物理层

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特性

  • 机械特性

    指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定

  • 电气特性

    指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围

  • 功能特性

    指明某条线上出现的某一电平的电压的意义

  • 过程特性

    指明对于不同功能的可能事件的出现顺序

数据通信系统模型

一个系统可分为三大部分:源系统(发送方)、传输系统(传输网络)、目的系统(接收方)

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源点:源点设备产生要传输的数据,源点又称为源站或信源

发送器:通常源点生成的数据比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。典型的发送器就是调解器

接收器:接受传输系统送过来的信号,并把它转换为能够被目的设备处理的信息。典型的接收器就是解调器

终点:终点设备从接收器获取传送过来的数字比特流,然后把信息输出。终点又称为目的站,或信宿

在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线,也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统

信道

信道和电路并不等同。信道一般都是用来表示向某一个方向传送消息的媒体。因此,一条通信电路中往往包含一条发送信道和一条接收信道。

从通信的双方信息交互的方式来看,可以有以下三种基本方式:

  • 单向通信(单工通信)

    只能有一个方向的通信而没有反方向的交互

  • 双向交替通信(半双工通信)

    通信双方都可以发送消息,但双方不能同时发送(当然也不能同时接受)

  • 双向同时通信(全双工通信)

    通信的双方可以同时发送和接收信息

单向通信只需要一条信道,而双向交替通信或双向同时通信都需要两条信道。显然,双向同时通信的传输效率最高

信道复用

  • 频分复用

    频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源

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  • 时分复用

    时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源

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    使用频分复用和时分复用进行通信,在通信的过程中主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质,通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用,因此这两种方式对信道的利用率都不高

  • 统计时分复用(异步时分复用)

    是对时分复用的一种改进,不固定每个用户在时分复用帧中的位置,只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送

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  • 波分复用

    光的频分复用。由于光的频率很高,因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波

  • 码分复用

    为每个用户分配 m bit 的码片,会使数据量为原先的m倍

带通调制

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  • 调幅(AM)

    载波的振幅随基带数字信号而变化

  • 调频(FM)

    载波的频率随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于频率f1或f2

  • 调相(PM)

    载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如,0或1分别对应于相位0度或180度

为了达到更高的信息传输速率,必须采用技术上更为复杂的多元制的振幅相位混合调制方法,例如正交振幅调制QAM

信噪比

噪声的影响是相对的,如果信号相对较强,那么噪声的影响就相对较小。因此,信噪比就很重要。所谓信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比,常记为S/N,并且用分贝dB作为度量单位:

信噪比(dB)=10log10(S/N)(dB)

例如,当S/N=10时,信噪比为10dB,当S/N=1000时,信噪比为30dB

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