模拟信号#xff08;Analog

在物理层信号是用来传输比特流的物理量它可以是电压、电流、光强度等形式通常通过电缆、光纤或者无线信道等媒介传播。

模拟信号Analog

Signal信号在时间和幅度上是连续变化的例如声音、光波、无线电波等。

模拟信号具有无限的可能性可以表达更丰富的信息但在传输过程中容易受到噪声干扰且随着距离增大容易衰减。

数字信号Digital

Signal信号在时间和幅度上是离散的通常用两个电平高电平和低电平来表示0和1。

数字信号比模拟信号更容易处理、抗干扰能力强但通常需要经过一定的编码和调制过程。

带宽Bandwidth指信号所占用的频率范围。

带宽越大传输的数据速率越高。

噪声Noise噪声会导致信号失真或丢失因此需要采取措施如调制、编码等减少噪声的影响。

衰减Attenuation信号随着传播距离的增加会发生衰减导致信号强度下降。

为了补偿衰减通常会使用放大器或重复器等设备。

延迟Latency信号从源端到目的端所需的时间延迟较高会影响实时通信的效果。

编码是物理层中的一个重要过程它将数字数据转换成可以在物理媒介上传输的信号。

编码不仅涉及比特流的转换还需要考虑如何保证信号在传输过程中有效传递并抵抗噪声。

数据传输的有效性通过编码提高数据传输的效率。

抗噪声能力选择合适的编码方式可以提高信号的抗干扰能力减少错误率。

同步问题确保发送方和接收方能够正确同步信号的开始和结束。

基带编码Baseband

基带编码是指将原始数字信号直接映射到传输信号上不进行频率变换。

这种方式常用于短距离通信如局域网LAN中。

常见的基带编码技术包括

非归零编码NRZ,

Non-Return-to-Zero信号在高电平表示1低电平表示0且信号持续一段时间不归零。

优点是简单缺点是长时间连续的相同值会导致同步问题。

曼彻斯特编码Manchester

Encoding在每个比特时间内信号由高电平到低电平或由低电平到高电平变化确保每个比特都有一个电平转换用于同步。

虽然提高了同步性但效率较低因为每比特需要两个电平变化。

差分曼彻斯特编码Differential

Encoding比曼彻斯特编码更稳定在每个比特的中间进行电平切换以减少误码率。

极性反转编码Polar

RZ0用负电平表示1用正电平表示并且在每个比特周期的中间返回零电平。

宽带编码Broadband

宽带编码将信号的频谱分配到不同的频段这种方法通常用于长距离传输或无线通信。

常见的宽带编码技术包括

调制Modulation通过将数字信号转换为模拟信号的方式在特定的频率范围内进行传输。

常见的调制技术包括

幅度调制AM,

Multiplexing在多个正交频率信道上同时传输数据可以提高带宽利用率减少信号间的干扰。

它广泛应用于无线通信、Wi-Fi、LTE等技术。