計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理層課件

1、第二章第二章物理層物理層計(jì)算機(jī)系網(wǎng)絡(luò)工程研究所數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容主要內(nèi)容n物理層的基本概念n數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)q數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型q常用術(shù)語(yǔ)q時(shí)域圖與頻域圖q模擬信號(hào)的頻譜與帶寬q數(shù)字信號(hào)的諧波與帶寬q信道通信方式q傅立葉分析q數(shù)據(jù)編碼技術(shù)q信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)q通信交換方法通信交換方法q串行通信與并行通信串行通信與并行通信n物理層下面的傳輸媒體q導(dǎo)向傳輸媒體導(dǎo)向傳輸媒體q非導(dǎo)向傳輸媒體非導(dǎo)向傳輸媒體n寬帶接入技術(shù)qxDSL 技術(shù)技術(shù)q光纖同軸混合網(wǎng)光纖同軸混合網(wǎng)HFC qFTTx技術(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理層的基本概念物理層的基本概念

2、 物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性，即：物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口有關(guān)的一些特性，即： n機(jī)械特性機(jī)械特性 指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等等。和鎖定裝置等等。q如：RJ-45接口、RS-232C接口，每條引線作用：數(shù)據(jù)傳輸/控制信息。 n電氣特性電氣特性 指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。n功能特性功能特性 指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。q如：邏輯0、1的電平

3、定義；每個(gè)bit的持續(xù)時(shí)間；n過(guò)程特性過(guò)程特性 指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。q同步與異步的交互過(guò)程。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)物理層的基本概念物理層的基本概念n物理層還要解決傳輸方式的轉(zhuǎn)換物理層還要解決傳輸方式的轉(zhuǎn)換 q數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中多采用并行傳輸方式，而數(shù)據(jù)在通信線路上的傳輸方式一般是串行傳輸。 n具體的物理層協(xié)議種類(lèi)很多具體的物理層協(xié)議種類(lèi)很多q因?yàn)橛卸喾N物理連接的方式（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)連接、廣播式等），多種的傳輸介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纖、無(wú)線信道等）。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)通信

4、的基礎(chǔ)知識(shí)傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào) 輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC 機(jī)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型n兩個(gè)兩個(gè)PC機(jī)經(jīng)過(guò)普通電話機(jī)的連線，再經(jīng)過(guò)公用電話機(jī)經(jīng)過(guò)普通電話機(jī)的連線，再經(jīng)過(guò)公用電話網(wǎng)進(jìn)行通信。網(wǎng)進(jìn)行通信。n通信系統(tǒng)可分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端、發(fā)送通信系統(tǒng)可分為三大部分：源系統(tǒng)（或發(fā)送端、發(fā)送方）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、目的系統(tǒng)（或接收方）、傳輸系統(tǒng)（或傳輸網(wǎng)絡(luò)）、目的系統(tǒng)（或接收

5、端、接收方）。端、接收方）。n源系統(tǒng)源系統(tǒng)q源點(diǎn)源點(diǎn)(source)：源點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)（從PC機(jī)的鍵盤(pán)輸入漢字，PC機(jī)產(chǎn)生輸出的數(shù)字比特流）。源點(diǎn)又稱(chēng)為源點(diǎn)，或信源。q發(fā)送器發(fā)送器：通常源點(diǎn)生成的數(shù)字比特流要通過(guò)發(fā)送器編碼后才能夠在傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸。（典型的發(fā)送器就是調(diào)制器，PC機(jī)使用內(nèi)置或外置調(diào)制解調(diào)器）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型n目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)q接收器接收器：接收傳輸系統(tǒng)傳過(guò)來(lái)的信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)換為能夠被目的設(shè)備處理的信息。（典型的接收器就是解調(diào)器，它把來(lái)自傳輸線路上的模擬信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，提取出發(fā)送端置入的消息，還原出發(fā)送端產(chǎn)生的數(shù)

6、字比特流）q終點(diǎn)終點(diǎn)（destination）：終點(diǎn)設(shè)備從接收器獲取傳送來(lái)的數(shù)字比特流，然后把信息輸出（例如：將漢字在PC機(jī)屏幕上顯示出來(lái)）。終點(diǎn)又稱(chēng)目的站目的站，或信宿信宿。n傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)q可以是簡(jiǎn)單的傳輸線，也可以是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（串口通信線，以太網(wǎng)直連線、公用電話網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)源源發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器目標(biāo)目標(biāo)Text (1)輸入信息輸入信息 m(2)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù) g(t)(3)傳輸信號(hào)傳輸信號(hào) s(t)(4)接收信號(hào)接收信號(hào) r(t)(5)輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù) g (t)(6)輸出信息輸出信息 m數(shù)據(jù)通信發(fā)生在兩個(gè)通過(guò)某種數(shù)據(jù)

7、通信發(fā)生在兩個(gè)通過(guò)某種點(diǎn)點(diǎn)傳輸媒體直接連接的設(shè)備之上。點(diǎn)點(diǎn)傳輸媒體直接連接的設(shè)備之上。傳輸媒體傳輸媒體(1) (2) (3) (4) (5) (6)直接數(shù)據(jù)通信直接數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型Text 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)源源發(fā)送器發(fā)送器源系統(tǒng)源系統(tǒng)接收器接收器目標(biāo)目標(biāo)目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)系統(tǒng)LANWAN802.3802.4802.5FDDIPSDNATMISDNDDN包含子網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信包含子網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)n通信的目的是傳送消息消息（message），如：話音、

8、文字、圖像。n數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（data）是運(yùn)送消息的實(shí)體。如：語(yǔ)音、ASIIC碼q模擬數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)：在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)具有連續(xù)值的數(shù)據(jù)，如語(yǔ)音和圖像q數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)：指具有離散的值的數(shù)據(jù)，如文本或數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ASCII字字符符集集控制字符控制字符圖形字符圖形字符數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)n信號(hào)信號(hào)（signal）是數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。q模擬信號(hào)：模擬信號(hào)：由連續(xù)可變的電壓表示。n模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度，或頻率，或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化，如目前廣播的聲音信號(hào)，或圖像信號(hào)等。時(shí)間時(shí)間振幅振幅數(shù)據(jù)通信

9、與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)q數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)：由一串特定的電壓表示，在時(shí)間上是離散的，而且在賦值上也進(jìn)行過(guò)量化。數(shù)字信號(hào)就是先在時(shí)域上抽樣離散，再在幅值上量化（離散）。時(shí)間時(shí)間振幅振幅數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào)時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間振幅振幅振幅振幅lim s(t) = s(a)t afor all of alim s(t) = s(a)t afor some of a常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)s(t+T)=s(t) t+t+常量常量T是信號(hào)的周期是信號(hào)的周期T1/fT1/f周期信號(hào)周期信號(hào)時(shí)間時(shí)間T：

10、周期：周期f：頻率：頻率振幅振幅振幅振幅常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相位涉及到多個(gè)波形，代表計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)一個(gè)波相位涉及到多個(gè)波形，代表計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)一個(gè)波形的相對(duì)狀態(tài)。形的相對(duì)狀態(tài)。周期信號(hào)的三個(gè)重要特征周期信號(hào)的三個(gè)重要特征振幅振幅(amplitude) 振幅表示信號(hào)的強(qiáng)度或者波形的高度。振幅表示信號(hào)的強(qiáng)度或者波形的高度。 周期周期/頻率頻率(periodic/frequency)周期代表波形完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。周期代表波形完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。頻率代表單位時(shí)間內(nèi)能完成的周期數(shù)，即循環(huán)次數(shù)。頻率代表單位時(shí)間內(nèi)能完成的周期數(shù)，即循環(huán)次數(shù)。相位相位(Phase)常用術(shù)

11、語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電壓電壓 +-周期周期振幅振幅時(shí)間時(shí)間9002700ABC相位相位1800振幅振幅周期周期/頻率頻率相位相位數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的增益信號(hào)的增益信號(hào)的衰耗信號(hào)的衰耗信號(hào)的能量經(jīng)傳輸系信號(hào)的能量經(jīng)傳輸系統(tǒng)后，若輸出電功率統(tǒng)后，若輸出電功率小于輸入電功率，就小于輸入電功率，就說(shuō)信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中說(shuō)信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中遭到遭到衰耗衰耗。信號(hào)的能量經(jīng)傳輸系信號(hào)的能量經(jīng)傳輸系統(tǒng)后，若輸出電功率統(tǒng)后，若輸出電功率大于輸入電功率，就大于輸入電功率，就說(shuō)信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中說(shuō)信號(hào)在傳輸系統(tǒng)中得到得到增益增益。傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)P入入P出出常用術(shù)語(yǔ)常

12、用術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)分貝分貝n用來(lái)度量電路中不同點(diǎn)上功率的相對(duì)大小。用來(lái)度量電路中不同點(diǎn)上功率的相對(duì)大小。n D = 10log10(p1/p2)q例如，具有10mW功率的信號(hào)加在傳輸系統(tǒng)上，而在某距離點(diǎn)上測(cè)得的功率為5mW ，則這段線路上的衰耗為：qD = 10log10(5/10) = 10*(-0.3) = -3(db)n在傳輸途徑的不同地點(diǎn)加入放大器以在傳輸途徑的不同地點(diǎn)加入放大器以增加增加信號(hào)信號(hào)的強(qiáng)度的強(qiáng)度數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)n碼元碼元(code)：q在使用時(shí)間域（或簡(jiǎn)稱(chēng)為時(shí)域）的波形表示數(shù)字信號(hào)時(shí)，代表

13、不同離散數(shù)值的基本波形。q使用二進(jìn)制編碼時(shí)，只有兩種不同的碼元，一種代表0狀態(tài)，一種代表1狀態(tài)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)域圖與頻域圖時(shí)域圖與頻域圖 n時(shí)域圖表現(xiàn)了信號(hào)振幅時(shí)域圖表現(xiàn)了信號(hào)振幅隨時(shí)間的改變隨時(shí)間的改變n頻域圖可以表現(xiàn)最大振頻域圖可以表現(xiàn)最大振幅幅-頻率圖，頻域圖在數(shù)頻率圖，頻域圖在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中更為常見(jiàn)據(jù)通信系統(tǒng)中更為常見(jiàn) 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)域圖與頻域圖時(shí)域圖與頻域圖 n復(fù)合模擬信號(hào)，是可以被分解為多個(gè)正弦波的信號(hào)；復(fù)合模擬信號(hào)，是可以被分解為多個(gè)正弦波的信號(hào)；n為了分解一個(gè)復(fù)合信號(hào)，需要進(jìn)行傅立葉分析。為了分解一個(gè)復(fù)合信號(hào)，需要進(jìn)行傅立葉

14、分析。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬信號(hào)的頻譜與帶寬模擬信號(hào)的頻譜與帶寬n信號(hào)頻譜信號(hào)頻譜是它所包含的所有分量頻率的集合并且通過(guò)頻域圖來(lái)是它所包含的所有分量頻率的集合并且通過(guò)頻域圖來(lái)表示。表示。n帶寬帶寬是頻譜的寬度，即最高頻率減去最低頻率。是頻譜的寬度，即最高頻率減去最低頻率。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)的諧波與帶寬數(shù)字信號(hào)的諧波與帶寬n除了模擬信號(hào)模擬信號(hào)，還可以用數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)來(lái)表示信息，模擬信號(hào)數(shù)字化需遵循采樣定理遵循采樣定理。n一個(gè)數(shù)字信號(hào)可以被分解成無(wú)窮多個(gè)被稱(chēng)為諧諧波波的簡(jiǎn)單正弦波正弦波，每個(gè)諧波有不同的振幅頻率和相位。n因?yàn)闆](méi)有一種媒體可

15、傳輸所有分量的整個(gè)頻率范圍，所以會(huì)產(chǎn)生接收到的信號(hào)失真信號(hào)失真。但是可以傳輸有效頻譜有效頻譜范圍內(nèi)的信號(hào)，使得接收端的數(shù)字信號(hào)歧變最小而其帶寬稱(chēng)為有效帶寬有效帶寬。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)的諧波與帶寬數(shù)字信號(hào)的諧波與帶寬 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n信息交互的三種方式信息交互的三種方式 q單向通信單向通信（單工通信）（單工通信）只能有一個(gè)方向的通只能有一個(gè)方向的通信而沒(méi)有反方向的交互。信而沒(méi)有反方向的交互。q雙向交替通信雙向交替通信（半雙工通信）（半雙工通信）通信的雙方都通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就

16、不當(dāng)然也就不能同時(shí)接收能同時(shí)接收)。q雙向同時(shí)通信雙向同時(shí)通信（全雙工通信）（全雙工通信）通信的雙方可通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。以同時(shí)發(fā)送和接收信息。 信道通信方式信道通信方式數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息交互的三種方式信息交互的三種方式 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析 n任何一個(gè)周期為任何一個(gè)周期為T(mén)的有理周期性函數(shù)的有理周期性函數(shù) g(t)可分可分解為若干項(xiàng)（可能無(wú)限多項(xiàng)）正弦和余弦函數(shù)解為若干項(xiàng)（可能無(wú)限多項(xiàng)）正弦和余弦函數(shù)之和：之和：nf = 1/T 基本頻率基本頻率nan, bn n次諧波項(xiàng)的正弦和余弦振幅值次諧波項(xiàng)的正弦和余弦振幅

17、值)2cos()2sin(21)(11nftbnftactgnnnn數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析n可以把一個(gè)持續(xù)時(shí)間有限持續(xù)時(shí)間有限的數(shù)據(jù)信號(hào)（所有的信號(hào)都是如此），想象成它在一遍又一遍地重重復(fù)復(fù)整個(gè)模式（及區(qū)間T到2T的模式等同于區(qū)間0到T，依此類(lèi)推）。n任何信號(hào)任何信號(hào)的傳輸都可以理解為:以傅立葉級(jí)數(shù)以傅立葉級(jí)數(shù)的形式傳遞的形式傳遞。n如果每個(gè)傅立葉級(jí)數(shù)的信號(hào)分量被等量衰減，則合成后，振幅有所衰減，基本形狀不變。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析n已知已知 g(t)，求，求c, an, bnq1) 將等式兩邊從到積分可得cq2) 用

18、sin(2kft)乘等式兩邊，并從到積分，可得ak q3) 用cos(2kft)乘等式兩邊，并從到積分，可得bkTdttgTc0)(202( )sin(2)Tkag tkft dtT02( )cos(2)Tkbg tkft dtT數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析n假定要傳輸ASCII字符b，即01100010，n重復(fù)得到 g(t)=01100010 01100010 01100010.n可求得：qan = (1/n )*cos(n/4) - cos(3 n/4) + cos(6 n/4) - cos(7 n/4)qbn =(1/n )* sin(3n/4) - si

19、n( n/4) + sin(7 n/4) - sin(6 n/4)qc = 3/4q諧波幅度的平方根諧波幅度的平方根與相應(yīng)頻率處傳輸信號(hào)的能量成正比。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傅立葉分析傅立葉分析 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有限帶寬的信號(hào)有限帶寬的信號(hào)n信號(hào)在信道上傳輸時(shí)的特性：信號(hào)在信道上傳輸時(shí)的特性：q所有的傳輸設(shè)備對(duì)不同傅立葉分量傅立葉分量的衰減不同，因此會(huì)導(dǎo)致信號(hào)變形，引起輸出失真；q信道有截止頻率截止頻率fc, 通常0 fc頻率范圍的振幅不衰減， fc以上的振幅衰減厲害，這主要由信道的物理特性決定

20、，0 fc稱(chēng)為信道的有效帶寬有效帶寬；q實(shí)際使用時(shí)，可以接入濾波器濾波器限制用戶的帶寬；q通過(guò)信道的諧波次數(shù)越多諧波次數(shù)越多，信號(hào)越逼真。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有限帶寬的信號(hào)有限帶寬的信號(hào)n波特率：波特率：信號(hào)變化次數(shù)（每秒采樣的次數(shù)）n比特率：比特率：數(shù)據(jù)傳輸速率bpsq如果信號(hào)分為兩級(jí)：0、1，則波特率= 比特率q如果信號(hào)分為：0、1、2、3、4、5、6、7q則一次信號(hào)變化（一次采樣）可表示3bitq如信號(hào)分為V級(jí)，則比特率= log2V 波特率n若：設(shè)波特率= 比特率= b bps，設(shè)8位為一個(gè)周期n那么：發(fā)送8 bit需要T=8/b秒，因而基頻f = 1/T = b/

21、8 Hzn若：截止頻率為Fn則：最大的諧波次數(shù)n滿足nf=F，即：nS/N = 1000qC = W log2 (1+S/N)q=3100* log2 (1000+1)q=30894bps數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道的極限容量信道的極限容量n例：電話系統(tǒng)的帶寬為3kHz,若提高每個(gè)碼元可能取的電平級(jí)數(shù)V=16，則信道容量:nC = 2Hlog2V= 2*3klog216=24k bps.數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道的極限容量信道的極限容量n頻帶寬度頻帶寬度已確定的信道，如果信噪比信噪比不能再提高了，并且碼元傳輸速率碼元傳輸速率也達(dá)到了上限值，那么還有辦法提高信息

22、的傳輸速率信息的傳輸速率？n這就是用編碼的方法讓每一個(gè)碼元攜帶更多比這就是用編碼的方法讓每一個(gè)碼元攜帶更多比特的信息量。特的信息量。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道的極限容量信道的極限容量n例如，基帶信號(hào)是：101011000110111010q如果直接傳送，則每個(gè)碼元所攜帶的信息量為1bit；q將信號(hào)中的每3個(gè)比特編為一個(gè)組，即101，011，000，110，111，010；3個(gè)比特有八種排列，采用不同的調(diào)制方法來(lái)表示這樣的信號(hào)（如：8種不同振幅，8種不同頻率，8種不同的相位）。q假定采用相位調(diào)制，用相位0表示000，1表示001，2表示010，7表示111。q10101100

23、0110111010530672q以同樣的速率發(fā)送碼元，則數(shù)據(jù)傳輸率提高3倍。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) n數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 q導(dǎo)向傳輸媒體導(dǎo)向傳輸媒體(有線媒體有線媒體)：電波被引導(dǎo)在一條物理路徑上傳輸。n點(diǎn)點(diǎn)：只有兩個(gè)設(shè)備共享該媒體。n多點(diǎn)傳送：多于兩個(gè)設(shè)備共享媒體。q非導(dǎo)向傳輸媒體（無(wú)線媒體）：非導(dǎo)向傳輸媒體（無(wú)線媒體）：電磁波的傳輸不需引導(dǎo)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸媒體媒體媒體媒體放大器或放大器或中繼器中繼器點(diǎn)點(diǎn) - 點(diǎn)點(diǎn)多多 點(diǎn)點(diǎn) 傳傳 送送發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器媒體媒體發(fā)送器發(fā)送器/

24、接收器接收器媒體媒體發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器發(fā)送器發(fā)送器/接收器接收器放大器或放大器或中繼器中繼器數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 模擬信號(hào)表示數(shù)據(jù)模擬信號(hào)表示數(shù)據(jù)1.模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)：（放大調(diào)制器）模擬數(shù)據(jù)、模擬信號(hào)：（放大調(diào)制器）n最早的電話系統(tǒng)2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號(hào)：（調(diào)制器）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬信號(hào)：（調(diào)制器）n有些傳輸媒體只適合于傳輸模擬信號(hào)。n使用這樣的信道時(shí)，必須將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制變換為模擬信號(hào)后才能傳輸。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)

25、傳輸模擬信號(hào)表示數(shù)據(jù)模擬信號(hào)表示數(shù)據(jù)Telephone Modem Analog signal Analog signal（調(diào)制在載波頻率）（調(diào)制在載波頻率）Analog data（聲波）（聲波） Digital data（二進(jìn)制電壓脈沖）（二進(jìn)制電壓脈沖）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n編碼與調(diào)制編碼與調(diào)制 數(shù)字信號(hào)表示數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)表示數(shù)據(jù)3.模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)：（模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)：（PCM編碼器）編碼器）n將模擬數(shù)據(jù)化成數(shù)字形式后，就可以使用先進(jìn)的數(shù)字傳輸和交換設(shè)備4.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)：（數(shù)字發(fā)送器）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)字信號(hào)：（數(shù)字發(fā)送器）n一般說(shuō)來(lái)，把數(shù)字

26、數(shù)據(jù)編碼成數(shù)字信號(hào)的設(shè)備比起從數(shù)字到模擬的調(diào)制設(shè)備更簡(jiǎn)單，更廉價(jià)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n編碼與調(diào)制編碼與調(diào)制數(shù)字信號(hào)表示數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)表示數(shù)據(jù)CODECDigital signalDigital signalAnalog dataDigital dataDigital transmitter數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n編碼編碼/調(diào)制后的數(shù)字調(diào)制后的數(shù)字/模擬信號(hào)的傳輸：模擬信號(hào)的傳輸：數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n傳輸系統(tǒng)分類(lèi)：傳輸系統(tǒng)分類(lèi)：q模擬傳輸模擬傳輸n指媒體上傳輸?shù)氖悄?/p>

27、擬信號(hào)。n是一種不考慮其內(nèi)容的模擬信號(hào)傳輸方式。采用放大器。q數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸n指媒體傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。n它涉及信號(hào)的內(nèi)容。采用中繼器。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)衰減，放大器放大器放大信號(hào)的同時(shí)，混入的噪聲信號(hào)也被放大。n數(shù)字信號(hào)只有離散值，不易受噪聲的干擾，也可以用信號(hào)再生信號(hào)再生的方法進(jìn)行恢復(fù)。n數(shù)字信號(hào)比傳輸模擬信號(hào)所要求得頻帶要寬的頻帶要寬的多多，信道利用率較低信道利用率較低。n數(shù)字設(shè)備可以大規(guī)模集成，價(jià)格便宜。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼技

28、術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)n基帶信號(hào)與帶通信號(hào)基帶信號(hào)與帶通信號(hào)q基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）基帶信號(hào)（即基本頻帶信號(hào)）來(lái)自信源的原始信號(hào)。像計(jì)算機(jī)輸出的代表各種文字或圖像文件的數(shù)據(jù)信號(hào)都屬于基帶信號(hào)。q基帶信號(hào)往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道并不能傳輸這種低頻分量或直流分量。因此必須對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制調(diào)制(modulation)。q帶通信號(hào)帶通信號(hào)把基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)載波調(diào)制后，把信號(hào)的頻率范圍搬移到較高的頻段以便在信道中傳輸（即僅在一段頻率范圍內(nèi)能夠通過(guò)信道）。 q多個(gè)帶通信號(hào)通過(guò)頻分復(fù)用可以在一條物理媒體上傳輸寬帶傳輸，有線電視網(wǎng)就是寬帶寬帶，支持模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可混合使用。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)

29、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸最簡(jiǎn)單的辦法是使用兩個(gè)不同的電壓來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制的0和1。n常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：常用的數(shù)字信號(hào)編碼有：q不歸零編碼不歸零編碼q曼切斯特編碼曼切斯特編碼q差分曼切斯特編碼差分曼切斯特編碼數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n不歸零編碼：不歸零編碼：NRZ：Non-Return to Zeroq數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用離散信號(hào)的表示，稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的編碼編碼。q計(jì)算機(jī)內(nèi)部也需要將計(jì)算機(jī)內(nèi)部也需要將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)傳遞，傳遞，計(jì)算機(jī)內(nèi)部通常采用的

30、就是不歸零制的編碼方式。計(jì)算機(jī)內(nèi)部通常采用的就是不歸零制的編碼方式。q用兩種不同的電平表示用兩種不同的電平表示0和和1。n若是正邏輯就是高電平表示1，低電平表示0。n若是負(fù)邏輯就是高電平表示0，低電平表示1。n在1處發(fā)出高電平脈沖，在0處發(fā)出低電平脈沖。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n在計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳遞信息時(shí)，都是使用同一個(gè)同步時(shí)鐘。n但是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，是在計(jì)算機(jī)之間傳遞信息，各自有自己的時(shí)鐘，雙方的時(shí)鐘不能同步。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n曼切斯特編碼：曼切斯特編碼：Man

31、chester encodingq計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通常使用曼切斯特編碼，它是自同步自同步編碼編碼。q發(fā)生一個(gè)信號(hào)，它發(fā)生兩個(gè)電平，電平間有個(gè)跳變電平間有個(gè)跳變，這個(gè)跳變發(fā)生在時(shí)刻中間。q低高跳變表示0，高低跳變表示1；q在發(fā)生每個(gè)比特中間都有一個(gè)跳變，而且發(fā)生在這段時(shí)間的中間。就可以將時(shí)鐘的誤差取消掉，將跳變作為時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)跳變來(lái)確定時(shí)鐘。稱(chēng)為自同步的編碼。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n曼切斯特編碼曼切斯特編碼數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n曼切斯特編碼曼切斯特編碼q編碼效率低編

32、碼效率低，發(fā)生一個(gè)bit要發(fā)生兩個(gè)電平；不歸零編碼發(fā)生一個(gè)比特只需要發(fā)送一個(gè)電平。曼切斯特編碼需要采樣兩次，根據(jù)兩次采樣結(jié)果（低高，低高）的比較來(lái)確定信號(hào)表示的數(shù)據(jù)是多少；不歸零編碼只需要采樣一次，就可以得到一個(gè)bit的數(shù)據(jù)。q曼切斯特編碼中 波特率：比特率2：1；q不歸零編碼中 波特率：比特率1：1；q優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：克服了NRZ碼的不足。每位中間的跳變即可作為數(shù)據(jù)，又可作為時(shí)鐘，能夠自同步。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n差分曼切斯特編碼：差分曼切斯特編碼：Differential Manchester encodingq在發(fā)生bit開(kāi)始

33、開(kāi)始時(shí)候信號(hào)有沒(méi)有跳變來(lái)表示0或者1。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸qbit中間都有跳變，bit與bit之間有相位跳變表示下個(gè)bit為0；qbit中間有跳變，bit與bit之間無(wú)相位跳變表示下個(gè)bit為1。q優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：時(shí)鐘、數(shù)據(jù)分離，便于提取。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用連續(xù)的波形（信號(hào)）來(lái)表示，就是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用連續(xù)的波形（信號(hào)）來(lái)表示，就是將將0用一種波形表示，用一種波形表示，

34、1用一種波形來(lái)表示。用一種波形來(lái)表示。n首先要選擇某一頻率的正弦(函數(shù))作為載波，這一函數(shù)可以表示為： U(t) = A(t)sin(t+) 其中A、和，分別代表函數(shù)的幅度幅度、頻率頻率和相位相位。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n基本的方法有三種：基本的方法有三種：q調(diào)幅（調(diào)幅（ASK Amplitude Shift Keying）：）：q用兩個(gè)不同的振幅表示兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)，振幅零表示0，振幅非零表示1，如正弦波某個(gè)振幅上持續(xù)一段時(shí)間。q（幅移鍵控幅移鍵控）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信

35、道上傳輸n調(diào)頻（調(diào)頻（FSK Frequency Shift Keying）：）：q用兩種不同的頻率來(lái)表示兩種數(shù)據(jù)用兩種不同的頻率來(lái)表示兩種數(shù)據(jù)0和和1，n信道在某個(gè)頻段范圍內(nèi)中3000Hz4000Hz，在該范圍中選擇一個(gè)頻率3200Hz表示0，3800Hz表示1。n發(fā)送0時(shí)在這個(gè)時(shí)間段發(fā)出的頻率為3200Hz，發(fā)送1時(shí)在這個(gè)時(shí)間段發(fā)出的頻率為3800Hz。n接收方這段時(shí)間接收到的正弦波頻率為3200Hz，則收到0；收到的正弦波頻率是3800Hz的，則收到1。采用兩種不同的頻率來(lái)表示0和1。q（頻移鍵控）（頻移鍵控）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬

36、信道上傳輸n調(diào)頻調(diào)頻數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n調(diào)相（調(diào)相（PSK Phase Shift Keying）：）：q用不同的相位來(lái)表示不同的數(shù)值q開(kāi)始發(fā)送這個(gè)bit的時(shí)候，從0相位發(fā)送表示0；q從相位開(kāi)始發(fā)送表示1。q接收方在接收一個(gè)bit開(kāi)始，就檢查其當(dāng)前的相位：0相位表示0，相位表示1。n（相移鍵控）（相移鍵控）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制舉例：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制舉例：數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n每

37、采樣一個(gè)信號(hào)，得到的是一個(gè)比特，即信號(hào)分成兩個(gè)等級(jí)。n在同樣的采樣速率下（波特率），可以將信號(hào)分成多個(gè)等級(jí)等級(jí)，這樣可以提高比特率。n在模擬的信號(hào)下：正交調(diào)相正交調(diào)相，正交調(diào)幅正交調(diào)幅q我們可以采用多個(gè)相位來(lái)表示數(shù)據(jù)，而不僅僅是0相位和相位。q如采用四個(gè)相位：45度（00）、135度（01）、225度（10）、315度（11）。這樣每個(gè)信號(hào)表示2個(gè)比特，傳輸速率提高了一倍。正交調(diào)相正交調(diào)相數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n正交調(diào)相正交調(diào)相數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n正交調(diào)幅正交

38、調(diào)幅：將調(diào)相調(diào)相和調(diào)幅調(diào)幅相結(jié)合。q將整個(gè)空間的點(diǎn)分成16種，同樣采用四個(gè)相位，而每個(gè)相位上采用了4種振幅。每采樣一個(gè)信號(hào)，則表示4比特。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸nQAM-64:分的等級(jí)更多了，相位和振幅的等級(jí)多分得更加密了。q每采用一個(gè)信號(hào)，得到6比特。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸以上三個(gè)圖稱(chēng)為星座圖星座圖，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器都有自己的星座模型。n常見(jiàn)的幾種Modem標(biāo)準(zhǔn)：qV.32（QAM-32） 4位數(shù)據(jù)1位校驗(yàn)位，在2400波特率上，傳輸率為9600bps（帶糾錯(cuò)特性

39、）qV.32bis（QAM-128） 6位數(shù)據(jù)1位校驗(yàn)位，在2400波特率上，傳輸率為14400bps（帶糾錯(cuò)特性）qV.34 12位數(shù)據(jù)，在2400波特率上，傳輸率為28.8kbpsqV.34bis 14位數(shù)據(jù)，在2400波特率上，傳輸率為33.6kbpsqV.90 7位數(shù)據(jù)，在8000波特率上，傳輸率為5.6kbps（電話信道的帶寬大約4000Hz，含防護(hù)頻段，因此每秒最大獨(dú)立采樣次數(shù)為8000，每個(gè)采樣的位數(shù)為8，1位用于控制的用途） 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸 n模擬數(shù)據(jù)變成離散的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，通過(guò)采樣量化編采樣量化編碼過(guò)程碼過(guò)

40、程。n電話數(shù)字的傳輸：q在電話機(jī)到電信局之間是采用模擬的信號(hào)傳輸，而在電信局之間采用的是數(shù)字的信號(hào)傳輸。n電話系統(tǒng)中采用的是脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制PCM技術(shù)（Pulse Code Modulation）。q模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，傳輸結(jié)束，在接收端要還原成模擬數(shù)據(jù)。nNyquist采樣定理：采樣定理：q如果在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)，以有效信號(hào)f(t)最高頻率的二倍或二倍以上的速率對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣，則這些采樣值中包含了全部原始信號(hào)信息。即可以在接收端恢復(fù)出原始的模擬信號(hào)。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n模擬數(shù)據(jù)變成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的步驟：模擬數(shù)據(jù)變

41、成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的步驟：數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n采樣：采樣：從時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)中取出“樣品”，使連續(xù)信號(hào)成為一串時(shí)間上離散的“樣值”序列。n采樣過(guò)程：采樣過(guò)程：相當(dāng)于使用脈沖S(t)對(duì)模擬信號(hào)f(t)進(jìn)行脈沖調(diào)制 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n量化：量化：q把采樣到的值表示成一個(gè)值q采樣的樣值序列有無(wú)限多個(gè)可能的取值，近似地用有限個(gè)數(shù)的數(shù)值來(lái)表示。q把樣值信號(hào)的瞬時(shí)幅度分成許多度量單位，一個(gè)度量單位稱(chēng)為一個(gè)量化級(jí)，用量化級(jí)的大小來(lái)表示瞬時(shí)樣值。q得出的就是數(shù)字信號(hào)（在時(shí)間上和

42、幅度上都是離散的）數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n編碼：編碼：使得離散的量化樣值成為合適的二進(jìn)制數(shù)字碼組。n解碼：解碼：把數(shù)字信號(hào)碼組變換成相應(yīng)的電壓或電流量，恢復(fù)成原量化的樣值信號(hào)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸nPCM在語(yǔ)音信道的應(yīng)用在語(yǔ)音信道的應(yīng)用q電話系統(tǒng)中，話音數(shù)據(jù)的最高頻率通常為3400Hz，根據(jù)采樣定理以2倍以上的頻率采樣，如以8000Hz的采樣頻率對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行采樣的話，則在采樣值中包含了話音信號(hào)的完整特征，由此而還原處的話音是可以理解和識(shí)別的。q每次采樣值需要用

43、一個(gè)二進(jìn)制代碼來(lái)表示，二進(jìn)制代碼的位數(shù)代表了采樣值的量化精度，在電話主干網(wǎng)上，對(duì)一路話音信號(hào)通常采用8位二進(jìn)制代碼來(lái)表示一個(gè)采樣值。對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行PCM編碼后所要求的數(shù)據(jù)傳輸速率是：8bit*8000次采樣/秒64k bps。qISDN（2BD，一個(gè)，一個(gè)B用于傳輸電話，一個(gè)用于傳輸電話，一個(gè)B用于傳輸計(jì)算用于傳輸計(jì)算機(jī)信號(hào)）從電話機(jī)到電信局也是數(shù)字傳輸?shù)?。機(jī)信號(hào)）從電話機(jī)到電信局也是數(shù)字傳輸?shù)摹?shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸nPCM標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：T1線路和線路和E1線路線路 q北美的24路PCM（T1標(biāo)準(zhǔn)，1.544Mbps）q歐洲的3

44、0路PCM（E1標(biāo)準(zhǔn)，2.048Mbps）q我國(guó)采用的是E1標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸nE1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)q一個(gè)時(shí)分復(fù)用幀（長(zhǎng)度T125us）劃分為32個(gè)時(shí)隙q每個(gè)時(shí)隙發(fā)送8bit，整個(gè)32個(gè)時(shí)隙8bit256bitq每秒8000幀，PCM一次群E1的數(shù)據(jù)率：800032個(gè)時(shí)隙8bit 2.048Mbps。q32個(gè)時(shí)隙中兩個(gè)分別用于幀同步和傳送信令q直接用于通話的共30時(shí)隙，所以E1時(shí)分復(fù)用幀共有30個(gè)話路個(gè)話路。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸nT1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)q共有24個(gè)話路q

45、每個(gè)話路的采樣脈沖用7bit編碼，再加1bit信令碼元，一個(gè)話路也占8bit。248192bitq幀同步碼是在24路的編碼后加1bit，共193bit。qT1一次群的數(shù)據(jù)率為193bit8000=1.544Mbps。n為得到更高的數(shù)據(jù)率更高的數(shù)據(jù)率，采用多路復(fù)用多路復(fù)用的方法，4個(gè)一次群可以構(gòu)成一個(gè)二次群。一個(gè)二次群的數(shù)據(jù)率比4個(gè)一次群的數(shù)據(jù)率的總和要多一些，復(fù)用后需要一些同步的碼元。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸n光纜的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)光纜的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)SONET和和SDH qSONET標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：同步光纖網(wǎng)nSTS-1（Synchrono

46、us Transport Signal）同步傳送信號(hào)（電信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)）nOC-1（Optical Carrier）光載波（光信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)）：采用幀長(zhǎng)為125us，每幀810B，即810路電話，基本速率8810800051.84MbpsqSDH標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（Synchronous Digital Hierarchy）同步數(shù)字體系nSTM-1（Synchronous Transport Module）同步傳送模塊，基本速率為155.52Mbps是3個(gè)OC-1標(biāo)準(zhǔn)。q這些標(biāo)準(zhǔn)可以繼續(xù)復(fù)用獲取更高的帶寬。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n模擬調(diào)制：模擬調(diào)制：

47、將一個(gè)輸入信號(hào)輸入信號(hào)m(t)與頻率為fc的載波載波結(jié)合以便產(chǎn)生一個(gè)帶寬以fc為中心的信號(hào)信號(hào)s(t)的過(guò)程。n模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)：模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)：為了有效傳輸需要高頻；調(diào)制可允許頻分多路復(fù)用。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n調(diào)幅：調(diào)幅：q在調(diào)幅技術(shù)中，載波信號(hào)的振幅根據(jù)調(diào)制信號(hào)的振幅的改變調(diào)整。q載波信號(hào)的頻率相位不變。q調(diào)制信號(hào)變成了載波信號(hào)的一個(gè)包絡(luò)線數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n調(diào)頻：調(diào)頻：q在調(diào)頻傳輸技術(shù)中，載波信號(hào)的頻率根據(jù)調(diào)制信號(hào)電壓（振幅）的改變而被調(diào)

48、整。q載波信號(hào)的最大振幅和相位都保持不變，只有當(dāng)調(diào)制信號(hào)的振幅改變時(shí)，載波信號(hào)的頻率相應(yīng)會(huì)改變。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸n調(diào)相：調(diào)相：q在調(diào)相傳輸技術(shù)中，載波信號(hào)的相位相位根據(jù)調(diào)制信號(hào)電壓（振幅）的改變而被調(diào)整。q最大振幅和頻率都保持恒定，而當(dāng)信息信號(hào)的振幅變化時(shí)，載波信號(hào)的相位隨之發(fā)生相應(yīng)的改變。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n物理媒體上通常支持大于1條信道，即傳輸介質(zhì)的帶寬大于傳輸單一信號(hào)所需的帶寬n為了有效地利用傳輸系統(tǒng)，通常采用多路復(fù)用多路復(fù)用（Multiplexing）技術(shù)以同時(shí)攜帶多路

49、信號(hào)來(lái)高效率地使用傳輸介質(zhì)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享信道n復(fù)用復(fù)用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概是通信技術(shù)中的基本概念。念。 信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用(a) 不使用復(fù)用技術(shù)(b) 使用復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n頻分復(fù)用頻分復(fù)用 FDM (Frequency Division Multiplexing) q用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過(guò)程中自始至終都占用這個(gè)頻帶。q頻分復(fù)用頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源（請(qǐng)注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是數(shù)據(jù)

50、的發(fā)送速率）。 頻率時(shí)間頻率 1頻率 2頻率 3頻率 4頻率 5信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n頻分復(fù)用頻分復(fù)用q在一條傳輸介質(zhì)上使用多個(gè)頻率不同的模擬載波信號(hào)進(jìn)行多路傳輸，這些載波載波可進(jìn)行任何方式的調(diào)制任何方式的調(diào)制。q每一個(gè)載波信號(hào)形成了一個(gè)子信道，各個(gè)信道的中中心頻率不相重合心頻率不相重合，子信道之間留有一定寬度的隔離隔離頻帶頻帶。q傳輸介質(zhì)的可用帶寬必須超過(guò)各路給定信號(hào)所需帶寬的總和總和。q例如：有無(wú)線電廣播和有線電視系統(tǒng)。每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)被調(diào)制到具有不同頻率的載波上，所有的信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳送。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與

51、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n頻分復(fù)用過(guò)程：時(shí)域圖頻分復(fù)用過(guò)程：時(shí)域圖數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n頻分復(fù)用過(guò)程：頻域圖頻分復(fù)用過(guò)程：頻域圖 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n例：例：q有10個(gè)信號(hào)，每個(gè)都要求4000Hz，現(xiàn)在用FDM將它們復(fù)用在一條信道上。對(duì)于被復(fù)用的信道，最小要求多少帶寬。假設(shè)防護(hù)頻段為400Hz寬。q4000Hz10400Hz943600Hz數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與

52、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n時(shí)分復(fù)用：時(shí)分復(fù)用：TDM（Time Division Multiplexing）q類(lèi)似與CPU的時(shí)間輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。信道傳輸速率很快，可供多個(gè)子信道共享。q每個(gè)信號(hào)按時(shí)間先后輪流交替地使用單一信道，那么，多個(gè)數(shù)字信號(hào)的傳輸便可在宏觀上同時(shí)進(jìn)行，對(duì)單一信道的交替使用可以按位、字節(jié)或塊等為單位來(lái)進(jìn)行。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n時(shí)分復(fù)用則是將時(shí)間劃分為一段段等長(zhǎng)的時(shí)分時(shí)分復(fù)用幀復(fù)用幀（TDM 幀）。n每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每一個(gè) TDM 幀中

53、占用固定序號(hào)的時(shí)隙時(shí)隙。n每一個(gè)用戶所占用的時(shí)隙是周期性周期性地出現(xiàn)（其周期就是 TDM 幀的長(zhǎng)度）。nTDM 信號(hào)也稱(chēng)為等時(shí)等時(shí)(isochronous)信號(hào)信號(hào)。n時(shí)分復(fù)用的所有用戶是在不同的時(shí)間占用同樣同樣的頻帶寬度的頻帶寬度。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n例如一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)話路的帶寬是4kHz，每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀的長(zhǎng)度是不變的，始終是125us。如果有1000個(gè)用戶進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，則每個(gè)用戶分配到的時(shí)隙寬度就是125us的千分之一。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n這種時(shí)分復(fù)用又稱(chēng)為：同步時(shí)分復(fù)用同步時(shí)分復(fù)用。q時(shí)間片與輸入裝置

54、一一對(duì)應(yīng)一一對(duì)應(yīng)，即同步。q如某個(gè)時(shí)間片對(duì)應(yīng)的裝置無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，則該時(shí)間片時(shí)間片空閑空閑。q傳輸介質(zhì)的傳輸速率不能低于各個(gè)輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)速率之和。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n使用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)突發(fā)性質(zhì)，用戶對(duì)分配到的子信道的利用率一般是不高的。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 STDM (Statistic TDM) q時(shí)間片是按需動(dòng)態(tài)分配按需動(dòng)態(tài)分配的；q時(shí)間片與輸入裝置之間沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，任何一個(gè)時(shí)間片都可以被用于傳輸任何一路輸入信號(hào)；q在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)

55、單元中必須包含有地址信息，以便尋址目的節(jié)點(diǎn)；q傳輸介質(zhì)的傳輸速率只要不低于各個(gè)輸入信號(hào)的平均數(shù)據(jù)速率即可。q統(tǒng)計(jì)TDM又稱(chēng)為異步異步TDM。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用qWDM（ Wave-length Division Multiplexing ） q波分多路復(fù)用是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種。q在這種方法中，兩根光纖連到一個(gè)棱柱，每根的能量處于不同的波段。q兩束光通過(guò)棱柱或光柵，合成到一根共享的光纖上，傳送到遠(yuǎn)方的目的地，隨后再將它們分解開(kāi)來(lái)。數(shù)

56、據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n碼分復(fù)用碼分復(fù)用qCDM：(Code Division Multiplexing) q常用的名詞是碼分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。q是另一種共享信道的方法，每個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n在一個(gè)大禮堂，很多人正在兩兩交談。q時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用：所有人都在大廳中央，但是按順序發(fā)表自己的看法。q頻分復(fù)用頻分復(fù)用：大

57、廳里的人分散在各處，兩兩扎一堆，每一堆的話題同時(shí)在進(jìn)行，相互之間完全獨(dú)立。q碼分復(fù)用碼分復(fù)用：大廳的每個(gè)人都在說(shuō)話，不過(guò)每一對(duì)使用不同的語(yǔ)音。CMDA可以提取出期望的信號(hào)，同時(shí)拒絕所有其他的信號(hào)，并把這些信號(hào)當(dāng)作噪聲。 數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n碼分復(fù)用碼分復(fù)用q各用戶使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型，彼此不會(huì)造成干擾干擾。q這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類(lèi)似于白噪聲白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 q每一個(gè)比特時(shí)間比特時(shí)間劃分為 m 個(gè)短的間隔，稱(chēng)為碼片碼片(chip)。數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)q每個(gè)站被指派一個(gè)

58、唯一的每個(gè)站被指派一個(gè)唯一的 m bit 碼片序列。碼片序列。n如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。n如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。q例如，例如，S 站的站的 8 bit 碼片序列是碼片序列是 00011011。n發(fā)送比特 1 時(shí)，就發(fā)送序列 00011011，n發(fā)送比特 0 時(shí)，就發(fā)送序列 11100100。q通常將碼片中的通常將碼片中的0寫(xiě)為寫(xiě)為-1。nS 站的碼片序列：(111 +1 +11 +1 +1)q假如S站要發(fā)送信息的數(shù)據(jù)率為b b/s，由于每個(gè)比特要轉(zhuǎn)換成m個(gè)比特的碼片，S站實(shí)際上發(fā)送的數(shù)據(jù)率提高到mb b/s數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)

59、網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同各不相同，并且還必須互相正交互相正交(orthogonal)。n在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列偽隨機(jī)碼序列。 n令向量 S 表示站 S 的碼片向量，令 T 表示其他任何站的碼片向量。 n兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量 S 和T 的規(guī)格化內(nèi)積規(guī)格化內(nèi)積(inner product)都是 0： 011miiiTSmTS數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n如：如：q令向量 S 為(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1)，向量 T 為(1 1 +1 1 +1 +1 +1 1)。 q把向量 S 和 T

60、 的各分量值代入公式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的。 n向量S和各站碼片反碼的向量碼片反碼的向量的內(nèi)積也是0。n任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1； mimiimiiimSmSSm112211) 1(111SS數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n一個(gè)碼片向量碼片向量和該碼片反碼碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積都是-1；n每個(gè)站的發(fā)送序列是數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)據(jù)比特和本站的碼片序本站的碼片序列列的乘積，得到三種可能：q本站的碼片序列（相當(dāng)于發(fā)送比特1）；q該碼片序列的二進(jìn)制反碼（相當(dāng)于發(fā)送比特0）的組合序列；q什么也不發(fā)送（全0）（相當(dāng)于沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送）。數(shù)據(jù)通信與計(jì)