1.物理层特性:
(1)机械:指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等
(2)电气:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围
(3)功能:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义
(4)过程:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
2.传输媒体:导向传输媒体和非导向传输媒体
(1)导向传输媒体:双绞线,同轴电缆,光缆
(2)非导向传输媒体:无线电波通信,短波通信(电离层的反射)
3.通信系统:分为源系统,传输系统,目的系统
(1)源系统:包括源点和发送器,前者负责产生要传输的数据,后者负责对比特流数据进行编码后发送到传输线路上(调制器)。
(2)传输系统:简单的传输线或者复杂的传输网络
(3)目的系统:包括接收器和终点。前者负责接收传输来的数据并转换成能够被目的设备处理的信号,后者负责从接收器获取数据并把信息输出。
4.通信方式:
(1)单向通信:单工通信,只能从一方发送另一方接受,没有反方向的交互
(2)双向交替通信:半双工通信,双方都可以发送消息,但是不能同时发送
(3)双向同时通信:全双工通信,双方可以同时发送和接受消息
5.调制:分为基带调制和带通调制,基带调制仅仅对基带信号的波形进行变换,带通调制利用载波进行调制。
Q:为什么要调制?
A:信源的基带信号包含太多低频成分,甚至有直流成分,而信道并不能传输这种低频或直流分量,故需要调制。
带通调制有以下三种方式:
(1)调幅(AM):载波的振幅随基带数字信号而变化,例如:高幅值表示为1,低幅值表示为0
(2)调频(FM):载波的频率随基带数字信号而变化,例如,高频信号表示为1,低频信号表示为0
(3)调相(PM):载波的初始相位随基带信号而变化,例如:发生相位变化表示为1,否则表示为0
6.信噪比:信号的平均功率和噪声的平均功率之比,S/N,单位dB分贝。
香农公式:
习题2-08 假定要用3kHZ带宽的电话信道传送64KB/S的数据(无差错传输),试问这个信道应该具有多高的信噪比,(分别用比值和分贝来表示?这个问题说明了什么?)
答案:由香农公式算出S/N = 3767910.675 ,再由信噪比公式算出S/N = 65.7dB。说明这是个信噪比很高的信道。
7.信道复用技术
(1) 频分复用(FDM):每个用户都分配有自己的频带,通信过程中至始至终都占用这个频带。频分复用的用户在同样的时间占用不同的频带宽度。
(2) 时分复用(TDM):将提供给整个信道传输信息的时间划分为若干个时分复用帧(TDM),每一个用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙进行数据传输。时分复用的所有用户在不同的时间占用相同的频带宽度。
tip:时分复用时固定分配时隙,往往会降低线路利用率(3) 统计时分复用(STDM):时分复用的改进。利用集中器对各个用户的数据进行缓存和按需动态分配时隙,然后发送出去。此种方法可以明显提高线路的利用率。
(4) 波分复用(WDM):相当于光的频分复用,按波长来分配给用户
(5) 密集波分复用(DWDM):光载波的间隔小,分配密集
(6) 码分复用(CDM):共享信道,靠不同的编码来区分各路原始信号
码片:每一个比特时间划分为m个短的间隔。如:8bit码片序列10010010,则1表示为10010010,0表示为01101101,码片序列按照惯例改为(+1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1)
(7) 码分多址(CDMA):给每一个站分配的码片序列既要各不相同又要互相正交
每个站选取自己的码片序列,A站选取(+1 -1 -1 +1),B站选取(-1 -1 +1 +1),必须要严格正交。
习题2-16 共有4个站进行码分多址CDMA通信。4个站的码片序列为:
A:(-1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) B:(-1 –1 +1 -1 +1 +1 +1 -1)
C:(-1 +1 –1 +1 +1 +1 -1 -1) D:(-1 +1 –1 –1 -1 –1 +1 -1)
现收到这样的码片序列:(-1 +1 –3 +1 -1 –3 +1 +1)。问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?
答案:S*A = (1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1,A发送1;
S*B = (1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1,B发送0
S*C = (1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0,C没有发送数据;
S*D = (1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1,D发送1