OSI模型中物理层的通信形式总结之模拟传输和数字传输(二)

版权声明:欢迎转载评论~哈哈哈哈请标明出处呀 https://blog.csdn.net/legendaryhaha/article/details/83268864

模拟传输与数字传输[查看定义]

1.模拟传输系统

背景

尽管模拟传输劣于数字传输(传输过程中,模拟传输容易受干扰,信号易衰减,安全性也不高),但由于采用模拟传输技术的电话网在计算机网络出现以前就已运行了近一个世纪,因此世界各地几乎都有这种电话网,虽然数字传输和数字网是今后网络的发展方向,但要完全取代模拟传输还需要相当长一段时间。


模拟传输方式在上文已经说过,它的传输方式分为:导向型和非导向型。导向型的有双绞线,同轴电缆和光缆,关于他们的作用上文已详细描述。


2.这里就说一下调制解调器(光猫,modem)

为什么需要用它呢?

基带信号(数字信号)经电话线路(模拟信号)传输后容易产生误码,特别在长距离的传送过程中。

在这里插入图片描述

等等等,等等等~这时候,光猫就上场了

光猫的作用很多,其中有一个就是可以将数字信号变换到电话网原来设计时所要求的音频频谱内,(即300Hz-3.4kHz),这样就可以有效避免差错了,另外,它还有一个功能就是补偿干扰:补偿有害因素对信号的干扰损害。

其他作用:信号转化(模数转换,数模转换等),多路复用,同步传输。


几种最基本的调制方法

调幅(AM) 即载波的振幅随基带数字信号而变化。

调频(FM) 即载波的频率随基带数字信号而变化

调相(PM) 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。

在这里插入图片描述


2.数字传输系统

由于数字传输优于模拟传输,因此可以把模拟信号先变换成数字信号,再在信道上进行数字传输。将模拟信号变换为数字信号的常用方法是脉码调制PCM(Pulse Code Modulation)。

优越性:
1、数字传输误码率低:数字再生器能准确恢复信号,模拟放大器放大信号同时将畸变信号同时放大;
2、差错可控,数字信号在传输过程中出现的差错可通过纠错编码技术来控制;
3、数字传输易加密和解密,通信的保密性好;
4、易于与现代技术相结合,由于计算机、数字存储、数字交换以及数字处理等现代技术飞速发展,许多设备、终端接口均采用数字信号,
   因此极易与数字通信系统相连接。

脉冲编码调制的过程由取样、量化和编码三步组成。

取样:每隔一定时间间隔读取连续变化信号的振幅值的过程,又称采样。

量化:将取样点处观测得的信号幅值分级取整的过程,也即将振幅划分为若干个小区段,再读出这 些区段的个数。经过量化,取样所得的连续值就成为离散值了。

编码:将量化后的值用一组二进制代码表示。


取样定理:只要取样频率不低于信号最高频率(上面说过,3.4KHz最大)的2倍,就可以从取样脉冲信号无失真地恢复出原来的电话信号。

于是,这里,我们以4kHz,好算,将一路电话进行脉冲编码调制得到的一路话音的数据率是:

8000*8=64kbps (每秒钟采样8000次(即8000Hz),每次得到8位,一字节)。

在这里插入图片描述


拓展

采用脉冲编码技术后,电话局间的一条中继线就可以传送几十路电话了(体现了多路复用性,可利用时分复用技术,注意区分频分复用)。

北美的24路PCM(简称为T1),1.544 MBPS((24*8+1)*8000=1.544M, 其中1是每24个字节就要加1个比特间隔位。

欧洲的30路PCM(简称为E1),2.048 MBPS,我国用E1标准。2.048 MBPS = 32 * 64 KBPS,具体由下面方法得出:

电话信号的最高频率为3.4kHz,为方便起见,取样频率就定为8kHz(上面说过了,两倍4kHz,每次得到8bit),64 KBPS=8000*8,而E1的一个时分复用帧(125 us) ,32个相等的时隙 (CH0-CH31,其中0,31是起到标识作用,类似于上下文,真正传输的是30个)。所以32 * 64 =2.048,这里省略单位了。

注:

时隙CH0用作帧同步用,

时隙CHl6用来传送信令(如用户的拨号信令)。

可供用户使用的话路是时隙CHl-CHl5和CHl7-CH31,共30个时隙用作30个话路。

在这里插入图片描述
注:

二次群后案例手是8.192MB/s,但是,在4个PCM一次群在复接时,还插入其他的码元,如:帧同步码、告警码、插入码和插入标志码等码元,所以比实际上多一些。


A: 模拟信号

D:数字信号

D->A变换,无量化噪声

A->D变换,有量化噪声

在这里插入图片描述

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/legendaryhaha/article/details/83268864