计算机网络之物理层通信基础（信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念）

一、信道

信道是信号的传输媒介，一般用来表示向某一个方向传送信息的介质。信道可以按照不同标准进行分类：

按传输信号分类：可分为模拟信道和数字信道。
按传输介质分类：可分为无线信道和有线信道。无线信道以电磁波为传输介质，如短波通信、微波通信、卫星通信等；有线信道则利用固体媒体（如双绞线、同轴电缆、光缆）传输电磁波。
按通信方式分类：可分为单工通信信道（如广播）、半双工通信信道（如对讲机）、全双工通信信道（如电话）。

二、信号

信号是数据的电气或电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式。信号主要包括：

模拟信号：代表消息的参数的取值是连续的。例如，常见的音频信号带宽范围是20Hz~20kHz，意味着音频信号中包含的频率范围从20Hz到20kHz。
数字信号：代表消息的参数的取值是离散的。在数字通信中，信号通常被表示为离散的码元序列。

三、带宽

带宽表示在单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的最高数据率，或在特定的信号传输系统或通信信道中能够传输的最高数据率或频率范围。在模拟信号中，带宽通常以赫兹（Hz）为单位；在数字通信中，带宽通常以比特每秒（bps）为单位。带宽越高，表示在单位时间内可以传输更多的数据，从而提高了数据传输速率。但需要注意的是，带宽并不等同于数据传输速率。

四、码元

码元是数字通信中表示信息的最基本、不可分割的单位。在数字通信系统中，信息经过编码处理后被转换成一系列离散的符号或信号，这些离散的符号即为码元。码元可以是数字信号的离散取值，也可以是模拟信号的一组采样值。常用的二进制码元有两个取值：0和1，分别表示低电平和高电平（或其他对应的物理状态）。此外，还存在多进制码元，如四进制、八进制等，它们可以在相同时间内传输更多的信息。

五、波特与速率

波特：是码元传输速率的单位，表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数）。1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。
速率：也叫数据率，它是指数据的传输速率，表示单位时间内传输的数据量。速率可以用码元传输速率和信息传输速率来表示：
码元传输速率：也称波形速率、调制速率、符号速率等。
信息传输速率：也称信息速率、比特率等，表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数）。若一个码元携带n bit的信息量，则M Baud的码元传输速率所对应的信息传输速率为M×n bit/s。

六、信源与信宿

信源：是产生和发送数据的源头。在通信过程中，信源将原始信息转换为适合传输的信号形式。
信宿：是接收数据的终点。在通信过程中，信宿接收并还原出原始信息。