所屬專業(yè)：視覺傳播設(shè)計(jì)與制作所屬課程：《廣告攝像》所屬單元：《產(chǎn)品短視頻的拍攝》從信源到信宿的藝術(shù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第三章物理層與數(shù)據(jù)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)TCP/IP協(xié)議學(xué)習(xí)內(nèi)容1.知識(shí)引入；2.調(diào)制解調(diào)技術(shù)；3.多路復(fù)用技術(shù)。調(diào)制解調(diào)技術(shù)通過信號(hào)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在模擬信道上的傳輸；多路復(fù)用技術(shù)則將多個(gè)信號(hào)合并于同一信道傳輸，極大提升了信道容量與傳輸效率。兩大核心技術(shù)。調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究證明一種高頻振蕩波在模擬信道中可以傳輸?shù)母h(yuǎn)。高頻振蕩波具有較高的頻率和較短的波長，這使得它們?cè)趥鬏斶^程中具有更強(qiáng)的穿透力和抗干擾能力。利用這一原理在模擬信道中傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)使用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。發(fā)送端將數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)的過程稱為調(diào)制，調(diào)制設(shè)備就稱為調(diào)制器；接收端將模擬信號(hào)還原成數(shù)字信號(hào)的過程稱為解調(diào)，解調(diào)設(shè)備就稱為解調(diào)器。若進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的發(fā)送端和接收端以雙工方式進(jìn)行通信，就需要同時(shí)具備調(diào)制和解調(diào)功能的設(shè)備，也就是調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)技術(shù)高頻振蕩波作為載波，具有三個(gè)參數(shù)：振幅、頻率和相位，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同參數(shù)或它們的組合進(jìn)行調(diào)制。對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制的基本方法有3種：幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控。幅移鍵控（調(diào)幅）頻移鍵控（調(diào)頻）相移鍵控（調(diào)相）幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控都是單一的調(diào)制技術(shù)，調(diào)制速率不高，為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率，也可以采用多種調(diào)制的方法。幅移鍵控(調(diào)幅)幅移鍵控（AmplitudeShiftKeying，ASK）使用載波頻率的兩個(gè)不同振幅來表示兩個(gè)二進(jìn)制值。在改變振幅的同時(shí)，頻率和相位則保持不變，信息比特是通過載波的振幅來傳遞的。00011數(shù)字信號(hào)移幅鍵控用幅度0表示數(shù)字信號(hào)0用幅度Αm表示數(shù)字信號(hào)1頻移鍵控(調(diào)頻)頻移鍵控（FrequencyShiftKeying，F(xiàn)SK）是使用載波頻率附近的兩個(gè)不同頻率來表示兩個(gè)二進(jìn)制值，即通過改變載波信號(hào)的角頻率來表示數(shù)字信號(hào)1、0。00011數(shù)字信號(hào)移頻鍵控用頻率ω2表示數(shù)字信號(hào)0用頻率ω1表示數(shù)字信號(hào)1相移鍵控(調(diào)相)相移鍵控（PhaseShiftKeying）使用載波信號(hào)的相位移動(dòng)來表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。在改變相位的同時(shí)，最大振幅和頻率都不改變，即通過改變載波信號(hào)的相位來表示數(shù)字信號(hào)1、0。如果用相位的絕對(duì)值表示數(shù)字信號(hào)1、0，則稱為絕對(duì)調(diào)相；如果用相位的相對(duì)偏移來表示數(shù)字信號(hào)1、0，則稱為相對(duì)調(diào)相。00011數(shù)字信號(hào)絕對(duì)調(diào)相φ1=0相位φ2=πφ1=0φ1=0φ2=π相對(duì)調(diào)相遇1時(shí)相位偏移π遇0時(shí)不變幾種調(diào)制技術(shù)比較調(diào)制技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)幅移鍵控（ASK）實(shí)現(xiàn)簡單，硬件成本低；易于檢測抗干擾能力弱，對(duì)噪聲敏感；頻譜利用率低頻移鍵控（FSK）抗干擾能力強(qiáng)；實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易頻譜利用率較低，需要更寬的頻帶寬度相移鍵控（PSK）抗干擾能力強(qiáng)；頻譜利用率高相位同步要求高；對(duì)頻率偏移敏感多路復(fù)用技術(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳輸介質(zhì)的帶寬或容量往往超過傳輸單一信號(hào)的需求，為了有效地利用通信線路，希望一個(gè)信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)，這就是所謂的多路復(fù)用技術(shù)。可以有效地提高數(shù)據(jù)鏈路的利用率，從而使得一條高速的主干鏈路同時(shí)為多條低速的接入鏈路提供服務(wù)。特別是在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，可大大節(jié)省電纜/光纜的成本、安裝與維護(hù)費(fèi)用。頻分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用波分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）是將總的頻帶寬度分成多個(gè)頻段，每個(gè)頻段攜帶一個(gè)信號(hào)。主要應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)，如無線電和電視廣播，也應(yīng)用于一些有線通信系統(tǒng)。多路復(fù)用器（MUX）多路復(fù)用器（MUX）子信道1子信道2子信道3子信道4子信道5保護(hù)頻帶信道帶寬源1源5f1f2f3f4f5……目標(biāo)1目標(biāo)5……時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）是指將時(shí)間劃分為多成若干等長的時(shí)間片，輪流、交替地分配給多路信號(hào)，從而在同一個(gè)頻段上傳輸多個(gè)信號(hào)。適用于數(shù)字通信系統(tǒng)，如數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8C1C2C3C4C5C6C7C8A路信號(hào)B路信號(hào)C路信號(hào)時(shí)間片A1B1C1A2B2C2A3B3C3信道帶寬時(shí)分復(fù)用幀……波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用（WavelenthDivisionMultiplexing，WDM）是指在一根光纖上能同時(shí)傳送多個(gè)波長不同的光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)，是頻分多路復(fù)用在光纖通信中的應(yīng)用，主要應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)。光纖1中的光束波長λ1光纖2中的光束波長λ2光柵光柵合成光束共享光纖光纖1波譜波長λ1光纖2波譜波長λ2光纖1波譜波長λ1光纖2波譜波長λ2碼分多路復(fù)用碼分多路訪問（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）是一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)、無線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)性計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的復(fù)用技術(shù)，它采用地址碼和時(shí)間、頻率共同區(qū)分信道的方式。主要應(yīng)用于3G移動(dòng)通信和一些無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在4G中使用正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)，將一個(gè)高速數(shù)據(jù)信號(hào)分成多個(gè)較低速度的子信號(hào)，這些子信號(hào)在正交的子頻帶上發(fā)送，減少了信號(hào)之間的干擾。在5G中使用正交頻分復(fù)用（OFDM）的進(jìn)階應(yīng)用，具有更高的靈活性和可擴(kuò)展性，可以支持更多的子載波和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。在5G系統(tǒng)中，除了OFDM外，還可能結(jié)合其他多路復(fù)用技術(shù)，如頻分復(fù)用（FDM）、時(shí)分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM），以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和需求。幾種多路復(fù)用技術(shù)比較復(fù)用方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單，適用于模擬信號(hào)傳輸；每個(gè)用戶分配固定頻帶，穩(wěn)定性好頻帶利用率較低，需要保護(hù)帶寬；難以支持高速數(shù)據(jù)傳輸，模擬信號(hào)抗干擾能力差時(shí)分多路復(fù)用（TDM）高效利用信道資源，能實(shí)現(xiàn)同步檢測對(duì)同步要求高，存在部分時(shí)間片空閑情況，資源利用率不高波分多路復(fù)用（WDM）帶寬利用率高，傳輸效率高；靈活性高，系統(tǒng)易于升級(jí)和擴(kuò)展，成本較低技術(shù)實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，設(shè)備成本較高碼分多路復(fù)用（CDM）抗窄頻帶干擾能力強(qiáng)，保密性強(qiáng)，各路連接、變換較靈活電路較復(fù)雜，需有精度高的同步系統(tǒng)隨堂習(xí)題1.調(diào)制解調(diào)技術(shù)主要用于（）的通信方式中。A、模擬信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)B、模擬信道傳輸模擬數(shù)據(jù)C、數(shù)字信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D、數(shù)字信道傳輸模擬數(shù)據(jù)2.在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，某運(yùn)營商需要在一根光纖內(nèi)同時(shí)傳輸數(shù)十路高速光信號(hào)，且要求各路信號(hào)互不干擾、充分利用光纖帶寬。該場景下最適