大氣噪聲功率一般是多少

1、物理層基本概念

物理層解決如何在連線各種計算機傳輸媒體上傳輸bit流，注意，不是指用什麼傳輸媒體（介質）

物理層的主要任務就是確定傳輸媒體介面的一些特性：（為了統一規劃，標準化，各個廠商生產一致，可以通用）

機械特性：介面形狀 大小 引線數目 網線內有幾根線

電氣特性：例如規定電壓範圍

功能特性：例如規定-5V表示0 +5V表示1（電壓訊號代表數字訊號）

過程特性：（規程特性）規定建立連線時各個部件的工作步驟

2、資料通訊的基礎知識

資料通訊系統的三大部分

源系統（傳送端、傳送方）

源點：原點裝置產生要傳輸的資料，又稱為源站或信源

傳送器：通常，源點生成的數字位元流要透過傳送器編碼後才能夠在傳輸系統中進行傳輸，典型的傳送器就是調製器

傳輸系統（傳輸網路）

目的系統（接收端、接收方）

接收器：接受傳輸系統傳送過來的訊號，並把它轉換為能夠被目的裝置處理的資訊，典型的接收器就是解調器

終點：終點裝置從接收器獲取傳送來的數字位元流，然後把資訊輸出，又稱為目的站或信宿

一些常用術語：

通訊：目的是傳送資訊，如話音、文字、影象、影片等

資料：是運送資訊的實體，通常是有意義的符號意義

訊號：是資料的電氣或電磁的表現，根據訊號中代表資訊的引數的取值方式不同，訊號可分為兩大類：

模擬訊號（連續訊號）——代表資訊的引數的取值是連續的

數字訊號（離散訊號）——代表資訊的引數的取值是離散的

碼元：在使用時間域（或簡稱為時域）的波形表示數字訊號時，則代表不同離散數值的基本波形

有關通道的幾個基本概念

通道一般都是用來表示向某一個方向傳送訊息的媒體。

三種基本資訊互動方式：

單向通訊（單工通訊）–只能傳送或只能接收

例子：電視塔傳送電視訊號，但是電視無法向電視塔傳送訊號

雙向交替通訊（半雙工通訊）–雙方可以收發，但是不能同時傳送或同時接收

雙向同時通訊（全雙工通訊）–通訊的雙方可以同時傳送和接收訊息

例子：打電話

計算機通訊大多數是半雙工和全雙工通訊

基帶訊號（baseband）：來自資訊源的訊號。

帶通訊號（band pass）：把基帶資訊經過載波調製後的訊號（載波調製就是把訊號的頻率搬到較高的頻段，以便傳輸）

1。基帶調製（編碼）

歸零碼：一次訊號結尾始終為0電壓

不歸零碼：一次訊號結尾不需要歸零

單極性：只有正向和0電壓 雙極性：有正負電壓

曼徹斯特編碼：低電平跳高電平代表0 高電平條低電平代表1，可以代表沒有資料傳輸（用電平變化代表資料傳輸）

差分曼徹斯特編碼：0和1沒有固定高低電平，後面的訊號是幾取決於前面的訊號

2。帶通調製

通道的極限容量

訊號波形在實際通道傳輸時，會受到頻寬受限、噪聲、干擾等引起失真。

奈氏準則：在理想條件下，為了避免碼間串擾（碼元太短，無法識別高低電平），碼元傳輸速率是有上限的（上一章頻寬可以無限增加嗎例子）

信噪比：訊號平均功率和噪聲的平均功率之比，常記S/N，並用分貝（dB）作為度量單位，信噪比（dB）=10

log10（S/N）

*夏農公式：通道的極限資訊傳輸速率C

C = Wlog2（1+S/N） b/s （log2是log以2為底）

W：通道頻寬（單位Hz）

S：通道內所傳訊號的平均功率

N：通道內部高斯噪聲功率

夏農公式的結論：

通道的頻寬或通道的信噪比（S/N）越大，資訊極限傳輸速率越高，若W或S/N沒有上限，則C沒有上限（實際不可能）

只要資訊傳輸速率低於通道極限資訊傳輸速率，則一定可以找到方法確保資料的無差錯傳輸

3、物理層下面的傳輸媒體

兩種

導引型傳輸媒體

和

非導引型傳輸媒體

，也就是有線無線

導引型傳輸媒體

雙絞線：把兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起，然後用規則的方法絞合起來就構成雙絞線。

同軸電纜：由內導體銅質芯線（單股實心線或多股絞合線）、絕緣層、網狀編織的外導體遮蔽層（也可以是單股的）以及保護塑膠外層所組成。

光纜：光纖通訊就是利用光導纖維傳遞光脈衝來進行通訊，有光脈衝相當於1，沒有光脈衝相當於0

非導向傳輸媒介：

傳統的微波通訊有兩種方式：地面微波接力通訊和衛星通訊。

4、通道複用技術

頻分複用 FDM（Frequency Division Multiplexing）

使用者在分配到一定的頻帶後，在通訊過程中自始至終都佔用這個頻帶。

頻分複用的所有使用者在同樣的時間佔用不同的頻寬資源（請注意，這裡的“頻寬”是頻率頻寬而不是資料的傳送速率）。

解釋

：特定的使用者使用特定的頻率波段，傳輸時採用不同頻率的波段進行調製和解調，已達到區分其他資料的目的

時分複用TDM（Time Division Multiplexing）

時分複用則是將時間劃分為一段段等長的時分複用幀（TDM 幀）。每一個時分複用的使用者在每一個 TDM 幀中佔用固定序號的時隙。

每一個使用者所佔用的時隙是週期性地出現（其週期就是 TDM 幀的長度）。

TDM 訊號也稱為等時（isochronous）訊號。

時分複用的所有使用者是在不同的時間佔用同樣的頻頻寬度。

時分複用可能會造成線路資源的浪費 ：

使用時分複用系統傳送計算機資料時，由於計算機資料的突發性質，使用者對分配到的子通道的利用率一般是不高的。

統計時分複用 STDM（Statistic TDM）

與時分複用類似，只不過每次傳送時標記是哪個使用者發出的，解析時按標記解析。可以避免線路資源的浪費

波分複用 WDM（Wavelength Division Multiplexing）

波分複用就是光的頻分複用。

碼分複用 CDM（Code Division Multiplexing）

常用的名詞是分碼多重進接 CDMA （Code Division Multiple Access）。

各使用者使用經過特殊挑選的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統傳送的訊號有很強的抗干擾能力，其頻譜類似於白噪聲，不易被敵人發現。 每一個位元時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片（chip）。

5、數字傳輸系統

脈碼調製PCM體制最初是為了在電話局之間的中繼線上傳送多路的電話。

由於歷史上的原因，PCM 有兩個互不相容的國際標準，即北美的 24 路 PCM（簡稱為 T1）和歐洲的 30 路 PCM（簡稱為 E1）。我國採用的是歐洲的 E1 標準。

E1 的速率是 2。048 Mb/s，而 T1 的速率是 1。544 Mb/s。當需要有更高的資料率時，可採用複用的方法。

E1取樣8000次/s 每個碼元代表8位bit E1 採用時分複用技術 32路同時傳輸

8800032 = 2。048Mb/s

T1只有24路同時傳播，且有控制訊號

8800024+8K=1。544Mb/s（8K表示控制訊號）

6、寬頻接入技術

1。ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line）：非對稱數字使用者線（就是透過電話線上網）

用數字技術對現有的模擬電話使用者線進行改造，使它能夠承載寬頻業務。把 0~4 kHz 低端頻譜留給傳統電話使用，而把原來沒有被利用的高階頻譜留給使用者上網使用。

ADSL實現原理採用DMT技術

DMT 調製技術採用頻分複用的方法，把 40 kHz 以上一直到 1。1 MHz 的高階頻譜劃分為許多的子通道，其中 25 個子通道用於上行通道，而 249 個子通道用於下行通道。每個子通道佔據 4 kHz 頻寬（嚴格講是 4。3125 kHz），並使用不同的載波（即不同的音調）進行數字調製。這種做法相當於在一對使用者線上使用許多小的調變解調器並行地傳送資料。

2。光纖同軸混合網 HFC （Hybrid Fiber Coax）（就是利用有線電視線路上網）

HFC 網是在目前覆蓋面很廣的有線電視網 CATV 的基礎上開發的一種居民寬頻接入網。HFC 網除可傳送 CATV 外，還提供電話、資料和其他寬頻互動型業務。現有的 CATV 網是樹形拓撲結構的同軸電纜網路，它採用模擬技術的頻分複用對電視節目進行單向傳輸。而 HFC 網則需要對 CATV 網進行改造。

HFC 的主要特點

HFC網的主幹線路採用光纖

HFC 網將原 CATV 網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖，並使用模擬光纖技術。

在模擬光纖中採用光的振幅調製 AM，這比使用數字光纖更為經濟。

模擬光纖從頭端連線到光纖結點（fiber node），即光分配結點 ODN （Optical Distribution Node）。在光纖結點光訊號被轉換為電訊號。在光纖結點以下就是同軸電纜

HFC結構示意圖

3。光纖到戶技術FTTH

就是一根光纖直接到家庭。即光接入網的應用型別之一，光網路單元（ONU）放在使用者家中。

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