2.1數據通信的基本概念
模擬數據取連續值,而數字數據取離散值。
如果信源產生的事模擬數據並以模擬信道傳輸,則叫模擬通信;如果信源發出的是模擬數據而以電子信號的形式傳輸,那麼這種通信方式叫數字通信。如果信源發出的事數字數據,同樣也是也有兩種傳輸方式,但是都叫數據通信。數據通信是指信源和心宿中數據的形式是數字的。
2.2信道特性
信道帶寬W=f2-f1
尼奎斯特定理:B=2W(Baud)
備註:有限帶寬無噪聲信道的極限波特率;一個數字脈衝=碼元、碼元速率=波特率(單位Baud);信道帶寬爲W。
碼元攜帶的信息由碼元取的離散值個數決定。一個碼元攜帶的信息量n(位)與碼元的種類數有如下關係n=log2N(N=2n)
單位時間內在信道上傳送的信息量(位數)稱爲數據速率。
R=Blog2N=2Wlog2N(b/s)
備註:R表示數據速率,單位是每秒位 b/s、bps
香農定理:C=Wlog2(1+S/N)
備註:W爲信道帶寬、S爲信號的平均功率、N爲噪聲平均功率、S/N叫做信噪比。
分貝與信噪比的關係:dB=10log10S/N
誤碼率用誤碼率來表示傳輸二進制位時出現差錯的概率。
PC=(NC(出錯位數))/(N(傳送的總位數))
備註:誤碼率一般要求低於10-6
信道延遲
2.3傳輸介質
雙絞線:適用於短距離傳輸,距離過長就要加中繼器。雙絞線分爲屏蔽雙絞線(STP)和無屏蔽雙絞線(UTP)。
同軸電纜:芯線爲銅質導線,外包一層絕緣材料,再外面是由細銅絲組成的網狀外導體,最外面再加一層絕緣塑料保護層。具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。
同軸電纜分兩種:一種是特性阻抗爲50歐用於傳輸數字信號;一種是特性阻抗爲75歐的CATV電纜,用於傳輸模擬信號也叫寬帶電纜網絡。
寬帶系統和基帶系統的主要區別是模擬信號經過放大器後只能單向傳輸。
分裂和雙纜配置是爲了解決模擬信號經放大器後只能單向傳輸。
光纜:分爲多模光纖和淡漠光纖。
無線信道:包括微波、紅外和短波通信。
2.4數據編碼
單極性碼:只用正的或者負的電壓表示數據。單極性碼的抗噪性不不是很好。
極性碼:分別用正負電壓表示二進制數“0”“1”,抗干擾性好。
雙極性碼:
歸零碼:碼元中間的信號迴歸到零電平,因此任意兩個碼元之間被零電平隔開。這種編碼有更好的噪聲抑制特性。
雙相碼:
不歸零碼:
曼徹斯特編碼:是一種雙相碼。用高電平到低電平的轉換邊表示“0”,而用低電平到高電平的轉換邊表示“1”
查分曼徹斯特編碼:有電平轉換表示“0”,無電平轉換表示“1”,用在令牌網中。
多電平編碼:
4B/5B編碼
2.5數字調製技術
用數字數據調製模擬信號叫做數字調製。
幅度鍵控(ASK)
頻移鍵控(FSK)
相移鍵控(PSK)
正交幅度調製
2.6脈衝編碼調製
用編碼解碼器把模擬數據變換爲數字信號的過程叫模擬數據的數字化。常用的數字化技術就是脈衝編碼調製技術PCM,簡稱脈碼調製。
取樣—量化—編碼
2.7擴頻通信
頻率跳動擴頻、直接序列擴頻
2.8通信方式和交換方式
數據通信方式通信放行:單工通信、半雙工通信和全雙工。
同步方式 異步傳輸和同步傳輸。
交換方式 電路交換、報文交換和分組交換。
電路交換:把發送方和接收方用一系列鏈路直接連通。特點:建立連接需要等待較長時間,交換方式適合於傳輸大量數據,傳輸少量信息時效率不高。
報文交換:存儲—轉發 優點:不建立專用鏈路,線路是共享的,線路利用率較高。
分組交換:所有分組在網絡中傳輸有數據報和虛電路。
2.9多路複用技術
頻分多路複用:是在一條傳輸介質上使用多個頻率不用的模擬載波信號進行多路傳輸,這些載波可以警醒任何方式的調製。多用在無線電廣播系統中。
時分多路複用TDM:要求各個子通道按時間片輪流地佔用整個帶寬。
波分多路複用WDM:使用在光纖通信中,不同的子信道用不同波長的廣播承載,多了複用信道同時傳送所有子信道的波長。
麻煩多路複用CDMA:也叫碼分多址,是一種擴頻多址數字通信技術,通過獨特的代碼序列建立信道。
數字傳輸系統:
同步數字系列:
2.10差錯控制:出現的差錯分爲兩類:一類是由熱噪聲引起的隨機錯誤;另一類是衝擊噪聲引起的突發錯誤。
檢錯碼:就笑言;檢查和
海明碼:
循環冗餘校驗碼:其中任一有效碼字經過循環移位後得到的碼子仍然是有效碼字,不論是右移還是左移,也不論移多少位。