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第二章数据通信基础 §2 数据通信基础 §2-1 数据通信的基本概念 模拟信号和数字信号 数字信号通过实际的信道 波形再生 信道 数据通信模型 §2-2 数据通信的分类 并行传输与串行传输 同步传输和异步传输 同步传输 同步传输 异步传输 异步传输 传输方式 单工通信、半双工通信和全双工通信 模拟传输和数字传输 模拟传输和数字传输 基带传输和频带传输 §2-3 带宽与传输速率 时域概念 频域概念 傅立叶级数 三个频率成分的信号 对称方波的频谱分析 数字信号的频谱分析 数字信号及其频谱 数字信号的频谱分析 波特率 比特率 误码率 四个彼此相关的概念 信道容量 奈奎斯特定理 奈奎斯特定理 Nyquist 公式：用于理想低通信道 Shannel公式：高斯噪声干扰信道 香农公式 示例 §2-4 传输介质 双绞线 绞合技术 双绞线的分类 非屏蔽双绞线UTP 屏蔽双绞线STP 综合布线使用的双绞线 同轴电缆 同轴电缆的类型 同轴电缆的用途 基带同轴电缆 BNC连接器 光缆 光纤信道 多模光纤和单模光纤 多模光纤和单模光纤 多模光纤和单模光纤 光纤的结构 光纤的结构 光纤的材料 光纤的分类 光纤纤芯折射率分布的分类 光缆的结构 光缆的结构 中心束管式多芯光缆的剖面结构示意 实际使用的光缆分类 光纤的物理特性 光纤的使用 光纤通信的优点 常见光纤接头 网络连接介质 无线信道 无线电技术 无线电波段划分（部分） 无线电 微波技术 地面微波系统 地面微波中继 卫星通信 地球同步卫星 红外线技术和激光技术 移动通信手段 常用无线技术 主要传输介质的比较 主要传输介质的比较 通信介质的选择 §2-5 数据交换技术 电路交换 报文交换 分组交换 §2-6 多路复用技术 复用技术 频分复用 频分复用 时分复用 时分复用 统计时分复用 STDM 波分复用：FDM的变形 波分复用 FDM和TDM的比较 多址技术 频分多址 时分多址 码分多址 直扩码分多址 跳频码分多址 空分多址 内容回顾 休息 A2 A1 A3 原始信号 D2 D1 D3 数字化信号 MUX 复用后数据 时隙 1 2 3 4 D3 D2 D1 用户 A B C D a b c d t t t t t 3 个 STDM 帧 #1 ④ ③ ② ① a c b a b b c a c d #2 #3 统计时分复用 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 7 0 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 ? 2.5 Gb/s 1310 nm 20 Gb/s 复 用 器 分 用 器 EDFA 120 km 光调制器 光解调器 波分复用就是光的频分复用。 F2 F1 F3 光谱 F1 F2 F3 共享光纤的光谱 ? 光纤2 光纤3 光纤1 共享光纤 ? ? ? 采用无源设备，更可靠 棱柱/衍射光栅 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成； 加强元件：通常用金属丝或非金属纤维组成，分布在光缆的中心或四周。用于增强光缆敷设时可承受的负荷。 护层：一般可分为内护层和外包层，内护层由聚乙烯或聚氯乙烯等组成，外包层可根据敷设安装条件而定，通常要求用由铝带和聚乙稀组成的外护套加钢丝或钢带铠装（外护套）。护层具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性，主要是对已成缆的光纤芯线进行保护。 芯 封套 外套 加强芯 光纤 外鞘 加强芯 光纤束 光缆的传输性能是由光缆中光纤的质量来决定的，而光缆的物理性能和环境性能则是由护套层来决定的。 中继光缆、海底光缆、用户光缆、局内光缆、长途光缆 按适用范围分类 直埋光缆、管道光缆、架空光缆、水底光缆 按敷设方式分类 充油光缆、充气光缆 按维护方式分类 有金属光缆、无金属光缆 按光缆中有无金属分类 无铠装、钢带铠装、钢丝铠装 按外护套结构分类 层绞式、骨架式、大束管式、带式、单元式 按缆芯结构划分 单模光缆、多模光缆、（阶跃型、渐变型） 按所使用的光线分类 光缆种类 分类方法 光纤的损耗特性和色散特性是光纤的主要特性，决定了光纤的最大传输距离和最大传输带宽。 光纤的损耗特