物理层
物理层考虑的是怎样才能在节点间传输比特流，但是并不涉及具体的物理设备。
奈奎斯特定理与香农定理
奈奎斯特定理又称奈氏准则，他指出在理想低通(没有噪音、带宽有限)的信号中，极限码元的传输率为 2W 波特。其中 W 是理想低通信道的带宽，单位为 Hz。
香农定理给出在带宽受限、有高斯白噪音干扰的信道中的极限数据传输率，当用此数据传输时，可以做到不产生误差
信道的极限数据传输率 = \(W log_2(1+\frac{S}{N}) bps\)
传输介质
传输介质可分为导向传输介质和非导向传输介质。电磁波在导向传输介质中沿着固定通路传播，比如铜线或光纤
双绞线
双绞线有两个并排绞合的、相互绝缘的铜导线组成，绞合可以减少对相邻导线的电磁干扰。双绞线的带宽取决于铜线的粗细和传输的距离，其通行距离一般为几千米的数十千米。距离太远时： * 模拟传输要用放大器来放大衰减的信号 * 数字传输要用中继器将失真的信号整形
同轴电缆
同轴电缆分为两类：50 \(\Omega\) 同轴电缆和 70 \(\Omega\) 同轴电缆 * 50 \(\Omega\) 同轴电缆主要用于传送基带数字信号，又称基带同轴电缆。主要应用于局域网 * 75 \(\Omega\) 同轴电缆主要应用于传送宽带信号，又称宽带同轴电缆。主要用于有线电视系统
光纤
从不同角度入射的多束光线可在一条光纤的传输。这种光纤被称为多模光纤，其光源为发光二级管，适用于近距离传输
当光线的直径减少到仅有一个光波长度时，光线就可以沿直线传播，这样的光纤就是单模光纤，其光源为定向性很好的激光二极管，适用于远距离传输
无线传输介质
无线传播介质有 4 种，分别为无线电波微波、红外线、激光。他们都要求在发送方和接收方之间存在一条视路，都沿直线传播。
物理层接口的特性
机械特性：主要定义物理连接的边界点及接插特性
电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等
功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义、接口部件的信号线的用途
规格特性：主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系
过程特性：定义各条物理线路的工作过程和时序关系
物理层设备
中继器
中继器又称转发器其原理为信号再生，而非简单的将衰减的信号放大，中继器有两个端口，一个端口用来接入信号，另外一个端口用来输出信号。
中继器两端线路的速率必须相同
集线器
集线器实际上是一个多端口的中继器。集线器没有寻址功能，从一个端口收到数据后，从其他所有端口转发，在同一时刻只能有一个端口4有数据输入
物理层设备既不能分割冲突域，也不能分割广播域