数据通信基础
- 需要掌握的内容：
（1）信道特性。
（2）调制和编码，包括ASK、FSK、PSK、QPSK、采样定理、PCM、编码。
（3）传输技术，包括通信方式（单工/半双工/全双工、串行/并行）、差错控制、同步控制、多路复用。
（4）传输介质，包括有线介质和无线介质。
（5）线路连接设备，包括调制解调器、DSU和DCU。
（6）物理层。
一、 信道特性
- 信号特性
1.模拟信道带宽
模拟信道的带宽。信道带宽W=f2-f1，其中，f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率，两者都是由信道的物理特征所决定的。为了使信号传输中的失真小些，信道有足够的带宽。
2.码元、波特率、数据速率、数字信道带宽
一个数字脉冲称为一个码元，我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T，其单位为波特。码元速率也称波特率。若一无噪声信道的带宽为W，则该信道的极限波特率为B=2W（尼奎斯特定理）。码元携带的信息量n（比特）与码元的种类数N的关系为n=log2N。
单位时间内在信道上传送的信息量（比特数）成为数据速率，其单位为比特。数据速率也称比特率。无噪声的信道的极限数据速率为R=Blog2N=2Wlog2N，其中，W为信道带宽。有噪声的信道的极限数据速率为
- 误码率、信道延迟
误码率表示传输二进制位时出现差错的概率，其计算公式为Pc=Ne/N。其中，Ne为出错的位数，N为传送的总位数。计算机通信一般要求误码率低于10-6 即平均1兆位错1位。
信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要的时间成为信道延迟。网络不同，信道延迟对该网络应用产生的影响也不同。
二、传输介质
- 双绞线
双绞线由粗约1mm的相互绝缘的一对铜导线绞扭在一起组成，对称均匀的绞扭可以减少线对之间的电磁干扰。双绞线大量应用在传统的电话系统中。双绞线分为屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线。
- 同轴电缆
同轴电缆的芯线是铜质导线，外包一层绝缘材料，再外面是由铜丝组成的网状导线，最外面加一层塑料保护膜，具有高带宽和较好的噪声抑制特性。局域网中常用的同轴电缆有两种；一种是特性阻抗为50Ω，用于传输数字信号，叫作基带同轴电缆；另一种是特性阻抗为75Ω的CATV电缆，用于传输模拟信号，叫作宽带同轴电缆。
- 光纤
光纤由能传送光波的超细玻璃纤维制成，外包一层比玻璃折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射，从而不断地向前传播。光纤分为多模光纤和单模光纤两种。在多模光纤中，光以多种模式传播，不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径。在单模光纤中，光在其中无反射地沿直线传播。光纤的优点是具有很高的数据速率、极宽的频带、低误码率和低延迟，而且安全性和保密性好。
- 无线信道
微波通信系统可分为地面微波系统和卫星微波系统。微波通信的频段一般是1~11GHz，具有带宽高、容量大、无线小、便于安装和移动的优点；缺点是容易受到电磁干扰，微波通信相互间也存在干扰，微波信号容易被大气层中的雨雪吸收。另外，在卫星微波系统中，信号时延也比较大。
红外传输系统利用墙壁或屋顶反射红外线，从而形成整个房间内的广播通信系统。其优点是设备相对便宜，带宽高；缺点是传输距离有限，且易受室内空气状态的影响。
无线电短波通信使用甚高频和超高频的电视广播频段。其优点是通信设备比较便宜，便于移动，没有方向性；缺点是容易受到电磁干扰和地形地貌的影响，而且带宽比微波通信小。
