数据通信基础

主要记录计算机网络(人民邮电出版社)第二章数据通信技术基础知识

总览

数据通信

数据通信基础

数据通信模型

数据通信模型

数据通信系统的组成：
DTE（Data Terminal Equipment）：数据终端设备。主机、终端、通信控制机或其他发送接收设备
DCE（ Data Circuit- terminating Equipment ）：与传输介质直接相连的设备。MODEM
DTE/DCE接口：指DTE和DCE之间如何有效的物理连接起来，实现它们之间传输信息的同步。输出输入电路、连接器和电缆
传输线路：双绞线、光纤、同轴电缆、无线通信等

信号与通信

信号是数据的表示形式，或称数据的电磁或电子编码。它使数据能以适当的形式在介质上传输
模拟信号是指电信号的参量是连续取值的。模拟信号的特点是幅度连续。常见的模拟信号有电话、传真和电视信号等。
数字信号的特点是幅度被限制在有限个数值之内，是离散的。常见的数字信号为电报符号、数字数据等。
信道是指信号传输的媒体及转换器
通信系统的有效性是指消息传输的效率和消息传输速率

主要性能指标

傅里叶分析

$$
\begin{eqnarray}
g(t)&=&\frac{1}{2}c+\sum_{n=1}^{\infty}a_nsin(2\pi nft)+\sum_{n=1}^{\infty}b_n cos(2\pi nft) \
a_n&=&\frac{2}{T}\int_{0}^{T}g(t)sin(2\pi nft)dt \
b_n&=&\frac{2}{T}\int_{0}^{T}g(t)cos(2\pi nft)dt \
c&=&\frac{2}{T}\int_{0}^{T}g(t)dt
\end{eqnarray}
$$

数据传输速率

$$
S=\frac{1}{T}log_2N
$$

信号传输速率

$$
\begin{eqnarray}
B&=&\frac{1}{T} (Baud)\
S&=&B\bullet log_2N
\end{eqnarray}
$$

信道容量

$$
\begin{eqnarray}
无噪声 \
B&=&2\bullet H (Baud) \
C&=&2\bullet H\bullet log_2N \
C&=&H\times log_2(1+\frac{S}{N})

\end{eqnarray}
$$

误码率

$$
Pe=\frac{Ne}{N}
$$

数据编码技术

编码

不归零制编码的编码密度最高，接收端一次采样可得到一个bit ，即波特率等于比特率，但不能携带时钟
曼切斯特编码的编码密度最低，接收端二次采样才可得到一个bit ，即波特率是比特率的两倍，但每个bit中都有信号跳变，即携带了时钟
差方曼切斯特编码与曼切斯特编码基本相同
4B/5B编码的编码密度略低于不归零制编码，但高于曼切斯特编码，即波特率是比特率的1.25倍，然而在接收端能提取时钟

采样定理：如果在规定的时间间隔内，以有效信号f(t)最高频率的二倍或二倍以上的速率对该信号进行采样，则这些采样值中包含了全部原始信号信息

交换技术

QQ截图20170620232345

传输介质

双绞线的特点

其频率范围对于传输数据和语音都适用（现在5类非屏蔽双绞线的传输频率上限可以达到100MHZ以上 ）
所以模拟传输（宽带信号）/数字传输（基带信号）均可使用
单位价格最低，但每根只能连接一站点，线路总费用增加
抗高频干扰能力较差
使用双绞线需在传输速率和传输距离之间作出选择