计网——11数据通信基础知识

一. 数据通信技术与物理层

1.数据通信技术

奠定了计算机网络结点之间的分组比特经传输媒体流动的基础

2.网络物理层

定义了计算机系统和通信系统的接口及通信系统所使用的技术标准

二. 通信系统的一般模型

1.通信目的

用电信手段传递报文中的信息

2.通信系统作用

将信息从信源发送到一或多个信宿
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信源:将各种信息转化成原始电信号
发送设备:生成适合在信道中传输的信号
信道:将信号传送到信宿的物理传输媒体
接受设备:从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号
信宿:传送信息的目的地,将电信号还原

三.用交换技术降低网络成本

终端i复合了发送方(信源)和接收方(信宿)的功能
因特网终端是智能的,是端系统或主机
大型通信系统中单一信道演变为复杂的交换网络
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四.奈奎斯特(Nyquist)公式

1. 数字通信优点

抗干扰能力强且噪声不积累、传输差错可控、易处理变换存储、易于集成和易加密处理

2. 单位时间内能够传输多少码元

任何实际的信道所能传输的最大数据传输速率受到奈奎斯特(Nyquist)公式限制:
M为信号状态数量,W为信道带宽
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举例

3kHz带宽电话信道用调制解调器传输数字信号,受奈氏公式限制,最多发送2W=6000个码元
若信号状态数量M=2,最大数据传输速率为6kbps
若M=4,每个码元携带2比特信息,最大容量为12kbps
要提高信道传输速率,必须设法提高每码元携带的比特信息量,即多元制调制

五.香农 (Shannon) 公式问题

是否可以通过不断提高M来增加信道容量呢?
香农公式指出:信道的极限信息传输速率C可表达为
C = W log2(1 + S/N) bps
其中:W为信道带宽(以Hz为单位);S为信道内所传信号的平均功率;N为信道内部的高斯噪声功率

举例

带宽3kHz、信噪比30db(S/N=1000)的电话信道,任何技术都无法突破香农公式理论上传输速率极限值C=3103log2(1+1000) = 30kbps

五.通信方式

单工(simplex)通信:单方向传输报文
半双工(half-duplex)通信:不能同时收和发传输报文
全双工(duplex)通信:同时发送和接收报文
基带信号:直接用两种不同的电压来表示,然后送到线路上去传输
宽带信号:基带信号调制后所形成的频分复用模拟信号