計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層要點(diǎn)課件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層3.1物理層的基本概念3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念

3.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸

3.3.2單工、半雙工和全雙工通信

3.3.3異步傳輸與同步傳輸

3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼

3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼

3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層3.1物理層的基本概念第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）

3.4多路復(fù)用技術(shù)

3.4.1頻分多路復(fù)用

3.4.2時(shí)分多路復(fù)用

3.4.3波分多路復(fù)用

3.4.4碼分多路復(fù)用3.5傳輸介質(zhì)

3.5.1傳輸介質(zhì)的分類

3.5.2有線傳輸介質(zhì)

3.5.3無線傳輸介質(zhì)3.6寬帶接入技術(shù)3.6.1撥號(hào)連接

3.6.2ADSL

3.6.3光纖同軸混合網(wǎng)HFC第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）3.4多路復(fù)用技術(shù)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）

3.6.4代理服務(wù)器接入第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）3.1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：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、固定和鎖定裝置等等。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。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。規(guī)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。

3.1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)(data)——運(yùn)送信息的實(shí)體。信號(hào)(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。“模擬的”(analogous)——連續(xù)變化的?！皵?shù)字的”(digital)——取值是離散數(shù)值。調(diào)制——把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過程。解調(diào)——把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程。3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)

PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)

數(shù)字發(fā)送器模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)放大器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信——發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過物理信道傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收方的過程，分為模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。源點(diǎn)——數(shù)據(jù)的發(fā)送方終點(diǎn)——數(shù)據(jù)的接收方信道——在源點(diǎn)和終點(diǎn)之間建立的一條傳輸信號(hào)的物理通道數(shù)據(jù)通信——發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過物理信道傳輸?shù)?.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸系統(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)正文正文數(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)3.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送接收輸3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)有效性有效性是用有效傳輸帶寬來度量，頻帶寬度越窄，有效性越好可靠性可靠性是用接收端最終的輸出信噪比來度量，信噪比越大，通信質(zhì)量越高。3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)中，有效性用傳輸速率來表示，可靠性用差錯(cuò)率（誤碼率）來衡量。幾個(gè)重要基本概念：碼元——承載信息的基本信號(hào)單位，一個(gè)表示數(shù)據(jù)有效值狀態(tài)的脈沖信號(hào)就是一個(gè)碼元，其單位為波特信道容量——一個(gè)信道能夠達(dá)到的最大的傳輸速率，它表示信道的傳輸能力。在通信領(lǐng)域中，信道容量常指信道在單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)，以碼元速率（或波特）來表示數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率——通信系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制代碼的位（比特）數(shù)，因此又稱比特率，單位用比特/秒表示，記為b/s或b/s。設(shè)T為傳輸?shù)碾娒}沖的寬度或周期，N為一個(gè)脈沖信號(hào)所有可能的狀態(tài)數(shù)，則數(shù)據(jù)傳輸速率為：RS

=log2

N

（b/s）調(diào)制速率——調(diào)制后模擬電信號(hào)每秒鐘的變化次數(shù)，它等于調(diào)制周期（即時(shí)間間隔）的倒數(shù)，單位為波特（Baud）。

若用T（秒）表示調(diào)制周期，則調(diào)制速率為Rb=1/T（Baud），即1波特表示每秒鐘傳送一個(gè)碼元。數(shù)據(jù)傳輸速率——通信系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制代碼的位（比特誤碼率——二進(jìn)制碼元在傳輸過程中被傳錯(cuò)的概率誤碼率的計(jì)算公式為：Pe=Ne/N式中Pe表示誤碼率，Ne表示被傳錯(cuò)的碼元數(shù)，N表示傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)。上式只有在N取值很大時(shí)才有效?！皫挕薄緛硎侵感盘?hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。誤碼率——二進(jìn)制碼元在傳輸過程中被傳錯(cuò)的概率數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個(gè)比特時(shí)間1

01

0

111s帶寬為1Mb/s時(shí)間每秒

4

106

個(gè)比特0.25s帶寬為4Mb/s數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄時(shí)延發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。信道帶寬數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）信道帶寬（比特/秒）時(shí)延發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)時(shí)延(delay或latency)傳播時(shí)延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度（米）信號(hào)在信道上的傳播速率（米/秒）時(shí)延(delay或latency)傳播時(shí)延電磁波時(shí)延(delay或latency)處理時(shí)延交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延是處理時(shí)延中的重要組成部分。處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。時(shí)延(delay或latency)處理時(shí)延交換結(jié)時(shí)延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延和處理時(shí)延之和：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延時(shí)延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延(即傳輸時(shí)延)在隊(duì)列中產(chǎn)生處理時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊(duì)列3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸并行傳輸數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上進(jìn)行的傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送與接收，每個(gè)比特使用單獨(dú)的一條線路。優(yōu)點(diǎn)：傳送速率快，發(fā)收雙方間不存在字符同步的問題；缺點(diǎn)：需要多個(gè)并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會(huì)影響傳輸質(zhì)量，不適合做較長(zhǎng)距離的通信。3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸并行傳輸數(shù)據(jù)以成組方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸。在并行傳輸中，一次傳送一個(gè)字符，所以不存在字符同步問題。例子：計(jì)算機(jī)中的總線并行通信信道b0b1

b2b3

b4b5b6

b7

發(fā)送端b0b1

b2b3

b4b5b6

b7

接收端數(shù)據(jù)以成組方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸。并b0發(fā)送端b0接收串行傳輸數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。存在字符同步問題例子：電話線路傳送數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7

接收端串行通信信道串行傳輸數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。發(fā)送端b0b1串行通信與并行通信的比較在相同的發(fā)送時(shí)鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率將大于串行通信。并行通信需要多個(gè)并行信道，實(shí)現(xiàn)昂貴。并行通信方式適合于近距離通信（如計(jì)算機(jī)中）而在遠(yuǎn)程通信中一般采用串行通信方式。串行通信與并行通信的比較在相同的發(fā)送時(shí)鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳串/并與并/串轉(zhuǎn)換

當(dāng)計(jì)算機(jī)通過串行信道相互通信時(shí)，在發(fā)送方要進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，而在接收端要進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)串行信道計(jì)算機(jī)并行傳輸并行傳輸串行傳輸并/串轉(zhuǎn)換串/并轉(zhuǎn)換串/并與并/串轉(zhuǎn)換當(dāng)計(jì)算機(jī)通過串行信道相互通信時(shí)，在發(fā)3.3.2單工、半雙工和全雙工通信單工通信數(shù)據(jù)傳送只能在一個(gè)固定的方向上進(jìn)行，任何時(shí)候都不能改變方向。例子：廣播、電視發(fā)送單向通道接收3.3.2單工、半雙工和全雙工通信單工通信數(shù)據(jù)傳送只能在半雙工通信信號(hào)可以雙向進(jìn)行，但不可同時(shí)進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能有一個(gè)方向的傳送例子：對(duì)講機(jī)、計(jì)算機(jī)—終端發(fā)送接收雙向通道接收發(fā)送半雙工通信信號(hào)可以雙向進(jìn)行，但不可同時(shí)進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能有一雙工通信信號(hào)可以同時(shí)進(jìn)行雙向發(fā)送例子：

計(jì)算機(jī)—計(jì)算機(jī)發(fā)送接收雙向通道接收發(fā)送雙工通信信號(hào)可以同時(shí)進(jìn)行雙向發(fā)送發(fā)送雙向通道接收3.3.3異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，即每個(gè)字符都獨(dú)立傳輸，且每一字符的起始時(shí)刻可以為任意。每個(gè)字符在傳輸時(shí)都在字符前加上起始位和在字符后加上結(jié)束位，以表示一個(gè)字符的開始和結(jié)束。異步傳輸方式3.3.3異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式異步傳輸方式同步傳輸方式以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號(hào)HDLC中的同步傳輸方式同步傳輸方式HDLC中的同步傳輸方式3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼基帶信號(hào)——將數(shù)字信號(hào)1或0直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸?；鶐鬏敗ㄐ判诺乐兄苯觽鬏敾鶐盘?hào)的傳輸方式數(shù)字信號(hào)編碼——用兩種碼元分別表示二進(jìn)制數(shù)字符號(hào)“0”和“1”，每位二進(jìn)制符號(hào)和一個(gè)碼元相對(duì)應(yīng)。表示二進(jìn)制數(shù)字的碼元的形式不同，產(chǎn)生的編碼方法也不同，這里主要介紹曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼基帶信號(hào)——將數(shù)字信號(hào)1差分曼切斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼切斯特編碼曼徹斯特編碼3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼頻帶傳輸——先將基帶信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）進(jìn)行調(diào)制后變換成便于在模擬信道中傳輸?shù)?、具有較高頻率范圍的信號(hào)，這種信號(hào)稱為頻帶信號(hào)（也叫模擬信號(hào)），再將這種頻帶信號(hào)在信道中傳輸。在接收端再將該頻帶信號(hào)通過解調(diào)還原成基帶信號(hào)。調(diào)制——進(jìn)行波形變換，利用基帶信號(hào)對(duì)高頻震蕩載波的參量進(jìn)行修改。最基本的調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼頻帶傳輸——先將基帶信號(hào)（數(shù)調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼常用的方法有脈沖編碼調(diào)制（PCM）和增量調(diào)制（△M）

PCM方法以取樣定理為基礎(chǔ)，將模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化。例如對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼，一般包括取樣、量化、和編碼3個(gè)過程。3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼常語音數(shù)字化的示例模擬信源數(shù)字信道模擬信宿模擬信號(hào)PCM編/解碼器PCM編/解碼器數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)語音數(shù)字化的示例模擬信源數(shù)字信道模擬信宿模擬信號(hào)PCMPCMPCM的采樣模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步按一定的時(shí)間間隔，將模擬信號(hào)的電平幅度取出來作為樣本，讓其表示原始信號(hào)。采樣定理：若以至少兩倍于最高有效信號(hào)頻率的速率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，則其樣本包含足以重構(gòu)原模擬信號(hào)的所有信息。（fs≥2fo）PCM的采樣模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步PCM的量化模擬信號(hào)數(shù)字化的第二步--將采樣樣本按量化級(jí)進(jìn)行離散化的過程。通過將采樣所得樣本與預(yù)先規(guī)定的量化級(jí)進(jìn)行比較，進(jìn)行取整定級(jí)。量化級(jí)的多少取決于量化的精度。級(jí)數(shù)越高，量化精度越高，但所需的編碼位數(shù)相應(yīng)越多。PCM的量化模擬信號(hào)數(shù)字化的第二步--將采樣樣本按量化級(jí)進(jìn)行PCM的編碼模擬信號(hào)數(shù)字化的第三步。用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制代碼表示采樣樣本的量化級(jí)。量化級(jí)數(shù)越多，所需的編碼位數(shù)相應(yīng)志越多。

e.g.：

8級(jí)—3位，16級(jí)—4位

T1（128級(jí)）--7位PCM的編碼模擬信號(hào)數(shù)字化的第三步。3.4多路復(fù)用技術(shù)

頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用：所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。時(shí)分復(fù)用：所有用戶在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。

3.4多路復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5頻分復(fù)用頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCD在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCD在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCD在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCD在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDD在TDM時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成

線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbcattttt4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀#1④③②①acbcd時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成

線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbc統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

STDM用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM用戶ABCDabcdttttt3個(gè)1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm2.5.2波分復(fù)用WDM波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。82.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km1550nm002.5.3碼分復(fù)用CDM常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。

2.5.3碼分復(fù)用CDM常用的名詞是碼分多址CD碼片序列(chipsequence)每個(gè)站被指派一個(gè)惟一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。

例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)碼片序列(chipsequence)每個(gè)站被指派一個(gè)惟一CDMA的重要特點(diǎn)每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。CDMA的重要特點(diǎn)每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并碼片序列的正交關(guān)系令向量S表示站S的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。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(innerproduct)都是0：碼片序列的正交關(guān)系令向量S表示站S的碼片向量，令碼片序列的正交關(guān)系舉例令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1)，向量T為(–1–1+1–1+1+1+1–1)。把向量S和T的各分量值代入(2-4)式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的。碼片序列的正交關(guān)系舉例令向量S為(–1–1–1+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。一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。正交關(guān)系的另一個(gè)重要特性任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。正交關(guān)CDMA的工作原理S站的碼片序列S110ttttttm

個(gè)碼片tS站發(fā)送的信號(hào)SxT站發(fā)送的信號(hào)Tx總的發(fā)送信號(hào)Sx+Tx規(guī)格化內(nèi)積S

Sx規(guī)格化內(nèi)積S

Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端CDMA的工作原理S站的碼片序列S110tttttt3.5傳輸介質(zhì)

3.5.1傳輸介質(zhì)的分類傳輸介質(zhì)包括有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)兩大類。

有線傳輸介質(zhì)將信號(hào)約束在一個(gè)物理導(dǎo)體之內(nèi)，如雙絞線、同軸電纜和光纖等。無線傳輸介質(zhì)如無線電波、紅外線、激光等由于不能將信號(hào)約束在某個(gè)空間范圍之內(nèi)，故又被稱為無線介質(zhì)。3.5傳輸介質(zhì)

3.5.1傳輸介質(zhì)的分類3.5.2有線傳輸介質(zhì)雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)

同軸電纜50

同軸電纜75

同軸電纜光纜3.5.2有線傳輸介質(zhì)雙絞線各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣層絕緣保護(hù)套層內(nèi)導(dǎo)體無屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP同軸電纜各種電纜銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯屏蔽層絕緣層絕緣層外導(dǎo)光線在光纖中的折射折射角入射角

包層（低折射率的媒體）

包層（低折射率的媒體）

纖芯（高折射率的媒體）包層纖芯光線在光纖中的折射折射角入射角包層包層纖芯包光纖的工作原理高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷涔饫w的工作原理高折射率低折射率光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟剌斎朊}沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多3.5.3無線傳輸介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣無線通信的方法微波激光紅外線微波在空間主要是直線傳播地面微波接力通信衛(wèi)星通信3.5.3無線傳輸介質(zhì)無線傳輸所使用的頻段很廣3.6寬帶接入技術(shù)撥號(hào)連接采用撥號(hào)入網(wǎng)方式的用戶需配備一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，一套普通的撥號(hào)軟件，一臺(tái)調(diào)制解調(diào)器和一條電話線（普通電話或ISDN電話），通過撥打特別的接入號(hào)碼進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。ADSL

運(yùn)行在原有普通電話線上的一種新的高速寬帶技術(shù)，它利用現(xiàn)有的一對(duì)電話銅線，為用戶提供上、下行非對(duì)稱的傳輸速率（帶寬）。3.6寬帶接入技術(shù)撥號(hào)連接ADSL接入方式示意圖ADSL接入方式示意圖光纖同軸混合網(wǎng)HFCHFC通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分組成，從有線電視臺(tái)出來的信號(hào)先變成光信號(hào)在干線上傳輸；到用戶區(qū)域后把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)分配器分配后通過同軸電纜送到用戶。如圖：光纖同軸混合網(wǎng)HFC代理服務(wù)器接入代理服務(wù)器是一臺(tái)配備了兩塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡的服務(wù)器。該服務(wù)器有一塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡接入Internet；另一塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡一般和內(nèi)部局域網(wǎng)互連，使用代理軟件來進(jìn)行代理業(yè)務(wù)處理。代理服務(wù)器的主要功能：突破自身IP訪問限制，訪問國外站點(diǎn)訪問一些單位或團(tuán)體內(nèi)部資源突破ISP的IP封鎖提高訪問速度隱藏真實(shí)IP代理服務(wù)器接入

代理服務(wù)器的類型很多，如HTTP代理、FTP代理、SOCKS代理等，每類代理各自都有其對(duì)應(yīng)的功能。代理服務(wù)器的類型很多，如HTTP代理、F計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層3.1物理層的基本概念3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念

3.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型

3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸

3.3.2單工、半雙工和全雙工通信

3.3.3異步傳輸與同步傳輸

3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼

3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼

3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層3.1物理層的基本概念第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）

3.4多路復(fù)用技術(shù)

3.4.1頻分多路復(fù)用

3.4.2時(shí)分多路復(fù)用

3.4.3波分多路復(fù)用

3.4.4碼分多路復(fù)用3.5傳輸介質(zhì)

3.5.1傳輸介質(zhì)的分類

3.5.2有線傳輸介質(zhì)

3.5.3無線傳輸介質(zhì)3.6寬帶接入技術(shù)3.6.1撥號(hào)連接

3.6.2ADSL

3.6.3光纖同軸混合網(wǎng)HFC第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）3.4多路復(fù)用技術(shù)第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）

3.6.4代理服務(wù)器接入第3章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)與物理層（續(xù)）3.1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：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、固定和鎖定裝置等等。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。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。規(guī)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。

3.1物理層的基本概念物理層的主要任務(wù)描述為確定與傳輸媒3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)(data)——運(yùn)送信息的實(shí)體。信號(hào)(signal)——數(shù)據(jù)的電氣的或電磁的表現(xiàn)。“模擬的”(analogous)——連續(xù)變化的?！皵?shù)字的”(digital)——取值是離散數(shù)值。調(diào)制——把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過程。解調(diào)——把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程。3.2數(shù)據(jù)通信的基本概念

3.2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)

PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)

數(shù)字發(fā)送器模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號(hào)模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)放大器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信——發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過物理信道傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收方的過程，分為模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。源點(diǎn)——數(shù)據(jù)的發(fā)送方終點(diǎn)——數(shù)據(jù)的接收方信道——在源點(diǎn)和終點(diǎn)之間建立的一條傳輸信號(hào)的物理通道數(shù)據(jù)通信——發(fā)送方將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號(hào)通過物理信道傳輸?shù)?.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸系統(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)正文正文數(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)3.2.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送接收輸3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)有效性有效性是用有效傳輸帶寬來度量，頻帶寬度越窄，有效性越好可靠性可靠性是用接收端最終的輸出信噪比來度量，信噪比越大，通信質(zhì)量越高。3.2.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)中，有效性用傳輸速率來表示，可靠性用差錯(cuò)率（誤碼率）來衡量。幾個(gè)重要基本概念：碼元——承載信息的基本信號(hào)單位，一個(gè)表示數(shù)據(jù)有效值狀態(tài)的脈沖信號(hào)就是一個(gè)碼元，其單位為波特信道容量——一個(gè)信道能夠達(dá)到的最大的傳輸速率，它表示信道的傳輸能力。在通信領(lǐng)域中，信道容量常指信道在單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)，以碼元速率（或波特）來表示數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率——通信系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制代碼的位（比特）數(shù)，因此又稱比特率，單位用比特/秒表示，記為b/s或b/s。設(shè)T為傳輸?shù)碾娒}沖的寬度或周期，N為一個(gè)脈沖信號(hào)所有可能的狀態(tài)數(shù)，則數(shù)據(jù)傳輸速率為：RS

=log2

N

（b/s）調(diào)制速率——調(diào)制后模擬電信號(hào)每秒鐘的變化次數(shù)，它等于調(diào)制周期（即時(shí)間間隔）的倒數(shù)，單位為波特（Baud）。

若用T（秒）表示調(diào)制周期，則調(diào)制速率為Rb=1/T（Baud），即1波特表示每秒鐘傳送一個(gè)碼元。數(shù)據(jù)傳輸速率——通信系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制代碼的位（比特誤碼率——二進(jìn)制碼元在傳輸過程中被傳錯(cuò)的概率誤碼率的計(jì)算公式為：Pe=Ne/N式中Pe表示誤碼率，Ne表示被傳錯(cuò)的碼元數(shù)，N表示傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)。上式只有在N取值很大時(shí)才有效?！皫挕薄緛硎侵感盘?hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）?，F(xiàn)在“帶寬”是數(shù)字信道所能傳送的“最高數(shù)據(jù)率”的同義語，單位是“比特每秒”，或b/s(bit/s)。誤碼率——二進(jìn)制碼元在傳輸過程中被傳錯(cuò)的概率數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄。每秒

106

個(gè)比特時(shí)間1

01

0

111s帶寬為1Mb/s時(shí)間每秒

4

106

個(gè)比特0.25s帶寬為4Mb/s數(shù)字信號(hào)流隨時(shí)間的變化在時(shí)間軸上信號(hào)的寬度隨帶寬的增大而變窄時(shí)延發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間。信道帶寬數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率。常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率。發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度（比特）信道帶寬（比特/秒）時(shí)延發(fā)送時(shí)延（傳輸時(shí)延）發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)時(shí)延(delay或latency)傳播時(shí)延電磁波在信道中需要傳播一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。信號(hào)傳輸速率（即發(fā)送速率）和信號(hào)在信道上的傳播速率是完全不同的概念。傳播時(shí)延=信道長(zhǎng)度（米）信號(hào)在信道上的傳播速率（米/秒）時(shí)延(delay或latency)傳播時(shí)延電磁波時(shí)延(delay或latency)處理時(shí)延交換結(jié)點(diǎn)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行一些必要的處理所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)點(diǎn)緩存隊(duì)列中分組排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延是處理時(shí)延中的重要組成部分。處理時(shí)延的長(zhǎng)短往往取決于網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)時(shí)的通信量。有時(shí)可用排隊(duì)時(shí)延作為處理時(shí)延。時(shí)延(delay或latency)處理時(shí)延交換結(jié)時(shí)延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)送時(shí)延、傳播時(shí)延和處理時(shí)延之和：總時(shí)延=發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延+處理時(shí)延時(shí)延(delay或latency)數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是發(fā)三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊(duì)列在鏈路上產(chǎn)生傳播時(shí)延結(jié)點(diǎn)

B結(jié)點(diǎn)

A在發(fā)送器產(chǎn)生發(fā)送時(shí)延(即傳輸時(shí)延)在隊(duì)列中產(chǎn)生處理時(shí)延數(shù)據(jù)從結(jié)點(diǎn)A向結(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路三種時(shí)延所產(chǎn)生的地方1011001…發(fā)送器隊(duì)列3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸并行傳輸數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上進(jìn)行的傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送與接收，每個(gè)比特使用單獨(dú)的一條線路。優(yōu)點(diǎn)：傳送速率快，發(fā)收雙方間不存在字符同步的問題；缺點(diǎn)：需要多個(gè)并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會(huì)影響傳輸質(zhì)量，不適合做較長(zhǎng)距離的通信。3.3數(shù)據(jù)傳輸方式

3.3.1并行、串行傳輸并行傳輸數(shù)據(jù)以成組方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸。在并行傳輸中，一次傳送一個(gè)字符，所以不存在字符同步問題。例子：計(jì)算機(jī)中的總線并行通信信道b0b1

b2b3

b4b5b6

b7

發(fā)送端b0b1

b2b3

b4b5b6

b7

接收端數(shù)據(jù)以成組方式在多個(gè)并行信道上同時(shí)傳輸。并b0發(fā)送端b0接收串行傳輸數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。存在字符同步問題例子：電話線路傳送數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7

接收端串行通信信道串行傳輸數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。發(fā)送端b0b1串行通信與并行通信的比較在相同的發(fā)送時(shí)鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳輸速率將大于串行通信。并行通信需要多個(gè)并行信道，實(shí)現(xiàn)昂貴。并行通信方式適合于近距離通信（如計(jì)算機(jī)中）而在遠(yuǎn)程通信中一般采用串行通信方式。串行通信與并行通信的比較在相同的發(fā)送時(shí)鐘下，并行通信的數(shù)據(jù)傳串/并與并/串轉(zhuǎn)換

當(dāng)計(jì)算機(jī)通過串行信道相互通信時(shí)，在發(fā)送方要進(jìn)行并/串轉(zhuǎn)換，而在接收端要進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)串行信道計(jì)算機(jī)并行傳輸并行傳輸串行傳輸并/串轉(zhuǎn)換串/并轉(zhuǎn)換串/并與并/串轉(zhuǎn)換當(dāng)計(jì)算機(jī)通過串行信道相互通信時(shí)，在發(fā)3.3.2單工、半雙工和全雙工通信單工通信數(shù)據(jù)傳送只能在一個(gè)固定的方向上進(jìn)行，任何時(shí)候都不能改變方向。例子：廣播、電視發(fā)送單向通道接收3.3.2單工、半雙工和全雙工通信單工通信數(shù)據(jù)傳送只能在半雙工通信信號(hào)可以雙向進(jìn)行，但不可同時(shí)進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能有一個(gè)方向的傳送例子：對(duì)講機(jī)、計(jì)算機(jī)—終端發(fā)送接收雙向通道接收發(fā)送半雙工通信信號(hào)可以雙向進(jìn)行，但不可同時(shí)進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能有一雙工通信信號(hào)可以同時(shí)進(jìn)行雙向發(fā)送例子：

計(jì)算機(jī)—計(jì)算機(jī)發(fā)送接收雙向通道接收發(fā)送雙工通信信號(hào)可以同時(shí)進(jìn)行雙向發(fā)送發(fā)送雙向通道接收3.3.3異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，即每個(gè)字符都獨(dú)立傳輸，且每一字符的起始時(shí)刻可以為任意。每個(gè)字符在傳輸時(shí)都在字符前加上起始位和在字符后加上結(jié)束位，以表示一個(gè)字符的開始和結(jié)束。異步傳輸方式3.3.3異步傳輸與同步傳輸異步傳輸方式異步傳輸方式同步傳輸方式以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號(hào)HDLC中的同步傳輸方式同步傳輸方式HDLC中的同步傳輸方式3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼基帶信號(hào)——將數(shù)字信號(hào)1或0直接用兩種不同的電壓來表示，然后送到線路上去傳輸?；鶐鬏敗ㄐ判诺乐兄苯觽鬏敾鶐盘?hào)的傳輸方式數(shù)字信號(hào)編碼——用兩種碼元分別表示二進(jìn)制數(shù)字符號(hào)“0”和“1”，每位二進(jìn)制符號(hào)和一個(gè)碼元相對(duì)應(yīng)。表示二進(jìn)制數(shù)字的碼元的形式不同，產(chǎn)生的編碼方法也不同，這里主要介紹曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。3.3.4基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼基帶信號(hào)——將數(shù)字信號(hào)1差分曼切斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼切斯特編碼曼徹斯特編碼3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼頻帶傳輸——先將基帶信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）進(jìn)行調(diào)制后變換成便于在模擬信道中傳輸?shù)摹⒕哂休^高頻率范圍的信號(hào)，這種信號(hào)稱為頻帶信號(hào)（也叫模擬信號(hào)），再將這種頻帶信號(hào)在信道中傳輸。在接收端再將該頻帶信號(hào)通過解調(diào)還原成基帶信號(hào)。調(diào)制——進(jìn)行波形變換，利用基帶信號(hào)對(duì)高頻震蕩載波的參量進(jìn)行修改。最基本的調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相3.3.5頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼頻帶傳輸——先將基帶信號(hào)（數(shù)調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法010011100基帶信號(hào)調(diào)幅3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼常用的方法有脈沖編碼調(diào)制（PCM）和增量調(diào)制（△M）

PCM方法以取樣定理為基礎(chǔ)，將模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化。例如對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼，一般包括取樣、量化、和編碼3個(gè)過程。3.3.6模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼常語音數(shù)字化的示例模擬信源數(shù)字信道模擬信宿模擬信號(hào)PCM編/解碼器PCM編/解碼器數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)語音數(shù)字化的示例模擬信源數(shù)字信道模擬信宿模擬信號(hào)PCMPCMPCM的采樣模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步按一定的時(shí)間間隔，將模擬信號(hào)的電平幅度取出來作為樣本，讓其表示原始信號(hào)。采樣定理：若以至少兩倍于最高有效信號(hào)頻率的速率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，則其樣本包含足以重構(gòu)原模擬信號(hào)的所有信息。（fs≥2fo）PCM的采樣模擬信號(hào)數(shù)字化的第一步PCM的量化模擬信號(hào)數(shù)字化的第二步--將采樣樣本按量化級(jí)進(jìn)行離散化的過程。通過將采樣所得樣本與預(yù)先規(guī)定的量化級(jí)進(jìn)行比較，進(jìn)行取整定級(jí)。量化級(jí)的多少取決于量化的精度。級(jí)數(shù)越高，量化精度越高，但所需的編碼位數(shù)相應(yīng)越多。PCM的量化模擬信號(hào)數(shù)字化的第二步--將采樣樣本按量化級(jí)進(jìn)行PCM的編碼模擬信號(hào)數(shù)字化的第三步。用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制代碼表示采樣樣本的量化級(jí)。量化級(jí)數(shù)越多，所需的編碼位數(shù)相應(yīng)志越多。

e.g.：

8級(jí)—3位，16級(jí)—4位

T1（128級(jí)）--7位PCM的編碼模擬信號(hào)數(shù)字化的第三步。3.4多路復(fù)用技術(shù)

頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用：所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。時(shí)分復(fù)用：所有用戶在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。

3.4多路復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5頻分復(fù)用頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCD在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCD在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCD在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCD在TDM時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀時(shí)分復(fù)用頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDD在TDM時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成

線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbcattttt4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀#1④③②①acbcd時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成

線路資源的浪費(fèi)ABCDaabbcdbc統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

STDM用戶ABCDabcdttttt3個(gè)STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM用戶ABCDabcdttttt3個(gè)1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm2.5.2波分復(fù)用WDM波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。82.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km1550nm002.5.3碼分復(fù)用CDM常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會(huì)造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號(hào)有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。

2.5.3碼分復(fù)用CDM常用的名詞是碼分多址CD碼片序列(chipsequence)每個(gè)站被指派一個(gè)惟一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。

例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列：(–1–1–1+1+1–1+1+1)碼片序列(chipsequence)每個(gè)站被指派一個(gè)惟一CDMA的重要特點(diǎn)每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。CDMA的重要特點(diǎn)每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并碼片序列的