解决的问题

如何在传输媒介上传输比特流

• 机械特性

  例如：规定接口形状、大小、引脚数

• 电气特性

  例如：规定电压范围

• 功能特性

  例如：规定-5V表示0，+5V表示1

• 过程特性(规程特性)

  例如：规定连接时各个相关部件的工作步骤

数据通信的基本模型

通讯的最终目的就是传达消息

数据：

• 传送信息的实体

信号：

• 模拟信号(取值连续)
• 数字信号(取值离散)

码元：

• 时间间隔内表示的数据
  • 当时间间隔携带一个二进制数那便是二进制码元。
  • 码元可以携带多个bit，例如：数据以电压为媒介，1V代表1，2V代表10，…，7V代表111。携带了3bit。

信道

通讯方式

• 单工通信（单向通信）
• 半双工通信（双向交替通信）
• 全双工通信（双向同时通信）

通讯信号

• 基带信号（发出的直接表达了要传输信息的信号）

  • 基本频带信息——来自信源的信号

  • 计算机内部采用基带信号，因为短范围内的衰减不大

• 带通信号（把信号频率范围搬到较高频段以便在信道传输）

调制方法

• 调幅（AM）
• 调频（FM）
• 调相（PM）

编码形式

• 单极性不归零码
• 双极性不归零码
• 单极性归零码
• 双极性归零码
• 曼切斯特编码
• 差分曼切斯特编码

奈氏准则

给定了假定理想条件下，为了避免码间串扰，码元传输速率的上限值

香浓公式

C=W log2(1+S/N)

其中：

• C为极限信息传输速率

• W为带宽

• S为信号的平均功率

• N为高斯噪声功率

• S/N为信噪比

可得：

• 可以通过提高宽带的方式提高传输速率

• 可以通过提高信噪比的方式来提高传输速率

• 可以通过降低速率的方式实现无差错传输

传输媒介

导向传输媒介

• 双绞线
  • 无屏蔽双绞线（UTP）
  • 屏蔽双绞线（STP）
• 同轴电缆
  • 50Ω同轴电缆（常用于数字传输）
  • 70Ω同轴电缆（常用于模拟传输）
• 光缆
  • 多模光纤（多用于基带传输）
  • 单模光纤

直通线（常用于不同设备的相连）

例如：

• 主机连接交换机、集线器

• 路由器连接交换机、集线器

交叉线（常用于同类设备相连）

非导向传输媒介

说人话：无线传输

• 短波通信
• 微波通信（主要用于直线传输）
  • 用于地面微波接力通信
  • 用于卫星通讯

集线器

• 扩大网络的传输范围
• 不具备信号定向传送功能
• 是一个大的冲突域（同一时间只能由一个设备发送数据）

信道复用技术

• 频分复用（FDM）
• 时分复用（TDM）
• 波分复用（WDM）

宽带接入技术

• xDSL（用数字技术对现有的模拟电话用户线改造改造）

  采用DMT调制技术（频分复用技术）

  • 40kHz ~1.1MHz 划分多个子信道（每个信道占4kHz）
    • 25个上行信道
    • 249个下行信道

• HFC（光纤同轴混合网，也就是有线电视网络）

• FTTx（光纤到x）