通信基础
基本概念
- 数据 传送消息的实体
- 信号 数据的电气或者电磁表现，数据在传输过程中的存在形式
- 模拟 analog 连续变化的
- 数字 digital 取值仅为有限个离散的值
- 串行传输 1bit1bit按时间传输
- 并行传输 若干bit通过多条信道传输
- 码元 固定时长的信号波形（数字脉冲）表示一个k进制数字，代表不同离散数值，数字通信中数字信号的计量单位。1码元可以携带多个bit数据。
- 信源 产生和发送数据的源头，通过变换器转换数据变成适合在信道上传输的信号
- 信宿 接收数据的终点，反变换器将信道上的数据变为原始数据
- 信道 信号传输媒介，不等同于电路，可看作为一个逻辑部件，可分为模拟信道和数字信道，无线信道和有线信道
- 噪声 对信号的干扰
- 基带信号 将数字信号分为1，0直接用两种不同电压表示，送到数字信道上传输，称为基带传输
- 宽带信号 将基带信号调制后形成频分复用的模拟信号，送到模拟信道上传输，称为宽带传输
- 单向通信 一个方向通信，不用反方向
- 半双工通信 双方都是发送方和接收方，但不能同时收发
- 全双工通信 能同时收发
- 速率 数据率，数据传输速率，单位时间内传输的数据量
- 码元传输速率 波特率，单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（脉冲个数或者信号变化次数）
- 信息传输速率 信息速率 比特率 单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数
- 带宽 原指信号具有的频带宽度多少Hz道多少Hz，实际网络中带宽与数据率数字上存在互换关系，常用最高数据率表示带宽，b/s
奈奎斯特（Nyquist）定理
又称奈氏准则，规定
在理想情况下（无噪声，带宽有限）的信道中，为避免码间串扰，极限码元传输速率为波特，为理想低通信道带块，表示每个码元离散电平的数目
理想低通信道下的极限数据传输速率=2Wlog_2V
香农（Shannon）定理
给出宽带受限且有高斯白噪声干扰的信道极限数据传输速率，规定
为信道带宽，为信道传输信号的平均功率，为信道内部高斯噪声功率，为信噪比，信噪比=dB
信道的极限数据传输速率=Wlog_2{(1+\frac{S}{N})}
编码与调制
数据转模拟信号叫调制，数据转数字信号叫编码
- 数字数据编码为数字信号
归零RZ编码，非归零NRZ编码，方向非归零NRZI编码，曼切斯特编码，差分曼切斯特编码，4B/5B编码
- 数字数据调制为模拟信号
幅移键控ASK，频移键控FSK，相移键控PSK，正交振幅调制QAM（将ASK和PSK结合)
- 模拟数据编码为数字信号
- 采样定理 通信领域，带宽为最高频率与最低频率之差，将模拟信号转为数字喜好，采样频率要大于原始信号的最大频率的两倍，才能保证采样后的数字信号完整保留原始模拟信息
- 采样 对信号进行周期性扫描，把时间上连续信号变为时间上离散信号。
- 量化 把采样获得的电平幅值按一定标准数字化并且取整。
- 编码 把量化结果转换成与之对应的二进制编码。
- 模拟数据调制为模拟信号
电话机的传输，为实现有效传输，需要较高的频率
电路交换
传输前建立一条独占的占用的物理通信路径
报文交换
交换单位是报文，无需建立连接，动态分配路线，要经历存储转发，对报文大小没限制
分组交换
限制了分组大小
传输介质
双绞线
两根，一定规则并排绞合（抗电磁干扰），相互绝缘的铜导线，可以再加一层屏蔽层STP
同轴电缆
有内导体，绝缘体，网状编制屏蔽层，塑料外壳工筹，50Ω用于传基带信号局域网用的多，70Ω用于传宽带信号多用于有线电视，抗干扰比较好
光纤
光脉冲，利用光的全反射，多个角度射入为多模光纤，适用于近距离传输。单模光纤，不会多次反射，长距离，高成本。
无线传输介质
无线电波，微波，红外线，激光
特性
- 机械特效 接线器尺寸形状，引脚数目排列什么的
- 电气特性 各种电缆的电压范围
- 功能特性 各种电压表示的意义
- 过程特性 规程特性 不同功能的各种可能时间的出现顺序