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  • 1.数据通信基本概念 1.消息信息 消息:人类能够感知的描述。例如: 眼睛看到的文字和图像; 耳朵听到声音; 鼻子闻到气味等。...数据:对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合,...

    1. 数据通信基本概念

    1. 消息与信息

    消息:人类能够感知的描述。例如: 眼睛看到的文字和图像; 耳朵听到声音; 鼻子闻到气味等。

    信息: 对事物状态或存在方式的不确定性表述。消息中所包含的有意义的内容, 消息是信息的载体。

    2. 通信

    通信: 在一点精确或近似地再生另一点的信息。

    通信系统: 能够实现通信功能的各种技术、 设备和方法的总体。

    3. 信号

    信号: 在通信系统中, 信息在传输通道中传播的载体。

    4. 数据

     数据:对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合, 通常是数字、文字、 图像等, 也可以是其他抽象的符号。

    5. 信道

    狭义信道: 仅是指信号的传输介质。

    广义信道: 不仅是传输介质, 而且包括通信系统中的一些转化装置。

     

    2. 数据通信系统模型

    数据通信系统的构成:

    1. 信源: 将消息转换为信号的设备;

    2. 发送设备: 将信源产生的信号进行适当变换的装置。 主要包括编码和调制;

    3. 信道: 传输信号的媒介;

    4. 接收设备: 完成发送设备的反变换, 即进行译码和解调;

    5. 信宿: 信号的终点, 将信号转换为供人们识别的消息。

     

    2. 模拟通信和数字通信

    1. 模拟信号: 信号的因变量完全随连续消息的变化而变化的信号。

    自变量: 可以连续的, 可以离散的。

    因变量: 一定连续的。



    2. 数字信号

    自变量: 离散的。

    因变量: 离散的。

     

    3. 数据通信方式

    1. 数据传输方向: 单向通信、 双向交替通信(半双工)和双向同时通信(全双工);

    2. 数据传输时空顺序: 并行通信和串行通信;

    3. 数据同步技术

    异步通信: 发送字符, 不需建立同步时钟, 实现简单, 适用低速网络。

    同步通信: 发送数据块, 双方建立同步时钟, 实现复杂, 适用高速网络。

    4. 数据通信系统的功能

    (1). 信道的利用;

    (2). 接口及信号产生;

    (3). 同步;

    (4). 差错检测与纠正;

    (5). 寻址与路由;

    (6). 网络管理;

    (7). 安全保证。
     

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  • 目录数据通信基础物理介质...能够实现通信功能的各种技术、设备和方法的总体信号:通信系统中,在传输通道中传播的信息的载体数据:对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合信道:信道是以传输介...

    目录

    1. 数据通信基础
    2. 物理介质
    3. 信道与信道容量
    4. 基带传输
    5. 频带传输
    6. 物理层接口规程

    数据通信基础

    关键词概念解析

    消息:人类能够感知的描述

    信息:对事物的存在状态或存在方式的不确定性表述,可度量

    通信:本质是在一点精确或近似地再生另一点的信息

    通信系统:能够实现通信功能的各种技术、设备和方法的总体

    信号:通信系统中,在传输通道中传播的信息的载体

    数据:对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合

    信道:信道是以传输介质为基础的信号通道

    数据通信系统模型

    信源、发送设备、 信道、 接收设备、 信宿、 噪声源

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    数据通信系统模型

    模拟通信:信号的因变量是连续的

    数字通信:信号的因变量是离散的

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    数据通信方式

    • 单向通讯(单工,如广播收音机)、双向交替通信(半双工)和双向同时通信(全双工)
    • 并行通信、串行通信
    • 异步通信、同步通信

    数据通信系统的功能

    1. 信道利用
    2. 接口及信号产生
    3. 同步
    4. 差错检测与纠正
    5. 寻址与路由
    6. 网络管理
    7. 安全保障

    物理介质

    导引型传输介质

    指有物理线的线路

    1. 架空明线:指平行且相互分离或绝缘的空裸线线路,通畅采用铜线或铝线等金属导线
    2. 双绞线:两根相互绝缘的铜线并排绞合在一起,减少相邻导线的电磁干扰
    3. 2.1 屏蔽双绞线:STP,可减小电磁干扰
    4. 2.2 非屏蔽双绞线:UTP,成本较低,比较常见
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    1. 同轴电缆:抗电磁干扰性能好,但传输率低,线体较粗,布线不太方便。如:有线电视线
    2. 光纤:利用光的全反射原理,通信容量大、距离远、抗电磁干扰性能好、保密性好
    3. 4.1 多模光纤:反射传输
    4. 4.2 单模光线:直线传输,性能更好

    非导引型传输介质

    指无线传输

    1. 地波传输:低频信号,沿地球表面传播
    2. 天波传输:较高频信号,利用电离层的反射传播
    3. 视线传输:高频信号,点对点直线传播,中继传输

    信道与信道容量

    信道分类与模型

    狭义信道:信号传输介质

    广义信道:信号传输介质和通信系统的一些变换装置

    1. 调制信道:信号从调制器的输出端到解调器的输入端经过的部分
    2. 编码信道:数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分
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    信道传输特性

    1. 恒参信道:各种有线信道和部分无线信道,传输特性变化小、缓慢,肉:微波视线传播链路和卫星链路等
    2. 随参信道:传输特性随时间随机快速变化

    信道容量

    信道容量是指信道无差错传输信息的平均信息速率

    连续信道容量:

    理想无噪声信道的信道容量,奈奎斯特公式:

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    有噪声连续信道容量,香农公式:

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    基带传输

    模拟基带信号:模拟信源发出的原始电信号

    数字基带信号:数字信源发出的基带信号(模拟基带信号可通过信源编码转换为数字基带信号)

    基带传输:直接在信道中传送基带信号

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    数字基带传输编码

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    5e23bcb497668eedb0d40102a42d6534.png

    基带传输码型

    1. AMI(信号交替反转码)
    2. 双相码(曼彻斯特码,1-正到负,0-负到正)、差分双相码(1-起始跳变,0-起始无跳变,中间均要跳变)
    3. 米勒码
    4. CMI码
    5. nBmB码
    6. nBmT码

    频带传输

    1. 数字调制:利用数字基带信号控制载波信号的某些特征参量,使载波信号的这些参量的变化反应数字基带信号的信息,进而将数字基带信号变换为数字通带信号的过程
    2. 键控法:利用两种不同幅值、频率或相位分辨尔表示0或1

    频带传输中的三种调制方式

    二进制数字调制:

    二进制幅移键控:载波信号幅值随基带信号变化

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    二进制频移键控:随机带信号变化而选择不同频率载波信号

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    二进制相移键控:载波信号相位随基带信号变化

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    二进制差分相移键控:基带信号控制相邻码元载波相对相位是否变化,1-相对相位改变,0-相对相位不变

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    物理层接口规程

    物理层接口的四大特征:机械特性、电器特性、功能特性以及规程特性

    物理层接口规范定义DTE(数据终端设备,如电脑或路由器等数据处理设备)DCE(数据电路端接设备,如调制解调器等信号转换设备)的接口特性

    机械特性:通信实体间硬件连接接口的机械特点

    电器特性:在物理连接上,导线的电气连接及有关电路特征

    功能特性:物理接口各条信号线的用途

    规程特性:通信协议,指明利用接口传输比特流的全过程,以及各项用于传输事件发生的合法顺序


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    目录

    1. 数据通信基础
    2. 物理介质
    3. 信道与信道容量
    4. 基带传输
    5. 频带传输
    6. 物理层接口规程

    数据通信基础

    关键词概念解析

    消息:人类能够感知的描述

    信息:对事物的存在状态或存在方式的不确定性表述,可度量

    通信:本质是在一点精确或近似地再生另一点的信息

    通信系统:能够实现通信功能的各种技术、设备和方法的总体

    信号:通信系统中,在传输通道中传播的信息的载体

    数据:对客观事物的性质状态以及相互关系等进行记载的符号及其组合

    信道:信道是以传输介质为基础的信号通道

    数据通信系统模型

    信源、发送设备、 信道、 接收设备、 信宿、 噪声源

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    数据通信系统模型

    模拟通信:信号的因变量是连续的

    数字通信:信号的因变量是离散的

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    数据通信方式

    • 单向通讯(单工,如广播收音机)、双向交替通信(半双工)和双向同时通信(全双工)
    • 并行通信、串行通信
    • 异步通信、同步通信

    数据通信系统的功能

    1. 信道利用
    2. 接口及信号产生
    3. 同步
    4. 差错检测与纠正
    5. 寻址与路由
    6. 网络管理
    7. 安全保障

    物理介质

    导引型传输介质

    指有物理线的线路

    1. 架空明线:指平行且相互分离或绝缘的空裸线线路,通畅采用铜线或铝线等金属导线
    2. 双绞线:两根相互绝缘的铜线并排绞合在一起,减少相邻导线的电磁干扰
    3. 2.1 屏蔽双绞线:STP,可减小电磁干扰
    4. 2.2 非屏蔽双绞线:UTP,成本较低,比较常见
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    1. 同轴电缆:抗电磁干扰性能好,但传输率低,线体较粗,布线不太方便。如:有线电视线
    2. 光纤:利用光的全反射原理,通信容量大、距离远、抗电磁干扰性能好、保密性好
    3. 4.1 多模光纤:反射传输
    4. 4.2 单模光线:直线传输,性能更好

    非导引型传输介质

    指无线传输

    1. 地波传输:低频信号,沿地球表面传播
    2. 天波传输:较高频信号,利用电离层的反射传播
    3. 视线传输:高频信号,点对点直线传播,中继传输

    信道与信道容量

    信道分类与模型

    狭义信道:信号传输介质

    广义信道:信号传输介质和通信系统的一些变换装置

    1. 调制信道:信号从调制器的输出端到解调器的输入端经过的部分
    2. 编码信道:数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分
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    信道传输特性

    1. 恒参信道:各种有线信道和部分无线信道,传输特性变化小、缓慢,肉:微波视线传播链路和卫星链路等
    2. 随参信道:传输特性随时间随机快速变化

    信道容量

    信道容量是指信道无差错传输信息的平均信息速率

    连续信道容量:

    理想无噪声信道的信道容量,奈奎斯特公式:

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    有噪声连续信道容量,香农公式:

    90a16d1d73df7eb6ed61b0f0e56932c3.png

    基带传输

    模拟基带信号:模拟信源发出的原始电信号

    数字基带信号:数字信源发出的基带信号(模拟基带信号可通过信源编码转换为数字基带信号)

    基带传输:直接在信道中传送基带信号

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    数字基带传输编码

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    基带传输码型

    1. AMI(信号交替反转码)
    2. 双相码(曼彻斯特码,1-正到负,0-负到正)、差分双相码(1-起始跳变,0-起始无跳变,中间均要跳变)
    3. 米勒码
    4. CMI码
    5. nBmB码
    6. nBmT码

    频带传输

    1. 数字调制:利用数字基带信号控制载波信号的某些特征参量,使载波信号的这些参量的变化反应数字基带信号的信息,进而将数字基带信号变换为数字通带信号的过程
    2. 键控法:利用两种不同幅值、频率或相位分辨尔表示0或1

    频带传输中的三种调制方式

    二进制数字调制:

    二进制幅移键控:载波信号幅值随基带信号变化

    9b8c130a2601774f5dc06875be661569.png

    二进制频移键控:随机带信号变化而选择不同频率载波信号

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    二进制相移键控:载波信号相位随基带信号变化

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    二进制差分相移键控:基带信号控制相邻码元载波相对相位是否变化,1-相对相位改变,0-相对相位不变

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    物理层接口规程

    物理层接口的四大特征:机械特性、电器特性、功能特性以及规程特性

    物理层接口规范定义DTE(数据终端设备,如电脑或路由器等数据处理设备)DCE(数据电路端接设备,如调制解调器等信号转换设备)的接口特性

    机械特性:通信实体间硬件连接接口的机械特点

    电器特性:在物理连接上,导线的电气连接及有关电路特征

    功能特性:物理接口各条信号线的用途

    规程特性:通信协议,指明利用接口传输比特流的全过程,以及各项用于传输事件发生的合法顺序


    本篇到此完结,计算机网络知识 系列文章已全部发布!

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