漏了一章 补上

PS：语法限制使用 log2(N) 表示以2为底N的对数

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概念

数据：传送信息的实体

信号：信息再信道中的载体

• 数字信号：取值离散
• 模拟信号：取值连续

信源：信号发送者

信宿：信号接收者

信道：信号传输通道

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三种通讯方式

单工：一个愿打一个愿挨

• 一条信道
• 单向传输

半双工：回合制

• 两条信道
• 双向传输
• 同时只能有单向操作

双工：群殴

• 两条信道
• 双向传输
• 同时能有双向操作

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两个数据传输方式

串行

• 一条信道
• 所有信号排队进入信道传输
• 成本低
• 易于差错控制

并行

• 多条信道
• 信号分别在不同信道中传输
• 成本高（信道多）

• 速率高

  
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码元、速率、波特、带宽四兄弟

码元

每一种信号的状态对应一种码元

速率

• 码元速率
• 信息传输速率

计算公式 : 码元速率 * 码元比特大小
eg：M进制码元，码元传输速率为N，对应数据率 N x log2(N)
eg：4进制码元，码元传输速率为3，对应数据率 3 x log2(4) = 6 bit/s

波特:码元速率的单位baud

带宽：数据率上限

习题：

A数字通信系统传输的是四进制码元，4s传输了8000个码元。求
1.码元传输速率是多少？
2.信息传输速率是多少？

B通信系统传输的是十六进制码元，6s传输了7200个码元，求
1.码元传输速率是多少？
2.信息传输速率是多少？
3.哪个系统传输速率快？

----------Ans--------
A系统
码元传输速率：8000 / 4 = 2000 baud
数据率：2000 * log2(4) = 4000 bit/s

B

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编码&调制

基带信号：数字信道上传输数字信号
宽带信号：模拟信道上传输调制系带信号出来的模拟信号

近距离：基带传输
远距离：宽带传输

数据--数字信号--编码
数据--模拟信号--调制

数字数据--编码--数字信号

• （1）非归零编码【NRZ】

    1：高电平，0：低电平（最简单定义）
    连续相同信号时：会造成信号无法区分或者难以同步

• （2）曼彻斯特编码

    每一个信号都有一个电平转换，意味着实际上一个bit信号使用了两个码元，传输需要两倍的带宽
    1：由高电平跳变低电平，0：由低电平跳变高电平
    利用电平跳变解决同步问题
    编码效率：50%

• （3）差分曼彻斯特编码

    1：于前一个信号不同，0：与前一个信号相同（电平跳变：1，带你平不跳变：0）
    在差分曼彻斯特编码的基础上减少电平跳变的次数
    编码效率：50%

• （4）归零编码【RZ】

    每次信号之后归零(意味着每一bit也是用两个码元)
    低带宽占用时无法区分信号并同步(比如全是0信号)

• （5）反向不归零编码【NRZ1】

    1：电平不跳变，0：电平跳变
    还是难以同步

• （6）4B/5B编码

    人为干涉电平跳变完成同步
    编码效率80%

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掌握前三个常用的就好

数字数据--调制--模拟信号

• 调幅ASK
• 调频FSK
• 调相PSK
• 调幅+调相(QAM)

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模拟数据--编码--数字信号

以影片编码为例
脉码调制(PCM)

1. 抽样(F >= 2f)

    确定信号的波形
    由正余弦公式 `y = Asin(ωt + φ)` 可知取样频率必须>=信号最高频率的两倍才能确定波形，已到达保真的效果

2. 量化

    将抽样获取到的电平信号离散 ,量化取整，成为数字数字量

3. 编码

    量化数字转换为二进制数字信号

模拟数据--调制--模拟信号

信号放大，模拟信号放大到高频上即可，用于传输

物理层中的两种设备

中继器

再生数字信号

1.两端时网段不是子网，两边网段必须相同，
2.只做数据信号放大不做任何校验，
3.协议必须相同，不会存储转发
4.遵循5-4-3规则：否则可能会网络故障

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集线器（多口中继器）

放大转发信号

1.不能分隔冲突域
2.平分带宽