🌐 第一節：Physical Layer 是什麼？
✅ 角色與位置：
- 是 Internet 五層模型的最底層
- 負責「實際電信號或光訊號的傳輸」，例如：電線、光纖、無線電波
- 這一層談的都是「實體硬體層面」的東西
應用層（Application）
傳輸層（Transport）
網路層（Network）
資料鏈結層（Data Link）
🔻實體層（Physical Layer） ← 傳送電壓、光訊號、無線電波
📡 第二節：Circuits（電路）與 Data Flow（資料流）
1️⃣ 實體電路 vs 邏輯電路
- 實體電路：實際的連線，例如電纜、光纖
- 邏輯電路：在邏輯層面看見的通道，例如多重虛擬通道的分流
2️⃣ 傳輸方式：點對點 vs 多點
| 類型 |
說明 |
| Point-to-Point |
一對一連線，常見於有線設備 |
| Multipoint |
一對多，共享電路，如 Wi-Fi 網路或乙太網路 |
3️⃣ 資料傳輸方向（Flow）：
| 類型 |
說明 |
| Simplex |
單向傳輸（如電視） |
| Half-Duplex |
雙向但一次只能一方傳輸（如對講機） |
| Full-Duplex |
同時雙向傳輸（如電話）✅ 現代網路標準 |
🔀 第三節：Multiplexing（多工技術）
為什麼要多工？
📘 類型一覽：
| 類型 |
原理 |
說明 |
| FDM |
Frequency Division |
不同頻道各用不同頻率，例如廣播 |
| WDM |
Wavelength Division |
光纖專用版 FDM，不同波長做分工 |
| TDM |
Time Division |
不同裝置輪流佔用傳輸時間（輪班） |
| STDM |
Statistical TDM |
智慧型 TDM，根據實際流量分配時間 |
📶 第四節：Media（傳輸媒介）
📦 有線媒介（Guided Media）
| 類型 |
優缺點 |
應用 |
| Twisted-Pair（雙絞線） |
便宜、100 公尺以內、受干擾但普遍 |
LAN 網路、電話線 |
| Coaxial（同軸線） |
雜訊少、距離可達 2 公里 |
有線電視、網路 |
| Fiber Optic（光纖） |
最快、貴、500 公尺～100 公里 |
幹線、海底電纜 |
光纖細分：
- Multimode：多光路（短距離）
- Single-mode：單光路（長距離）
📡 無線媒介（Wireless Media）
| 類型 |
優點 |
缺點 |
應用 |
| Radio |
靈活、行動裝置 |
易受干擾 |
Wi-Fi、藍牙 |
| Microwave |
高速、可做骨幹 |
需視距，受天氣影響 |
無線基地台 |
| Satellite |
跨國通訊 |
延遲大 |
國際通訊、電視 |
🔢 第五節：Digital 與 Analog 傳輸方式
✨ 核心差異：
| 類型 |
資料型態 |
表現方式 |
| Digital |
0 / 1 |
電壓高低（如 +5V = 1） |
| Analog |
連續波 |
波幅、頻率、相位變化 |
📤 數位資料 → 數位傳輸（Digital Transmission of Digital Data）
🔡 編碼方式：
- ASCII、Unicode 等文字編碼
- 每個字元用一組 bits 表示
🚚 傳輸模式：
- Parallel：一次多個 bits（短距離）
- Serial：一個 bit 一個 bit 傳（長距離）
📶 常見編碼（Signaling Techniques）：
| 編碼 |
特性 |
| Unipolar |
僅正電壓與 0 |
| Bipolar NRZ |
用 + 和 - 代表 1/0 |
| Bipolar RZ |
回歸 0 同步好 |
| AMI |
Alternating Mark Inversion，交錯編碼 |
| Manchester |
中間電壓跳變判斷 1/0（10Mbps Ethernet） |
🎚️ 數位資料 → 模擬傳輸（Analog Transmission of Digital Data）
- 需用 Modem（調變器）
- 將 0/1 編碼進波形的特性（稱為「調變」）
📊 三種調變方式：
| 名稱 |
對應鍵控名稱 |
改變什麼 |
| AM（ASK） |
振幅鍵控 |
改變波高 |
| FM（FSK） |
頻率鍵控 |
改變波速 |
| PM（PSK） |
相位鍵控 |
改變波開始點 |
常見技術：QAM（Quadrature Amplitude Modulation）就是結合 AM + PM
🔄 模擬資料 → 數位傳輸（Digital Transmission of Analog Data）
透過 Codec（編碼解碼器） 處理語音轉數位：
PCM（Pulse Code Modulation）步驟：
- 採樣（sampling）
- 量化（quantizing）
- 編碼（encoding）
📐 相關理論知識：
- Nyquist 理論：採樣頻率須大於訊號頻寬的 2 倍（CD 為 44.1kHz）
- Shannon 定理：頻寬與訊噪比決定理論最高資料率
C = B log2 (1 + S/N)
📞 聲音在電話線的頻寬：
- 人聲主要頻率：300 ~ 3400 Hz
- 電信傳輸範圍設定為 4000 Hz，含 Guard Band
🧩 第六節：Implications for Management（管理觀點）
- 數位線路通常最便宜也最穩定
- 語音與數據網路逐漸整合
- 有線網路通常比無線更安全、更穩定
