物理层（3）---------- 编码与调制及信道的极限容量(简单描述)

编码与调制

计算机只能处理二进制数据。也就是比特0和比特1。计算机中的网卡将比特0和此特1，变换成相应的电信发送到网线。

信号是数据的电磁表现。

由信源发出的原始电信导称为基带信号。基带信导叉可分为两类。

• 数字基带信号：
  • 例如：计算机内部CPU与内存之间传输的信号。
• 模拟基带信号
  • 例如：麦克风收到声音局产生的音频信号。

信号需要在信道中进行传输。信道可分为

• 数字信道
• 模拟信道

仅对数字基带信的波形进行变换，称为编码。

• 编码后产生的信号仍为数字信号，可以在数字信道中传输。
  • 比如，以太网使用曼彻斯特编、48/5B、 8B/10B等编码。

把数字基带信的频率范围，搬移到较高的频段，并转换为模拟信寻，称为调制。

• 调制后产生的信号是摸拟信号，可以在模拟信道中传输。
  • 例如。WIF使用补码键控、直接序列扩频、正交频分复用等调制方法。

码元：简单来说，码元就是构成信号的一段波形。

• 例如，上面这是一个调频信号。该信号的一个基本波形，可称其为码元。它可以表示比特0，也可以表示比特1。

严格来说，传输媒体和信道不能直接划等号。

常用编码

不归零编码

不归零：就是指在整个码元时间内，电平不会出现零电平。

接收端如何判断出这是2个码元，或者是3个码元?

• 这需要发送方的发送与接收方的接收做到严格的同步。
  • 需要额外的一根传输线来传输时钟信号，使发送方和接收方同步。
  • 接收方按时钟信号的节拍来逐个接收码元。
  • 然而，对于计算机网络，宁愿利用这根传输线传输数据信号，而不是传输时钟信号！所以不归零编码存在同步问题，计算机网络中的数据传输不采用这类编码。

归零编码

````每个码元传输结束后信号都要“归零”，所以接收方只要在信号归零后进行采样即 可，不需要单独的时钟信号。 实际上，归零编码相当于把时钟信号用“归零”方式编码在了数据之内，这称 为“自同步”信号。 但是，归零编码中大部分的数据带宽，都用来传输“归零”而浪费```掉了。

归零编码的优点是自同步，但缺点是编码效率低

曼彻斯特编码

在每个码元时间的中间时刻，信导都会发生跳变。

码元中间时刻的跳变既表示时钟，又表示数据。

差分曼彻斯特编码

与曼彻斯特编码不同。跳变仅表示时钟。而用码元开始处电平是否发生变化来表示数据。

依据码元开始处电平是香发生变化来表示比特0或比特1。

比曼彻斯特编码变化少，更适合较高的传输速率

Base表示基带传输，T表示双绞线

(https://i.loli.net/2021/10/07/AxwKICJ9Seyqiv2.png)]

调制(略)

信道的极限容量

最后

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