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2.1 物理层的基本概念
2.2 物理层下面的传输媒体
2.2.1 导向传输媒体
同轴电缆
双绞线
光纤
光纤的工作原理
光纤分类
2.2.2 非引导型传输媒体
无线电波
微波
红外线
2.3 信道复用技术
2.3.1 频分复用
频分复用 FDM(Frequency Division Multiplexing)用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源(请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。
2.3.2 时分复用
时分复用 TDM(Time Division Multiplexing)时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM 帧)。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。每一个用户所占用的时隙是周期性地出现(其周期就是 TDM 帧的长度)。TDM信号也称为等时(isochronous)信号。时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。
使用时分复用系统传送计算机数据时,由于计算机数据的突发性质,用户对分配到的子信道的利用率一般是不高的。
2.3.3 统计时分复用
统计时分复用 STDM(Statistic TDM)
2.3.4 波分复用
波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing) 就是光的频分复用。
2.3.5 码分复用
码分复用 CDM(Code Division Multiplexing) 常用的名词是码分多址 CDMA(Code Division Multiple Access)。各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此彼此不会造成干扰。这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。
原理:
将每一个比特时间划分为 m 个短的间隔,称为码片 (chip)。为每个站指派一个唯一的 m bit 码片序列。
- 发送比特 1:发送自己的 m bit 码片序列。
- 发送比特 0:发送该码片序列的二进制反码。
例如:S 站的 8 bit 码片序列是 00011011。
- 1 : 00011011
- 0 :11100100
习惯上,用+1代表1,-1代表0,如:码片序列:(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)
码片序列实现了扩频:
要发送信息的数据率 = b bit/s,实际发送的数据率 = mb bit/s,同时,所占用频带宽度也提高到原来的 m 倍。
扩频通常有 2 大类:
- 直接序列扩频 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) 。
- 跳频扩频 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)。
2.4 传输方式(信道)
2.4.1 串行和并行
计算机之间的传输为串行传输,计算机内部的传输为并行传输
2.4.2 同步和异步
2.4.3 单工、半双工和全双工
2.5 信道的极限容量
2.5.1 奈氏准则
2.5.2 香农公式
2.6 编码与调制
2.6.1 相关概念
2.6.2 常用编码
- 不归零编码不纯在0电位,只有高电位和低电位,无法判断每个码元的位置,需要额外的同步时钟信号。
- 归零编码在每次码元结束时都会回归到0电位,以此实现自同步的效果,但是编码利用效率低。
- 曼彻斯特编码:位周期中心的向上跳变代表 0,位周期中心的向下跳变代表 1。但也可反过来定义。用10代表1,01代表0,实现扩频,10Mbps到20mbps。(自同步)
- 差分曼彻斯特编码:在每一位的中心处始终都有跳变。位开始边界有跳变代表 0,位开始边界没有跳变代表 1。(自同步)
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