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2-4调制技术在线视频

下一节:2-5公共交换电话网络

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2-4调制技术课程教案、知识点、字幕

各位好

今天我们来学习数字调制技术

调制机制使用信号来传输比特

有两种方法

一种叫做基带传输

信号的传输

占据了传输介质

从0到最大值之间的全部频率

这是有线传输介质

普遍采用的方法

比如说以太网

这是基带传输

那么还有一种传输呢

叫通带传输

就是通过调节信号的振幅

相位或频率

来传输比特

它的特点就是信号占据了

载波信号频率为中心的

一段频带

基带传输

实际上是直接将数据比特

转化为信号

比如说用高电压来表示1

用低电压来表示0

实际上出于工程的考虑

很少采用这样简单的方式

需要更复杂的表示方法

这就是线路编码

发送一个样本

可以传输一个或多个比特

这张图展示了几种

线路编码的方法

不归零叫NRZ

它用高电平来表示1

用低电平来表示0

非常简单

但是这种方法很少使用

如果出现连续的0

或者连续的1

随着时间漂移的累计

可能接收方完全分辨不出

到底是几个1或者几个0

所以对这个NRZ方法

做了一点点改进

叫NRZI

不归零逆转

在比特时间中间

做电压的跳变来表示1

如果说没有跳变

则表示0

那么这种改进的方法呢

很好的解决了

连续的1的问题

但是连续的0问题

仍然是存在的

那么这种方法

在USB里边

是采用

接下来呢

这个编码的方法

叫曼彻斯特编码

它是在比特时间中间

电压从高跳变到0

表示1

反之从低跳变到高

表示0

解决了连续0和连续1的问题

在我们的经典的10Base的

以太网里头采用

但是因为它在比特时间中间

要进行跳变

它的编码效率只有50%

最后一种编码的方法呢

叫做双极编码

有的地方也把它叫做

交换标记逆转方法

它是两极电压的交替出现

表示1

就是说1的表示

有的时候是高电压

有的时候是低电压

交替出现

如果是不出现电压信号

载波信号的话

它就表示的是0

这种方式呢

实现了信号的平衡

还有一种非常着名的编码方式

叫4B/5B编码方法

它是将4比特数据

映射为一个5比特的模式

它抛开了连续的0的组合

解决了连续0的问题

相比曼彻斯特编码

它的编码效率提高到了80%

接下来我们来看通带传输

一般的情况下

我们在一个信道上发送信息

所使用的频率范围

并不是从0开始的

而是在某个频段上

通过调节信号的振幅、相位

或频率来传输比特

这就是我们常常说的通带传输

如果单独采用上述的

某一种调制的方法

一个符号只有两种形式

或两个级别

也就是说一个符号

只能传输一个比特

为了获得更高的数据传输率

及数字带宽

我们可以把上述的调制模式

结合起来使用

以便获得更多的信号模式

使每个符号

可以传输更多的比特

即增加这个公式里边的n

从而增加整个传输速率

数字带宽

因为我们知道

当物理带宽一定的时候

它的采样率

也就一定了

就是最大不能超过两个B

只能增加这个n

也就是说信号的模式

信号的组合模式

我们可以用信号星座图

来表示某种调制方式中

信号的呈现模式

比如QAM-16

QAM代表的是正交振幅调制

16代表的是这种调制方式中

有16种不同的振幅和相位的

信号组合模式

也就意味着一个符号

可以传输4个比特

在正交、相移、键控

QPSK中

使用了四个相位角度

每次采样

可以表达的级别有四个

也就是说每个码元

可以表达两个比特

而在QAM-64中

允许64个不同的信号组合

那么每一个码元

就可以传递6个比特

在这里我们说到了一个

非常重要的概念

码元

码元

是承载信息量的基本信号单位

在数字通信中

常常使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

就称为二进制码元

在使用时域的波形

表示数字信号的

代表不同离散值的

基本的波形

就称为码元

一秒钟能够发送的

码元的个数

就叫做波特率

有的时候也叫做码率

它代表的是每秒钟

信号变化的次数

我们也可以用符号率

采样率来称呼波特率

即每秒钟信号变化的次数

而比特率

它也有一些别的称呼

比如说位传输率

数据传输速率

数字带宽

这两者之间的关系

比特率和波特率之间的关系

我们可以用这个公式来表示

从上面的公式我们看到

为了追求高的数字带宽

总是要想办法

提高信号的级别

即信号星座图上的星点

密密分布

但是

这特别容易导致出错率的上升

因为相邻星点特别容易混淆

为了降低高速调制的错误

在每个样本中

采用一些额外的位

用作纠错

剩下的位

才用来传输数据

这种机制

叫做格子架编码调制

简称TCM

比如说在V.32调制标准中

它的波特率是2400

采用了QAM-32

调制的方式

每个码元传输的比特数

32对应的比特数就是5

但其中的一个比特

要用来做奇偶校验

所以只有4个比特

用来传输数据

那么根据公式

数据的传输率只有9.6Kbps

传输信号的方式有两种

基带传输和通带传输

线路编码方法

包括NRZ、NRZI

曼彻斯特编码

双极性编码等等

基本的调制方法是调幅

调频和调相

但是在工程里面

我们通常是综合来使用

这几种调制的方式

我们可以用信号星座图

来表示调制的级别

数字带宽跟波特率

信号级别之间的关系

可以用这个公式来表示

计算机网络课程列表：

第零章

-本课程简介

--课程简介和学习目标

--第44次中国互联网络发展状况统计报告201909

第一章概述

-1.1 为什么要学习计算机网络？

--为什么要学习计算机网络？

--为什么要学习计算机网络？

-1.2 互联网络发展史

--互联网络发展史

-1.3 常用的基本概念

--常用的基本概念

-1.4 参考模型（重点）

-1.5 参考模型相关的概念

--数据如何传输

-1.6 本课程的组织

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-附录3：伦敦奥运会开幕式之Tim Berners Lee

--伦敦奥运会开幕式之Tim Berners Lee

-第一章概述--章节测试

-附录4：本章的无背景乐的视频

--1-2互联网网络发展史

--1-3 常用的基本概念

--1-4参考模型

--1-5参考模型相关的概念

--关于附录4的说明

第二章物理层

-2.1 数据通信的理论基础

--数据通信的理论基础

-2.2 有导向的传输介质

--有导向的传输介质

-2.3复用技术

-2.4调制技术

-2.5公共交换电话网络

--公共交换电话网络

-2.6物理层设备

--物理层设备

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-附录3：光纤熔接

-附录4：海底光缆

--ABB投资建造世界领先的海底电缆敷设船

--动画演示海底光缆铺设

-第二章物理层--章节测试

-附录5：本章的无背景乐的视频

--2-1物理层概述及信号分析

--2-2引导性传输介质

--2-3复用技术

--2-4调制技术

--2-5公共交换电话网络

--关于附录5的说明

第三章：数据链路层

-3.1 数据链路层概述

--数据链路层概述

-3.2 差错处理概述

--差错处理概述

-3.3 纠1位错的海明码

--纠1位错的海明码

-3.4 检错码

-3.5基本数据链路协议1~3

--基本数据链路协议1~3

-3.6 滑动窗口协议

--滑动窗口协议

-3.7 回退n帧

-3.8 选择性重传

--选择性重传

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-第三章：数据链路层--章节测试

-附录3：本章的无背景乐的视频

--3-1数据链路层功能和成帧

--3-2差错处理概述

--3-3纠1位错的海明码

--3-5 6个模拟的DLL协议之1-3

--3-6 滑窗协议

--3-7 回退n帧

--3-8 选择性重传

--关于附录3的说明

第四章介质访问控制子层

-4.1 MAC子层概述

--MAC子层概述

-4.2 ALOHA协议

-4.3 CSMA协议

-4.4 以太网概述

--以太网概述

-4.5 以太网帧格式

--以太帧格式

-4.6 二层交换的基本格式

--二层交换的基本原理

-4.7 生成树协议

--生成树协议

-4.8 虚拟局域网

--虚拟局域网

-4.9 二层设备

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-第四章介质访问控制子层--章节测试

-附录3：本章的无背景乐的视频

--4-1 MAC子层概述

--4-2 ALOHA协议

--4-3 CSMA协议

--4-4 以太网概述

--4-5 以太帧格式

--4-6_二层交换的基本原理

--4-7 生成树协议

--4-8 虚拟局域网

--4-9 二层设备

--关于附录3的说明

第五章网络层

-5.1 网络层引言

--网络层引言

-5.2 IP地址

--子网规划实例

-5.3 子网规划

-5.4 IP寻址

--你手机的IPv4地址跟地理位置绑定在一起吗？

-5.5 IP分组

-5.6 什么是IPv6？

--什么是IPv6？

-5.7 IPv6地址

-5.8 IPv6分组

-5.9 IPv6过渡技术

--IPv6过渡技术

-5.10 路由从何而来？

--你了解路由器和家用路由器及二者的区别吗？

--路由如何而来

-5.11 距离矢量路由选择协议

--距离矢量路由选择协议

-5.12 路由信息协议RIP

-5.13 RIP为什么衰落？

--RIP为什么会衰败

-5.14 链路状态路由选择LS

--链路状态路由选择LS

-5.15 单区域OSPF

--开放的最短路径优先（OSPF）

-5.16 无类域间路由 CIDR

-5.17 网络地址翻译 NAT

-5.18 互联网控制消息协议 ICMP

-5.19 地址解析协议 ARP

-5.20 拥塞控制

-5.21 流量整形

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-第五章网络层--章节测试1

-第五章网络层--章节测试2

-第五章主观测试题

-附录3：本章的无背景乐的视频

--5-1_网络层引言

--5-3_子网规划

--5-6 什么是IPv6？

--5-7_IPv6地址

--5-8IPv6分组

--5-9过渡技术

--5-10_路由从何而来？

--5-11 距离矢量路由选择协议

--5-12_路由信息协议RIP

--5-13_ RIP为什么会衰落

--5-14_链路状态路由选择协议

--5-15_单区域OSPF

--5-16 无类域间路由 CIDR

--5-17_网络地址翻译 NAT

--5-18_互联网控制消息协议ICMP

--5-19_地址解析协议 ARP

--5-20_拥塞控制

--5-21流量整形

-说说你在家的用网体验

-RIP是否会卷土重来？

-说说你遭遇过的ARP病毒

第六章传输层

-6.1 传输层概述

--传输层概述

-6.2 用户数据报协议 UDP

--用户数据报协议 UDP

-6.3 通信模型

-6.4 TCP数据段

-6.5 TCP三次握手建立连接

--TCP三次握手建立连接

-6.6 TCP连接释放

--TCP连接释放

-6.7 TCP传输策略

--TCP传输策略

-6.8 TCP拥塞控制

--TCP拥塞控制

-6.9 TCP定时器等

--TCP定时器等

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-第六章传输层--章节测试

-附录3：本章的无背景乐的视频

--6-1传输层概念

--6-3通信模型

--6-4TCP数据段

--6-5 TCP三次握手建立连接

--6-6 TCP连接释放

--6-7 TCP传输策略

--6-8 TCP拥塞控制

--6-9 TCP定时器等

套接字编程

-linux

--1_Socket_UDP_简介（linux）

--1_Socket_TCP_简介（linux）

--2_Socket_UDP_代码讲解（linux）

--2_Socket_TCP_代码讲解（linux）

--3_Socket_UDP_调试（linux）

--3_Socket_TCP_调试（linux）

-windows

--UDP_1_SOCKET简介

--UDP_2_代码讲解

--UDP_3_代码调试

--TCP_1_Socket简介

--TCP_2_代码讲解

--TCP_3_代码调试

第七章应用层

-7.1 应用层概述

--应用层概述

--说说你用得最多的应用是哪个？

--畅想你想研发的一个应用

-7.2 域名系统 DNS 概述

--域名系统 DNS 概述

-7.3 DNS之域名解析

-7.4 电子邮件 e-mail

--电子邮件 e-mail

-7.5 万维网 WWW

--万维网 WWW

--如果没有Web，互联网会怎样？

-7.6 其它应用

-附录1：思考题

-附录2：术语中英对照表

-第七章应用层--章节测试

-附录3: 本章无背景音乐的视频

--7-1_应用层概述

--7-2_域名系统 DNS 概述

--7-3_DNS之域名解析

--7-4_电子邮件

--7-5_万维网 WWW

--7-6_其它应用

2-4调制技术笔记与讨论

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