2.3 了解信道复用技术（教学设计）-高一《计算机网络技术基础》同步精品课堂（电子工业出版社）

项目二 任务3 了解信道复用技术 一、教学目标 1.技能目标 掌握带宽、信道容量的重要概念。 2.知识目标 （1）理解频分复用、时分复用、波分复用技术的原理。 （2）掌握时分复用、波分复用相似的地方。 3.素养目标 （1）激发学生对专业技能学习的兴趣。 （2）培养学生自主学习能力以及对知识的归纳总结能力。 二、重点难点 1.重点：（1）掌握信道带宽、信道容量、基带信号、频带信号等概念的要点； （2）理解频分复用、时分复用、波分复用的原理。 2.难点：掌握不同信道复用技术的特点。 三、教学时间 本任务教学，课内计划1课时。 4、 教学过程 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 1.声带振动发声。 人们发声是通过声带振动引起的。 声带是一个非常重要的系统器官，其主要功能是发声，再结合口鼻的配合发出个人独特的声音。 2.歌唱家的声带振动 男子声带振动频率为82~392Hz时，称为男低音:男子声带振动频率为123~493Hz时，称为男中音;男子声带振动频率为164~698Hz 时，称为男高音。 声带频率值越低，听起来越低沉；频率值越高，听起来越尖锐。 观察、讨论、思考 激发学生的学习兴趣，思考声带振动发声的原理。 讲授新课 1、 振动 一个振动具有频率、振幅或相位的属性。 频率表示振动的快慢，单位为“Hz”。 对振动的频率、振幅或相位进行变更的过程，称为调制。 2、 基本概念 信道带宽，指信道可以不失真地传输信号的频率范围，即最低频率与最高频率之差，或者说是频带的宽度，单位为“Hz”或“MHz”。 信道带宽由传输介质、接口部件、传输信息的特性等因素决定。 例如，超5类双绞线电缆信道- -般提供100MHz的最大带宽，但在特殊设备的支持下，可提供1000MHz的最大带宽。 例如，某介质的信道允许频率为1.5~15kHz,其信道带宽就是13.5kHz,不考虑衰减、时延、噪声等的影响，则它对信号的影响如表所示。 超出信道允许频率的信号会失真。 信道容量，指在单位时间内信道中可以传输的最大码元数。单位用码元速率(波特率)来表示。 在数字通信中，在一个时间间隔内表示的脉冲波形称为码元。码元是承载信息的信号单位。 有时，信道容量表示在单位时间内可传输的二进制位数，单位用“b/s" 表示。 信道容量与信道带宽具有正比关系，即信道带宽越大，信道容量越大。 在数据通信中，直接产生且未经调制的数字矩形脉冲信号称为基带信号。 基带信号的固有频率范围称为基本频带，简称基带。 基带信号是没有经过调制的，因此频率较低、易衰减、传输距离近。 在信道上直接传送基带信号的传输方式称为基带传输，也称为数字传输。 频带信号，即指由基带信号调制而成的便于在模拟信道中传输、具有较高频率、较低频率范围的信号。 在信道中传输频带信号的传输方式就是频带传输。 例如，电话模拟信道传输、闭路电视信号传输就是频带传输。 在拨号上网过程中，调制解调器和主机之间是基带传输，而两台调制解调器之间是频带传输。 3、 信道复用技术 在闭路电视系统中，CCTV-1~5 所用的频率如图。在家庭闭路电视线用分路器上并接5台电视机，能够使每台电视机独立观看一套CCTV的节目吗? 能，因为有线电视的传输介质为同轴电缆线，其频率最高可达1GHz，大大超过了各套节目使用的频率范围。可以采用技术使5套甚至更多套节目同时在电缆上传送。就好比是一条双向6车道的高速公路，双向允许6台车在各自车道上以不相同的速度并排奔驰!这种技术用在数据通信领域中被称为“信道复用”。 这种信道复用的对象是频带信号，在网络中必须有多路复用器。 交流分析 4、 信道复用技术分类 信道复用又可以分为频分多路复用、 时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用等多种，今天我们学习前三种。 频分多路复用就是将宽频带的信道分割成若千个较小频带的子信道，每个子信道供一个用户使用，这样就可以在一个信道上同时传送不同频率的信号。 频分多路复用是模拟通信中常采用的一种复用方式，历史上，电话网络曾使用频分多路复用技术在单个物理信道(模拟信道)上传输若干条语音。 收看多套有线电视节目时，在电话线上采用非对称数字用户线路宽带上网也是频分复用的典型例子。 时分多路复用就是将一条物理信道的传输时间分成若干个时间片，把这些时间片轮流分给多个信号源使用，每个时间片被复用的一路信号占用。这样，当多路信号准备传输时，一个信道就能在不同的时间片上传输多路信号，并在传输时占用全部信道带宽。在数据通信和计算机网络通信中，主要采用了时分多路复用。 某一时刻某一个时间片中，信道中只有一个信号源在使用，但又没有传输完毕，就像餐厅上菜 一样。餐厅来了3桌客人，点的菜式、数量各不相同。为了