计算机网络考研辅导上讲座(2、物理层).ppt
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1、,第二讲:物理层,知识点归纳,(一)通信基础 数据传输方式:串行传输、并行传输 通信模式:单工通信、半双工通信、全双工通信 通信方式:同步通信、异步通信 信道:表示想某一个方向传送信息的媒体。可分为数字信道、模拟信道 信息、数据、信号,数据传输方式,知识点归纳,数据通信模式,知识点归纳,通信方式,知识点归纳,知识点归纳,6)数据传输的几种方式编码与调制:, PCM(脉冲编码调制)、采样、量化、编码(采样定理及其计算 ) AM(ASK), FM(FSK),PM(PSK) 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 , NRZ,知识点归纳,调幅,幅移键控ASK(Amplitude Shift Keying):
2、 用载波的不同振幅来表示不同的二进制值,如用载波的有无分别表示“1”和“0”。 调频,频移键控FSK(Frequency Shift Keying): 用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。 调相,相移键控PSK(Phase Shift Keying): 用载波的相位移动来表示数据。在下图中,信号相位与前面信号串同相的信号表示“0”,信号相位与前面信号串反相的信号表示“1”,这是相对相移键控。也可用载波初相为表示“1”,初相0表示“0”,这是绝对相移键控。,知识点归纳,调频,频移键控FSK(Frequency Shift Keying): 用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制
3、值。,知识点归纳,调相,相移键控PSK(Phase Shift Keying): 用载波的相位移动来表示数据。信号相位与前面信号串同相的信号表示“0”,信号相位与前面信号串反相的信号表示“1”。,知识点归纳, 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码,曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码,都可以被用来从中间电平跳变中提取同步时钟信号,这两种编码方式常用于局域网中,曼彻斯特编码用于以太网,差分曼彻斯特编码用于令牌环网中。,2019/6/2,11,脉冲编码调制方法,采样定理: 如果连续变化的模拟信号最高频率为F,若以2F的采样频率对其采样,则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。,语音信号要在数字线路上
4、传输,必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤: 1)采样按一定间隔对语音信号进行采样 2)量化对每个样本舍入到量化级别上 3)编码对每个舍入后的样本进行编码,2019/6/2,12,PCM-脉冲编码调制,采样之前要先 确定量化级别,6V,7V,5V,2V,3V,4V,1V,001,010,011,000,100,101,110,111,0V,2019/6/2,13,模拟话音,采样时钟,PAM 信号,PCM 信号,采样电路,量化和编码,数字化声音,-话音信道带宽 2倍话音最大频率) -量化级数:256级 (8位二进制码表示) -数据率:8000次/s*8bit = 64Kb/s 每路P
5、CM信号的速率 = 64000bps,PCM-脉冲编码调制,7) 信道极限传输速率无噪信道容量,知识点归纳,尼奎斯特(H.Nyquist)定理 无噪声理想低通信道下的最大传输速率 (H为理想低通信道的带宽,Baud/s 成为波特率或者码率),信道的最大数据速率,由于信号的传输速率受尼奎斯特定理的约束,所以要提高信息的传输速率,就必须设法使每一个电压信号能携带更多个比特的信息量.这就需要采用多元制的调制方法.,1 0 0 1 0 1 1,+3 +1 0 -1 -3,判别电平,判别电平,二进制数据波形 四进制数据波形,00 1011 00 01,信道的最大数据速率,例: 一个信噪比为30db、带宽
6、为3KHZ的信道若用于传送数据,则不管使用多少级的信号电平,其最大数据传输速率绝不可能高于3000log2(1+1000) bps.,2.香农定理(1948),香农定理说明了在热噪声的信道上的极限信息传输速率,当用此速率进行传输时,可以做到不产生差错. 在实际信道中,不仅受到热噪声的影响,而且还要受到各种脉冲干扰和在传输中产生的失真等.,信噪比:S信号功率,N噪声功率,分贝( db):,9) 多路复用技术及其分类(FDM、TDM、WDM、CDMA): 多路复用技术就是把许多路信号在一个信道上同时传输的技术。频分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。,知识点归纳,1. 频
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