第二章  数据通信技术

　　本章介绍了数据通信的一些基本术语和数据传输的原理，及计算机网络中常用的传输介质。重点是掌握数据通信的基本原理及传输介质，理解数据编码及其应用场合。

　　1、数据传输的概念及术语 （识记）

　　传输介质、有线传输介质、无线传输介质、直接连接、点对点形式、多点连接。我觉得这些概念从字面意思就能理解。

　　离散信号、连续信号、周期信号、周期、正弦波、振幅、频率、相位、波长、波长与周期关系；

　　基波、频谱、信号的绝对带宽、有效带宽、直流成分。有高数的傅立叶级数、物理或模电的基础的话，这些概念都小意思，否则建议先学好前序课程的相关内容。

　　数据传输速率和带宽的关系：

　　1、介质的性质将限制能用于传送的带宽；

　　2、数据信号传输速率越高，其有效的带宽越宽；

　　3、传输系统的带宽越宽，该系统能传送的数据传输速率越高；

　　4、如果信号中心频率越高，潜在带宽就越宽且潜在的数据传输速率越高。

　　2、模拟和数字数据传输（领会）

　　数据、信号、信号传递、传输、模拟数据、数字数据、编码、模拟信号、数字信号、模拟传输、数字传输

　　P39表2.3较好的说明了模拟、数字的数据、信号、传输的关系。

　　3、传输损耗（识记）

　　损耗的后果、损耗的类型（衰减、延迟变形、噪声）

　　衰减的三个问题：

　　a、接收到的信号必须有足够的强度。

　　b、信号必须比收到的噪声维持一个更高的电平。解决a、b问题用增加信号强度，设置放大器或中继器。

　　c、在模拟信号传输中，衰减是频率的增量函数。解决c问题是使用技术手段使在某个频带内的频率衰减趋于相等或使用高频放大器将高频放大。

　　延迟变形：中心频率两边的信号速度较低，由于信号中各种成分延迟使得接收到的信号变形的这种效果。这是有线类传输介质独有的现象。

　　四类噪声：

　　a、热噪声：是温度的函数。

　　b、内调制杂音：当不同频率的信号共享同一传输介质的时候，可能导致内调制杂音。这些信号的频率是某两个频率和、差或倍数。

　　c、串扰：信号通路之间产生的不必要的耦合。

　　d、脉冲噪声：是非连续的，在短时间里具有不规则的脉冲或噪声峰值，并且振幅较大。对数字传输影响较大。

　　信道容量：对在给定条件，给定通信路径或信道上的数据传送速度。

　　数据传输速率、带宽、噪声、误码率的关系。

　　信道的更大容量：

　　1）Nyquist定理：

　　是非理想有限带宽无噪声信道的更大数据传输的表达式。

　　2）Shannon定理：

　　第二个等号后面的内容请参考未来通信网计算容量的考虑，这个公式说明S/N是W的函数，随着W的增大，纳入系统的噪声会增加，S/N会下降，W趋于无穷时，C是有极限的。

　　4、有线传输介质（领会）

　　数据传输系统的设计（关心速率和距离）及影响因素：带宽、损耗、干扰、接收器数量。

　　同轴电缆：75欧姆宽带同轴电缆、50欧姆基带同轴电缆（又分粗缆和细缆）、数据传输率可达10Mb/s、用于总线拓扑结构、网络接头（BNC）、50欧姆终端匹配器、细缆更大传输距离925米，粗缆更大距离可达2500米。

　　双绞线电缆：主要用于星形拓扑结构、非屏蔽（UTP）、屏蔽（STP）电缆、传输距离限于100米内。UTP的优点、五种质量类别、STP的安装。

　　光纤：光纤的成分、构成、传输率能达20Gb/s、无中继距离20km、加中继可达上百公里、常用于点到点远距离传输、必须成对出现。

　　5、无线传输介质（识记）

　　天线通过大气和外层空间传输和接收电磁信号。低频信号适合全向传输、高频信号适合定向传输。

　　1）地面微波：要求在“可视线”范围内进行传输，通过微波中继站的串联使用完成远距离远程通信服务。天线100米高时，传输距离约82km，频带的使用权限是严格控制的，频率越高，天线可以越小且更便宜。

　　2）卫星微波：通信卫星是一个微波转播台。卫星从一个频率（上行链路5.93-6.42GHz）接收地面传输来的信号，将其放大或再生后，再从另一个频率（下行链路3.7-4.2GHz）发送到地面站。低于1GHz的频带噪声太多，高于10GHz的频带衰减太严重。具有广播性质，但有1/4秒的传输延迟。

　　3）红外传输：不能贯穿墙壁，没有安全、干扰、频率分配问题。

　　4）不同介质的比较：双绞线（价廉、建筑物内布线）、同轴电缆（价格稍贵，容量大现在新建网络似乎没有用同轴电缆的了吧？）、光纤（费用高、高速及中远距离网络）、无线介质（传输率受限制、费用不低、终端灵活）

　　6、数据编码（识记）

　　数字数据的数字信号编码：不归零制NRZ（无电压是0，有电压是1）、曼彻斯特码（高到低表示1，低到高表示0）、差分曼彻斯特码（有跳变代表0，无跳变代表1起始第一位怎么办？）。后两种也成为归零码。

　　数字数据的调制编码：ASK（调幅）、FSK（调频）、PSK（调相）。

　　模拟数据的数字信号编码

　　采样定理：采样周期要大于模拟信号更高频率的2倍。不明白为什么采样后基波和连续信号的幅值差1/T倍。

　　PCM编码过程：

　　采样：太小不容易满足采样定理，太大增加计算量。

　　量化：把采样所得到的脉冲信号按量级比较，并且“取整”，把脉冲信号转换成数字信号。这是一个分级过程。

　　编码：用以表示采样序列量化后的量化幅度，用一定位数的二进制码表示。如果有N个量化级，就应当有log2N位二进制数码。