兩個結點通信，用什么傳輸介質，我連雙絞線你連光纖咱倆能連到一塊去嗎？另外咱們確定下來用什么傳輸介質以后，還得約定介質上傳輸的信號的好多標準，比如電平在什么范圍內，我這邊傳輸介質（假如說就用雙絞線）跟主機通過接口連接，接口得有個標準吧，這些標準也是物理層協議的內容。

就是說，發送主機的數據鏈路層交給我物理層的比特流，那么我物理層我如何把這些比特流以正確的方式（也就是咱倆約定好的，我發給你然后你按這種方式能解讀出我發的比特流的方式）發到傳輸介質上給你傳過去，我不能瞎發，咱倆得事先約定一個方法，確保我把比特流以信號的形式發出去，而你接收信號以后能解讀出原來正確的比特流，那么這個方法，就是一種協議，就是物理層的協議的內容。

上面的所謂屏蔽物理層設備和傳輸介質的不同，就是說數據鏈路層你不用管傳輸介質是光纖還是雙絞線還是同軸電纜，光纖用光咋表示0和1呀，雙絞線上又咋表示0和1呢？這些你鏈路層都不用管，這都是我物理層管的事，反正我確保你看到的都是01比特流，至于這比特流咋來的你不用管。

簡而言之，物理層管的就是如何把比特流正確地傳到傳輸介質上，以及如何把接收到的信號正確解讀成比特流。

傳輸介質

傳輸介質并不屬于物理層，而屬于物理層下面，有人也把傳輸介質稱為第0層

雙絞線:

這玩意就叫雙絞線，雙絞線應該是四根兩對，所以叫雙絞

現在咱們一般家用和還有咱們宿舍里買來用的網線，就是這玩意

絞合和屏蔽層都是為了減少對相鄰導線的電磁干擾

分類:

屏蔽和非屏蔽

眾所周知我們的網線也就是雙絞線，分為5類6類等，這個屬于比較應用的知識了，考試不會考，暫不深究。

應用領域:

• 局域網
• 傳統電話網

同軸電纜：

分類:

分類	別稱	應用
50Ω	基帶同軸電纜	局域網
75Ω	寬帶同軸電纜	有線電視系統

光纖：

光纖的物理原理:

分類:

分類	直徑	距離	光源	原理
多模光纖	寬	短	發光二極管	全反射
單模光纖	窄，因為減小到只有一個光的波長	長	半導體激光器	光沿直線傳播

注意多模光纖和單模光纖的傳播不太一樣，多模是多束光在光纖里來回全反射，單模是一束光沿直線傳播

無線傳輸介質：

無線電波

微波：

衛星通信:

紅外線：

激光：

物理層設備

中繼器：

功能：將（數字）信號整形并放大再轉發出去，以消除經過一長段電纜后產生的失真和衰減
原理：整形再生
用于加強基帶信號（用于傳輸數字信號）的設備
端口：兩個
只作用于信號的電氣部分，而不在乎是否有錯誤或者不適合于網段的數據進入
中繼器只擴展網絡的物理層部分，不以任何方式改變網絡的功能，所以兩個數據鏈路層協議不同的網段，是不能通過中繼器互連的
使用個數有限制，在10BASE5以太網中，互相串聯的中繼器的個數不能超過4個，而且用4個中繼器串聯的5端通信介質中只有3段可以掛接計算機。這就是543原則

放大器：

功能：放大模擬信號，
原理：將衰減的信號放大
用來加強寬帶信號（用于傳輸模擬信號）的設備

集線器(Hub)：

本質：一個多端口的中繼器
作用：和中繼器一樣，實際效果和這些網線擰在一起是一樣
對于收到的幀，無腦全部轉發
工作過程：一個口接收到數據后無腦轉發給其余n-1個口，
集線器的沖突問題：
集線器不分割沖突域：所以當所有端口中有兩個以上要發送的時候，只有其中一個能成功發送，其余的得等著，所以一個帶寬為10Mb/s的集線器上連接了8臺計算機，當這8臺計算機同時工作時，每臺計算機真正擁有的帶寬為10/8Mb/s=1.25Mb/s