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1、计算机网络 2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系1回顾回顾分层与协议分层与协议网络协议的三要素：语法、语义、同步网络协议的三要素：语法、语义、同步分层协议模型：分层协议模型：OSI、TCP/IP、五层体系结构、五层体系结构实体、协议、服务、服务访问点实体、协议、服务、服务访问点第二章第二章 物理层物理层2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系3数据通信技术数据通信技术：奠定了计算机网络结点之间的奠定了计算机网络结点之间的分组比特分组比特经传经传输媒体流动的基础输媒体流动的基础。网络物理层网络物理层：定义了计算机系统和通信系统的定义了计
2、算机系统和通信系统的接口接口及通信系及通信系统所使用的技术标准统所使用的技术标准。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系4教学目标教学目标理解信息比特在传输媒体上和结点之间移动的过程理解信息比特在传输媒体上和结点之间移动的过程，熟悉，熟悉数据数据通信网的技术原理和标准通信网的技术原理和标准。理解数据通信技术的基本概念和术语；理解数据通信技术的基本概念和术语；了解常用的传输介质；了解常用的传输介质；理解编码和复用技术；理解编码和复用技术；理解交换技术，重点掌握分组交换技术；理解交换技术，重点掌握分组交换技术；理解数字传输技术；理解数字传输技术；理解接入网技
3、术；理解接入网技术；理解物理层的一些基本概念。理解物理层的一些基本概念。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系5重要知识点重要知识点奈奎斯特定理和香农定理。奈奎斯特定理和香农定理。编码和复用技术：使比特在传输媒质上有效的传输。编码和复用技术：使比特在传输媒质上有效的传输。接入网技术：端系统与网络多样化连接。接入网技术：端系统与网络多样化连接。物理层相关特性。物理层相关特性。学习方法学习方法理解概念，理解概念，关注关注重点重点2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系6内容提要内容提要2.1数据通信基础知识数据通信基础知识2.2传输媒体传输
4、媒体2.3编码和复用编码和复用2.4数字传输技术数字传输技术2.5接入网接入网2.6物理层概述物理层概述2.7小结小结通信系统的一般模型通信系统的一般模型一个数据通信系统包括三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端、接收方）。输入数据发送的信号(数字的或模拟的)接收的信号(数字的或模拟的)输出数据源点终点发送器接收器调制解调器计算机 调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号 输入汉字显示汉字目的系统传输系统输出信息计算机数据通信系统的模型公用电话网数据通信系统传输系统源系统用交换技术降低网络成本用交换技术降低网络成本2024/1/14计算机学院网络
5、工程系计算机学院网络工程系8终端终端i复合了发送方复合了发送方(信源信源)和接收方和接收方(信宿信宿)的功能的功能因特网终端因特网终端是智能的，是智能的，是是端系统或主机端系统或主机大型通信系统中大型通信系统中单一信道演变为复杂的交换网络单一信道演变为复杂的交换网络术语术语2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系9数据数据数据就是数据就是数值数值，也就是我们通过观察、实验或计算得出的结果。，也就是我们通过观察、实验或计算得出的结果。数据有很多种，最简单的就是数字。数据也可以是文字、图像、数据有很多种，最简单的就是数字。数据也可以是文字、图像、声音等。数据可
6、以用于科学研究、设计、查证等。声音等。数据可以用于科学研究、设计、查证等。信号信号 信号是数据的电子或电磁编码。信号是数据的电子或电磁编码。连续信号、模拟信号连续信号、模拟信号传输传输 通过信号的传播和处理而进行数据通信。通过信号的传播和处理而进行数据通信。术语术语2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系10信道信道是指以传输媒质为基础的信号通路。具体地说，信道是是指以传输媒质为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号通路。信道的作用是指由有线或无线电线路提供的信号通路。信道的作用是传输信号，它提供一段频带让信号通过，同时又给信号传输
7、信号，它提供一段频带让信号通过，同时又给信号加以限制。加以限制。编码：编码：编码是编码是信息信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程。从一种形式或格式转换为另一种形式的过程。用预先规定的方法将文字、数字或其它对象编成数码，用预先规定的方法将文字、数字或其它对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。编码在或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。编码在电子电子计算机计算机、电视电视、遥控和通讯等方面广泛使用。、遥控和通讯等方面广泛使用。解码解码，是是编码的逆过程。（编码的逆过程。（信源编码和信道编码信源编码和信道编码）2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网
8、络工程系11调制：调制：信源直接输出的信号一般具有从零频开始的较宽频谱，信源直接输出的信号一般具有从零频开始的较宽频谱，并且在频谱的低端分布较大的能量。称为并且在频谱的低端分布较大的能量。称为基带信号基带信号，不，不宜在信道中传输。宜在信道中传输。为便于传输，提高频谱的利用率和抗干扰能力，需要通为便于传输，提高频谱的利用率和抗干扰能力，需要通过调制将频谱过调制将频谱搬移搬移到适合信道和噪声特性的频谱范围内到适合信道和噪声特性的频谱范围内进行传输。进行传输。在通信的接收端对已调信号进行在通信的接收端对已调信号进行解调解调，恢复出原来的消，恢复出原来的消息。息。2024/1/14计算机学院网络工程
9、系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系12调制分为两大类：调制分为两大类：l基带调制基带调制：仅对基带信号的波形进行变换，使它能：仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相够与信道特性相适应适应（用尽量少的频带传输更多的（用尽量少的频带传输更多的信息）信息）。变换后的信号仍然是基带信号变换后的信号仍然是基带信号。把这种过。把这种过程称为编码程称为编码 (coding)(coding)。l带通调制带通调制：使用：使用载波载波 (carrier)(carrier)进行调制，把基带进行调制，把基带信号的频率范围搬移到较高的频段，并信号的频率范围搬移到较高的频段，并转换为模拟转换为模拟信号信
10、号，这样就能够更好地在模拟信道中传输（即仅，这样就能够更好地在模拟信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）在一段频率范围内能够通过信道）。l带通信号带通信号 ：经过载波调制后的信号。：经过载波调制后的信号。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系13l基带信号基带信号（即基本频带信号）（即基本频带信号）来自信源来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。像文件的数据信号都属于基带信号。l基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多
11、信道并不能传输这种低有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。因此必须对基带信号进频分量或直流分量。因此必须对基带信号进行行调制调制 (modulation)(modulation)。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系14码元码元承载信息量的基本信号单位。承载信息量的基本信号单位。码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示码元：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为(二进制）二进制）码元。码元。而这个间隔被称为码元长度。值得注意的是当码而这个间
12、隔被称为码元长度。值得注意的是当码元的离散状态有大于元的离散状态有大于2个时（如个时（如M大于大于2个）个）时，此时码时，此时码元为元为M进制码元。进制码元。比特比特:二进制数字中的位，信息量的度量单位，为每码元携带二进制数字中的位，信息量的度量单位，为每码元携带的信息量，为信息量的最小单位。的信息量，为信息量的最小单位。有关信道的基本概念有关信道的基本概念2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系15l信道信道 一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体。l单向通信（单工通信）单向通信（单工通信）只能有一个方向的通信而没有
13、只能有一个方向的通信而没有反方向的交互反方向的交互。l双向交替通信（半双工通信）双向交替通信（半双工通信）通信的双方都可以发送通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收当然也就不能同时接收)。l双向同时通信（全双工通信）双向同时通信（全双工通信）通信的双方可以同时发通信的双方可以同时发送和接收信息。送和接收信息。信道的极限容量信道的极限容量2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系16l任何实际的信道都不是理想的，在传输信号任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种时会产生各种失真以及带
14、来多种干扰干扰。l码元传输的速率越高，或信号传输的码元传输的速率越高，或信号传输的距离距离越越远，或传输媒体质量越差，在信道的输出端远，或传输媒体质量越差，在信道的输出端的波形的失真就越严重。的波形的失真就越严重。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系17数字信号通过实际的信道 实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）发送信号波形接收信号波形有失真，但可识别发送信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）接收信号波形失真大，无法识别 2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系18从概念上讲，限制码元在信道上的传
15、输速率从概念上讲，限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：的因素有以下两个：l信道能够通过的频率范围信道能够通过的频率范围l信噪比信噪比信道能够通过的频率信道能够通过的频率范围范围2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系19l具体具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量往往不能通过信号中的许多高频分量往往不能通过信道信道l1924 1924 年，奈奎斯特年，奈奎斯特 (Nyquist)(Nyquist)就推导出了就推导出了著名的著名的奈氏准则奈氏准则。他给出了在假定的理想条。他给出了在假定的理想条
16、件下，为了避免件下，为了避免码间串扰码间串扰，码元的传输速率，码元的传输速率的上限值。的上限值。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系20在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。(1)信道能够通过的频率范围2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系21(2)信噪比 l噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。l噪声是随机产生的，它的瞬时值有时会很大。因此
17、噪声会使接收端对码元的判决产生错误。l但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。l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，并用分贝(dB)作为度量单位。即：信噪比(dB)=10 log10(S/N)(dB)l例如，当S/N=10时，信噪比为10dB，而当S/N=1000时，信噪比为30dB。奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)(Nyquist)公式公式2024/1/142024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系22数字通信数字通信优点优点：抗干扰能力强且噪声不积累、传输差错可控、抗干扰能力强且噪声不积累、传输差错可控、易易处理变换存储、
18、处理变换存储、易于集成和易加密易于集成和易加密处理处理问题：问题：单位单位时间时间内能够内能够传输传输多少多少码元码元？任何实际的任何实际的信道所信道所能传输的最大数据能传输的最大数据传输速率受到传输速率受到奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)公式限制：公式限制：M为信号状态数量，为信号状态数量，W为信道带宽为信道带宽2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系23奈奎斯特定理描述了奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道有限带宽、无噪声信道的最大数据传输的最大数据传输速率与信道带宽的关系。速率与信道带宽的关系。例子例子2024/1/14计算机学院网络工程系243
19、kHz带宽电话信道带宽电话信道用用调制解调器传输数字信号，受奈调制解调器传输数字信号，受奈氏氏公公式限制，最多发送式限制，最多发送2W=6000个码元个码元若若信号状态数量信号状态数量M=2，最大数据传输速率为，最大数据传输速率为6kbps若若M=4，每个码元携带，每个码元携带2比特信息，最大容量为比特信息，最大容量为12kbps要提高要提高信道信道传输速率，必须设法传输速率，必须设法提高提高每码元携带每码元携带的的比特信息比特信息量量，即，即多元制调制多元制调制。香农香农 (Shannon)(Shannon)公式公式2024/1/14计算机学院网络工程系25问题：问题：是否可以通过不断提高是
20、否可以通过不断提高M来增加信道容量呢？来增加信道容量呢？香农公式指出香农公式指出信道的极限信息传输速率信道的极限信息传输速率C可表达为可表达为 C=W log2(1+S/N)bps其中：其中：W为信道带宽为信道带宽(以以Hz为单位为单位)；S为信道内所传信号的为信道内所传信号的平均功率；平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率为信道内部的高斯噪声功率香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。例子例子2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络
21、工程系26带宽带宽3kHz、信噪比、信噪比30db(S/N=1000)的电话信道，的电话信道，任何任何技技术都无法突破香农公式理论上传输速率极限值术都无法突破香农公式理论上传输速率极限值SNR=10*lg（S/N）30=10*lg（S/N）C=W log2(1+S/N)bpsC=3*103*log2(1+1000)=30kbps 2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系27请注意 l对于频带宽度已确定的信道，如果信噪比不能再提高了，并且码元传输速率也达到了上限值，那么还有办法提高信息的传输速率。l这就是：用编码的方法让每一个码元携带更多比特的信息量。第第2
22、 2章：内容提要章：内容提要2024/1/14计算机学院网络工程系282.1数据通信基础知识数据通信基础知识2.2传输媒体传输媒体传输媒体传输媒体2.3编码和复用编码和复用2.4交换技术交换技术2.5数字传输技术数字传输技术2.6接入网接入网2.7物理层概述物理层概述2.8小结小结传输媒体传输媒体2024/1/14计算机学院网络工程系29物理链路物理链路:位于传送器位于传送器/接收器间的媒体接收器间的媒体导引型介质导引型介质:信息在固体介质信息在固体介质(同轴、光纤、铜线同轴、光纤、铜线)中传播中传播非导引型介质非导引型介质:信息自由传播，例如无线电信息自由传播，例如无线电传输媒体传输媒体20
23、24/1/14计算机学院网络工程系30双绞线双绞线 (TP)4对两两对两两绞合绞合绝缘铜线绝缘铜线3类线类线:传统电话线，用于传统电话线，用于10 Mbps 以太网以太网5类线类线:100Mbps 以太网以太网RJ-45的插头的插头4对不同色标的双绞线对不同色标的双绞线连接连接标准标准EIA/TIA 568A和和EIA/TIA 568B 2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系312024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系322024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系33双绞线标准绞合
24、线类别带宽线缆特点典型应用316 MHz2 对 4 芯双绞线模拟电话；曾用于传统以太网（10 Mbit/s）420 MHz4 对 8 芯双绞线曾用于令牌局域网5100 MHz与 4 类相比增加了绞合度传输速率不超过100 Mbit/s 的应用5E(超5类)125 MHz与 5 类相比衰减更小传输速率不超过 1 Gbit/s 的应用6250 MHz与 5 类相比改善了串扰等性能传输速率高于 1 Gbit/s 的应用7600 MHz使用屏蔽双绞线传输速率高于 10 Gbit/s 的应用常用的绞合线的类别、带宽和典型应用2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系3
25、4传输媒体：光纤传输媒体：光纤2024/1/14计算机学院网络工程系35光纤电缆光纤电缆:l承载光脉冲的玻璃纤维，每个脉冲一个比特承载光脉冲的玻璃纤维，每个脉冲一个比特l高速运行高速运行:高高速点对点传输速点对点传输(如如 5 Gbps)l低差错率：中继器相隔很远；不受电磁噪声干扰低差错率：中继器相隔很远；不受电磁噪声干扰2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系36光纤传输系统光纤传输系统3部分：光纤、光源和检测器部分：光纤、光源和检测器2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系37光线在光纤中的折射 折射角入射角 包层
26、（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯当光线从高折射率的媒体射向低折射率的媒体时，其折射角将大于入射角。因此，如果入射角足够大，就会出现全反射，光也就沿着光纤传输下去。光线在光纤中的折射2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系38光纤的工作原理只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某个临界角度，就可产生全反射。光波在纤芯中的传播高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系39多模光纤与单模光纤l多模光纤 可以存在多条不同
27、角度入射的光线在一条光纤中传输。这种光纤就称为多模光纤。l单模光纤若光纤的直径减小到只有一个光的波长，则光纤就像一根波导那样，它可使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。这样的光纤称为单模光纤。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系40多模光纤和单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤多模光纤(a)和 单模光纤(b)的比较输入脉冲输出脉冲单模光纤2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系41光纤优点1.通信容量非常大。2.传输损耗小，中继距离长。3.抗雷电和电磁干扰性能好。4.无串音干扰，保密性好。5.体积小，重量轻。传输媒体
28、：无线电传输媒体：无线电2024/1/14计算机学院网络工程系42在电磁频谱中携带信号，在电磁频谱中携带信号，无物理无物理“导线导线”双向传播双向传播传播环境效应：传播环境效应：反射反射 物体遮挡物体遮挡干扰干扰无线电链路类型无线电链路类型:q陆地微波陆地微波m如高达如高达45 Mbps 信道信道qLAN(如如 WiFi)m2Mbps,11Mbpsq广域广域(如蜂窝如蜂窝)m如如4G:数百数百 kbpsq卫星卫星m高达高达50Mbps 信道信道(或多或多个较小信道个较小信道)m270 ms 端到端时延端到端时延m同步对比低轨同步对比低轨无线链路特征无线链路特征2024/1/14计算机学院网络工
29、程系43不同于有线链路不同于有线链路.衰减的信号强度：衰减的信号强度：当无线电信号传播通过物质时，信号当无线电信号传播通过物质时，信号削弱削弱(路径损失路径损失)来自其他源的干扰来自其他源的干扰:标准的无线网络频率标准的无线网络频率(如如2.4 GHz)由由其他设备共享其他设备共享 (如电话如电话);设备设备(发动机发动机)干扰干扰多径传播多径传播:无线电信号反射离开物体，以稍微不同的时间无线电信号反射离开物体，以稍微不同的时间到达目的地到达目的地2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系44 无线局域网使用的 ISM 频段 要使用某一段无线电频谱进行通信，
30、通常必须得到本国政府有关无线电频谱管理机构的许可证。但是，也有一些无线电频段是可以自由使用的。例如：ISM。各国的 ISM 标准有可能略有差别。无线局域网使用的 ISM 频段 26 83.5 125频带 MHz MHz MHz频率 902 928 2.4 2.4835 5.725 5.850 MHz MHz GHz GHz GHz GHz第第2 2章：内容提要章：内容提要2024/1/14计算机学院网络工程系452.1数据通信基础知识数据通信基础知识2.2传输媒体传输媒体2.3编码和复用编码和复用编码和复用编码和复用2.4数字传输数字传输技术技术2.5接接入网入网2.6物理层物理层概述概述2.
31、7小结小结为何要为何要编码编码？2024/1/14计算机学院网络工程系46承载比特的信号在两个端系统适配器承载比特的信号在两个端系统适配器(也称网卡也称网卡)之间的传输之间的传输媒体上传输媒体上传输。为使信道为使信道有效传输有效传输和和接收结点接收结点有效识别有效识别，先要将比特编码为，先要将比特编码为信号，再传输信号，再传输。（。（抗干扰抗干扰）涉及技术涉及技术：检测信号检测信号时钟时钟同步同步和和编码效率编码效率多种编码方案的对比多种编码方案的对比2024/1/14计算机学院网络工程系47l不归零制不归零制：正电平代表：正电平代表 1 1，负电平代表，负电平代表 0 0。l归零制归零制：正
32、脉冲代表：正脉冲代表 1 1，负脉冲代表，负脉冲代表 0 0。l曼彻斯特编码曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表：位周期中心的向上跳变代表 0 0，位周期中心，位周期中心的向下跳变代表的向下跳变代表 1 1。但也可反过来定义。但也可反过来定义。差分差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码：每一位中心始终有跳变，位开始边界有每一位中心始终有跳变，位开始边界有跳变代表跳变代表0，无跳变代表，无跳变代表1。不归零制曼彻斯特1111100000比特流差分曼彻斯特归零制数字信号常用的编码方式2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系48基线漂移基线漂移：连串的连串的0或或1时钟
33、恢复时钟恢复：从收到从收到的的信号中得到时钟信号中得到时钟曼彻斯特编码曼彻斯特编码：信号跳变速率加倍信号跳变速率加倍，效率仅为效率仅为50%l从从信号波形中可以看出，曼彻斯特信号波形中可以看出，曼彻斯特 (Manchester)(Manchester)编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高。制高。l从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频率（这叫做没有自同步能力），中提取信号时钟频率（这叫做没有自同步能力），而曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有而曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具
34、有自同步能自同步能力力。基本的带通调制方法基本的带通调制方法2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系49l基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制 (modulation)(modulation)。l最基本的二元制最基本的二元制调制调制方法有以下几种：方法有以下几种：1.1.调幅调幅(AM)(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变
35、化。：载波的振幅随基带数字信号而变化。2.2.调频调频(FM)(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。：载波的频率随基带数字信号而变化。3.3.调相调相(PM)(PM)：载波的初始相位随基带数字信号而变：载波的初始相位随基带数字信号而变化。化。2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系50010011100基带信号调幅调频调相最基本的三种调制方式2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系51正交振幅调制 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)为了达到更高的信息传输速率，必须采用技术上更为
36、复杂的多元制的振幅相位混合调制方法。例如：l可供选择的相位有 12 种，而对于每一种相位有 1 或 2 种振幅可供选择。总共有 16 种组合，即 16 个码元。l由于 4 bit 编码共有 16 种不同的组合，因此这 16 个点中的每个点可对应于一种 4 bit 的编码。数据传输率可提高 4 倍。不是码元越多越好。若每一个码元可表示的比特数越多，则在接收端进行解调时要正确识别每一种状态就越困难，出错率增加。r举例(r,)小结小结2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系52通信系统一般模型通信系统一般模型专业术语：信道、数据、传输、编码、信号、调制、码专业术语：信道、数据、传输、编码、信号、调制、码元、比特元、比特奈奎斯特奈奎斯特和和香农香农公式公式传输媒体传输媒体：双绞线双绞线、同轴电缆、同轴电缆、光缆光缆、微波、微波编码编码：曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码：曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码调制：调频、调幅调相、调制：调频、调幅调相、正交振幅调制正交振幅调制 QAM 2024/1/14计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系计算机学院网络工程系53