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一、数据通信概念:
- 信源:
- 信道:
- 信宿:
- 数字信号:
- 模拟信号:
- 模拟通信:
- 数字通信(信道中传输):
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二、数据通信计算:
- 模拟信道带宽计算:W = f2 - f1 其中f1是低频,f2是高频
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- 数字信号带宽计算:奈奎斯特定理(无噪声)
- W:带宽,奈奎斯特定理:B = 2W(B:码元速率、波特率)。
- 信息量n(位)与码元种类N:n = log2(N)
- 数据速率:R = Blog2(N) = 2Wlog2(N)
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- 数字信道带宽计算:香农定理(无噪声)
- 香农定理:C = Wlog2(1 + S/N)
- 其中,C为数据率,W为信道带宽,S为信号的平均功率,S/N为信噪比(一般使用分贝dB表示)
- 分贝数和信噪比关系:dB = 10lg(S/N)
计算总结:
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三、常用计算数据:
1.单位换算:
- 通信换算进率:1000,1G = 1000M(单位bit)
- 存储换算进率1024,1G = 1024M(Byte字节)
2.信道延迟:
- 电缆信道延迟200/us(200km/ms,200000km/s)
3.卫星信道延迟:
- 270ms
四、通信传输介质:
1.双绞线:
双绞线分为非屏蔽双绞线UTP;屏蔽双绞线STP。100米可以达到100Mb/s。
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交叉线和直通线:
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2.同轴电缆:
同轴电缆分为粗同轴电缆、细同轴电缆。传送距离长,信号稳定,常用于电视、监控系统、音响设备送音、视频信号。
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3.光纤:
光纤(光缆)分为单模光纤SMF,多模光纤MMP
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无线信道:无线电波、红外光波
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五、数据调制与编码:
1.模拟信道调制:
模拟信道调制分为:调幅ASK、调频FSK、调相PSK、正交调幅QAM
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2.数字信道编码:
数字信道编码分为:采样(2倍)、量化(等级)、编码(二进制)三个步骤
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3.调制技术与码元数:
计算公式:n = log2(N)
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4.级性编码:
极性编码分为单极性、极性、双极性
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5.归零编码:
归零码、不归零码(遇1翻转)、双向码(电平翻转)
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6.曼切斯特编码&差分曼切斯特编码:
- 马切斯特编码:降0升1(降1升0),效率:50%
- 差分曼切斯特编码:折0平1,效率:50%
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7.编码效率:
- 4B/5B效率80%,用于百兆以太网
- 8B/10B效率80%,用于千兆以太网
- 64B/66B效率97%,用于万兆以太网
- 曼切斯特和差分曼切斯特编码效率50%,用于以太网
六、数据通信方式:
数据通信方式分为:单工、半双工、全双工
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数据传输方式:
- 异步传输
- 同步传输
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七、数据交换方式:
1.电路交换:
- 优点:独占性、实时性,适合传输大量数据
- 缺点:需要建立一条物理连接,利用率低。比如早期的电话系统
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2.报文交换:
- 优点:不需要专用通道,线路利用率高,存储转发节点可以校验错误
- 缺点:有通信延迟。比如物流包裹
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3.分组交换:
分组交换分为:数据报和虚电路
- 优点:利用率高、可选路径、数据率转换、支持优先级
- 缺点:时延、开销大。比如邮局寄信。
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4.分组数据报:
单向传输、无连接
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5.分组虚电路:
交互式、逻辑链接
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八、多路复用技术:
1.频分复用FDM:
频分复用技术:不同的频率,子信道隔离频率串扰,如CATV,WIFI
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2.时分复用TDM:
不同时间,轮流占用。分为同步时分T1、E1;统计时分ATM
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3.波分复用WDM:
不同的波长,如光纤
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九、数字传输标准:
1.T1标准:
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2.E1标准:
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3.SONET标准和SDH标准:
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十、数据检验纠错:
1.奇偶校验
奇偶校验:看的是1的个数是奇数还是偶数,这个校验只能检错不能纠错!
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2.海明码:
在数据位后面增加冗余码校验k位,组成信息m+k,则满足m+k<2^k - 1可纠正一位错误。码距
d:也叫海明距离,两个码字之间不同的最小位数(比特位)。
- 可以检测多少错误:<=d-1
- 可以纠正多少错误:<d/2
3.CRC码:
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