物理层
知识点
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传输速率
数字通信系统的有效程度可以用码元传输速率和信息传输速率来表示；
码元定义1：在数字通信中常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元；
码元定义2【常用】：在使用时间域（时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形就称为码元；
码元速率（波特率）：单位时间内载波参数（相位、振幅、频率等）变化的次数，单位为波特，常用符号Baud表示，简写成B，1 Baud = 1个码元/s；
比特率（信息传输速率、信息速率）：单位时间内在信道上传送的数据量（即比特数），单位为比特每秒（bit/s），也可b/s或bps；
比特率=波特率×单个调制状态对应的二进制位数=波特率×log2（N），其中N是码元总类数；
信号带宽W=最高频率-最低频率；
信噪比：信号功率S与噪声功率N的比值称为信噪比；
分贝dB：1 dB＝10*log10（S/N）；
【无噪声】时的数据速率计算：最大数据速率=2Wlog2（N）=Blog2（N），其中W表示带宽，B表示波特率，N是码元总的种类数，假如是4相条指数，则N=4；
【有噪声】时的数据速率计算：香农公式——极限传输速率=带宽×log2（1+S/N），通常题目会以分贝的形式给出，这时候要将分贝化为信噪比；
误码率：指接收到的错误码元数在总传送码元数中所占的比例。
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调制和编码
调制使用模拟信号承载数字或模拟数据，编码是用数字信号承载数字或模拟数据；
调制可以分为基带调制（只对基带信号波形进行变换，不改变其频率）和带通调制（使用载波将基带信号的频率迁移至较高频段进行传输，可以传输的更远）；
（1）模拟信号调制为模拟信号的方法：调幅AM（抗干扰最差）、调频FM、调相PM（抗干扰最好）；
（2）模拟信号编码为数字信号的方法：最常见的就是脉冲编码调制PCM，其中，脉冲编码的过程为采样、量化和编码；
- 采样：对模拟信号进行周期性扫描，将时间上连续的信号变成时间上离散的信号，须遵守奈奎斯特采样定理，其中，采样定理为：采样频率要大于2倍语音最大频率（小于4kHz 约为3.4kHz），即8kHz（采样周期=125μs），这样可以无失真地恢复语音信号；
- 量化：规定的电平值通常用二进制表示，语音系统采用128级（7位）量化，采用8kHz的采样频率，那么有效速率为56kb/s（=8kb/s×7），又由于传输时，每7bit需要加上1bit的信令位，因此语音信道速率为64kb/s（=8kb/s×8）【题目说加1bit的信令位就加，没说就不加】；
- 编码：用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值；
（3）数字信号调制为模拟信号：利用调制频率、振幅和相位三种载波特性之一或组合，基本调制方法有：
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幅移键控ASK：
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频移键控FSK：
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相移键控PSK：4PSK称为QPSK（quarter），利用4个输出相位表示2个输入位，8PSK使用8个输出相位表示3个输入位；16PSK使用16个输出相位表示4个输入位（关键看PSK前面的数字），DPSK称为相对相移键控调制，有2DPSK和4DPSK两种主要调制形式，DPSK对于输入位1，初始有相位变化；对于输入位0，初始相位无变化，见下图：
电信号的传输速度=200000km/s，卫星信道的传播时延=270ms，总时延=发送时延+传播时延；
（4）数字信号调制为数字信号：
- 曼彻斯特编码：属于一种双向码，负电平到正电平代表0，正电平到负电平代表1, 也可以反过来，常用于10M以太网，编码效率为50%；
- 差分曼彻斯特编码：属于一种双向码，信号开始有电平变化则表示0，没有电平变化则表示1；
- 要会算编码效率：4B/5B的定义是：将4个比特数据编码成5个比特符号的方式，编码效率=4bit/5bit=80%
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数据传输方式：
（1）按信号类型分类：模拟通信、数字通信；
（2）按照一次传输的数据位数分类：串行通信、并行通信；
（3）按照信号传送的方向与时间的关系分类：单工通信、半双工、全双工通信；
（4）按照信号传送的方向与时间的关系分类：同步通信、异步通信；
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数据交换方式
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多路复用
多路复用的实质是在发送端将多路信号组合成一路信号，然后在一条专用的物理信道上实现传输，接收端再将符合信号分离出来。
数字传输系统
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脉冲编码调制PCM体制
PCM的2个重要国际标准：北美的24路PCM（T1，速率为1.544Mb/s）和欧洲的30路PCM（E1，速率为2.048Mb/s）；
E1的成复帧方式：E1的一个时分复用帧（长度为T=125μs）共划分为32个相等的时隙（时隙编号为CH0~CH31），每个时隙传送8bit（7bit编码加上1bit信令），因此共用256bit（=32×8bit）。每秒传送8000个帧**，因此PCM一次群E1的数据率就是2.048Mb/s，其中每个语音信道的数据速率是64kb/s**；
T1：T1共有24个语音话路，每个时隙传送8bit（7bit编码加上1bit信令），因此共用193bit（192bit加上1bit帧同步位）。每秒传送8000个帧，因此PCM一次群T1的数据率=8000×193b/s=1.544Mb/s，其中，每个语音信道的速率是64kb/s；
T1和E1可以使用复用方法，4个一次群可以构成1个二次群（为别成为E2和T2）；4个E2可以构成1个三次群，称为E3；7个T2可以构成1个三次群，称为T3。
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同步光纤网
由于PCM速率不统一（T1和E1共存），因此人们提出同步光纤网SONET解决此问题；
SONET中，OC-1为最小单位，值为51.84Mb/s，OC-N代表N倍的51.84Mb/s，如OC-3=OC-1×3=155.52Mb/s；
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同步数字系列
STM-1的速率=OC-3速率=155.52Mb/s；
接入技术
无源光纤网络PON的技术主要有：以太网无源光网络EPON和千兆以太网无源光网络GPON，可以实现上下行1.25Gb/s的速率。
有线传输介质
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同轴电缆
从用途上分，可分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆；
基带电缆又分为：细同轴电缆和粗同轴电缆，基带电缆仅用于数字传输，数据率可达10Mb/s。
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屏蔽双绞线
根据屏蔽方式不同，可分为：STP和FTP
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非屏蔽双绞线
线序分为：568A和568B
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光纤
