物理层（三）

TCP/IP 系列文章

网络基础知识（一）
TCP/IP基础知识（二）
物理层（三）
数据链路层（四）
IP 协议（五）
IP 协议相关技术（六）
TCP与UDP（七）

数据通信系统模型

数据通信的模型，是信息从信源（源点、发送器）通过传输系统传达到信宿（接收器，终点）。具体模型如下图所示：

数据通信系统模型

关于信号

信号分为模拟信号和数字信号，模拟信号是连续的，数字信号是离散的，远距离传递时由于衰减的作用数字信号保真性要强于模拟信号。

关于信道

信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体，一般有三种形式：单工通信（单向通信信道）、半双工通信（双向交替通信，可以实现双向通信，但是不能同时进行）和全双工通信。

信道复用技术可以分为频分复用，时分复用和统计时分复用，频分复用是不用的用户通信占用信道的不同带宽（频率），时分复用则是不同的用户占用信道的不用时间，统计时分复用则是针对时分复用的低效率的改进。

频分复用(a)和时分复用(b) 统计时分复用原理图

关于传输介质

传输介质可以分为导向和非导向，无线即为非导向。

解调器

模型中之所以有调制解调器，是因为信源发出的基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量，为了解决这一问题，需要调制去调频、调幅和调相。

码元传输速率

对于数字信号的波形形式来说，每个波形称为一个码元。一般来说，码元的传输速率越高，信号传输的距离越远，噪声干扰越到，传输媒体质量越差，则接收端的波形的失真就越严重。为了避免码间串扰，Nyquist在1924年推导出了著名的奈式准则，其最重要的结论就是在任何信道中，码元传输的速率是由上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰问题，是接收端对码元的识别称为不可能。

信道极限传输速率

信道的极限传输速率 C = W log2(1 + S/N)，其中 W 是信道的带宽，S 为信道内所传信号的平均功率，N 为信道内部的搞死噪声功率 。该公式表明，信噪比越大，信息的极限传输速率越高。当 W 和信噪比达到一定值时，如果想再给提高信息传输率，就只有设计编码，比如分别表示1010的不同组合，从而实现信息传输速率的增加。