数据通信模型
通信的目的是传送信息。
- 数据：传送信息的实体，通常是有意义的符号序列
- 信号：数据地电气/电磁的表现，是数据在传输过程中的存在形式
- 数字信号：离散
- 模拟信号：连续
- 信源：产生和发送数据的源头
- 信宿：接受数据的终点
- 信道：信号的传输媒介(往往包含一条发送信道和接受信道)
三种通信方式
- 单工：只有一个方向，仅需要一条信道
- 半双工：通信双方都可以发送或接受信息，但任何一方都不能同时发送和接受，需要两条信道
-
两种数据传输方式
串行传输：速度慢，费用低，适合远距离
- 并行传输：速度快，费用高，适合近距离(常用于计算机内部数据传输)
码元、波特、速率、带宽
码元
指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同的离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量代码。这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。当码元的离散状态有M个时(大于2),此时码元为M进制码元。
1码元可以携带多个比特的信息量。(使用二进制编码时，只有两种不同的码元)
速率
速率也叫数据率，是指数据的传输速率，表示单位时间内的传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示
- 码元传输速率：单位时间内数字通信系统所传输的码元个数(码元/s)
信息传输速率：单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数(比特数/s)
波特
码元/s (码元传输速率)，一波特表示数字通信系统每秒传输一个码元
带宽
奈氏准则、香农定理
失真
影响失真程度的因素：
码元传输速率 (频率不可过高或过低)
- 信号传输距离
- 噪声干扰
- 传输媒体质量
码间串扰：接收端收到的信号波形失去了码元间清晰界限的现象
奈氏准则
在理想低通条件(无噪声，带宽受限)下,为了避免码间串扰，极限码元传输速率为2W Baud，W是信号带宽，单位是HZ
- 任何信道中，码元传输的速率有上限。若传输速率超过此上线，就会出现严重的码间串扰问题
- 信号的频带越宽，就可以用更高的速率进行码元的有效传输
- 奈氏准则给出了码元传输速率的限制，并没有对信息传输速率给出限制
- 由于码元的传输速率受奈氏准则的制约，所以要提高数据的传输速率，就必须设法使每个码元能携带更多个比特的信息量。
香农定理
噪声存在于所有的电子设备和通信信道中。由于噪声随机产生，它的瞬时值有时会很大，因此噪声会使接收端对码元的判决产生错误。但噪声使相对的，若信号较强，那么噪声的影响相对较小。因此，信噪比就很重要
信噪比 = 信号的平均功率/噪声的平均功率 S/N
香农定理：在带宽受限且有噪声的信道中，为了不产生误差，信息的数据传输速率有上限值。（Wlog2(1+S/N) (b/s)）
- 信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高
- 对一定的传输带宽和一定的信噪比，信息传输速率的上限就确定了
- 只要信息的传输速率低于信道的极限传输速率，就一定能找到某种方法实现无差错传输
- 香农定理得出的使极限速率，实际能达到的传输速率要低不少。
编码和调制
基带信号和宽带信号
基带信号：将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，在送到数字信道上去传输。急待信号就是发出的直接表达了要传输的信息的信号，比如我们说话的声波就是基带信号
宽带信号：将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号，再传送到模拟信道上去传输。(比如广播)在传输距离较近时，使用基带传输，较远时，使用宽带信号
编码与调制
数据 - > 数字信号 编码
数据 - > 模拟信号 调制
物理层传输介质
传输介质也称传输媒体/传输媒介，它就是数据传输系统中在发送设备和接收设备之间的物理通路。
传输媒体并不是物理层。传输媒体在物理层的下面。
传输媒体并不知道所传输的信号表达的什么
- 导向性传输介质：电磁波被导向沿着固体媒介传输： 双绞线，同轴电缆，光纤
- 非导向性质传输介质：自由空间：无线电波，微波，红外线/激光
物理层设备
中继器
对信号进行再生和还原，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同，以增加信号传输的距离，延长网络的长度。
中继器的两端：两端的网络部份时网段，而不是子网，适用于完全相同的两类网络的互联，且两个网段速率要相同。两端的网段一定要同一个协议。它只能在规定的范围内进行，否则会网络故障
集线器(多口中继器)
再生，放大信号
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