實體層
Physical Layer
Nyquist Theorem
在一個完美無雜訊的頻道上,若以 B 表示頻寬, V表示不連續訊號階,則最大資料傳輸速率為 2Blog(V)
。
若頻寬為 2B,則可完整重建訊號。
Shannon Theorem
在實際狀況下,一頻道會出現隨機雜訊,亦稱熱雜訊。此雜訊是以訊號能量對雜訊能量的比值為單位,稱為訊號雜訊比,通常用分貝表示該值 dB=10log(S/N)
。
該定理代表:一個有雜訊且頻寬為 B 的頻道,其最大資料傳輸速率為 Blog(1+S/N)
。
類比➡數位
欲將資料由數位訊號傳輸(01010...),需進行數位編碼。
類型
特性
優點
缺點
回歸零
高至低電位為 1,低電位為 0
連續 1 可以解碼
連續 0 無法解碼
不回歸零
高電位為 1,低電位為 0
有效利用頻寬
連續 0 or 1 無法解碼
不回歸零準位
高電位為 0,低電位為 1
有效利用頻寬
連續 0 or 1 無法解碼
Manchester
低➡高電位為 1,高➡低電位為 0
連續 0 or 1 可解碼
傳輸資料亮僅為一半
差動式 Manchester
脈衝調變
一種類比訊號數位化方法。
訊號 ➡ 類比樣本
PAM
脈衝振幅調變(Pulse Amplitude Modulation),是將連續類比訊號用脈衝訊號取樣調變,藉此將原始訊號的的振幅結取出來。
類比樣本 ➡ 數位
PCM
脈衝編碼調變(Pulse Code Modulation),是將類比訊號的強度依照間距分成數段,再用數位記號來量化。
傳送端因數位轉換所造成的量化物差,造成接收端無法 100% 復原訊號。
SDM
三角調變(Delta Modulation),是一種數位類比互相轉換的實做方法。在取樣區間,用量化位階來表示,以 1 代表訊號在下個時間上升,0 表示下降。
可用來改進 PCM 效能與降低複雜度
當訊號變化太快,會造成斜率過載雜訊而遺失資訊
應用
56K Modem:56 Kbps
T1:1.544 Mbps
利用 PCM 技術將 24 個語音頻道取樣,送入編解碼器中,傳輸速率可達 1.544 Mpbs。
連續調變(類比)
振幅位移調變
ASK(Amplitude Shift Keying),利用載波訊號的振幅大小來表是二進位的 0/1。
頻率位移調變
FSK(Frequency Shift Keying),利用載波訊號的頻率高低來表是二進位的 0/1。
前兩者比較
相位位移調變
PSK(Phase Shift Keying),利用載波訊號的相位位移來表是二進位的 0/1。
四象相位位移調變
QPSK(Quadrature Phase Shift Keying),
QAM-16
Quadrature Amplitude Modulation-16,以振幅與相位搭配所構成 16 種組合來表示,每個訊號傳輸 4 個位元。
QAM-64
高階 QAM(High Order QAM),以振幅與相位搭配所構成 64 種組合來表示,每個訊號傳輸 6 個位元。
展頻
跳頻展頻
FHSS(Frequecy Hopping Spread Spectrum)
直接序列展頻
DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum),將原本訊號以 PNS 運算後,得到低頻、低功率訊號,意即將原始訊號分散在寬頻段,如此擁有極佳的頻譜效率與防噪音效能。
常見實體層網路
設備
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