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通信基础理论及试题 数据通信基础 (请内部传阅，也是网工考试要点) — 概念： 1 数据通信系统的模型 数据(data)——运送消息的实体。 信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。 DTE-数据终端设备 DCE－数据连接（通信）设备 2 传输方式 基带传输：传输基带信号，基带信号多数是数字信号。如：LAN 传输方式 频带传输：将数字信号转换为频率表示的模拟信号传输。如：使用 MODEM 上网宽带传输：将信道分成几个子信道传输模拟信号。如：ADSL 3 码元与比特 一个码元可以携带一个或多个比特： ※一个码元如果有两种状态或两种离散值，则它可以表示 0，1 这两个数，即它可以携带 1 个比特，因为 1 个比特也只有这两种可能， 0 和 1；一个码元如果有四种状态或四种离散值，则它可以表示 00，01，10，11 这四个数，即它可以携带 2 个比特，因为 2 个比特也只有这四种可能，00，01，10，11。由此可以推出：一码元携带比特数＝LOG2（状态数或离散数） 码元的传输速率：波特率（BAUD） 比特的传输速率：比特率(b/s，bps)也叫数据率，带宽当一码元携带一比特时：比特率＝波特率 当一码元携带 n 比特时：比特率＝n×波特率有关马元的计算： 例：已知使用 QPSK（正交相移调制）或 QAM（正交振幅调制）调制及波特率，求数据率： QPSK:1 码元带 2 比特 16－QAM：1 码元带 4 比特 32－QAM: 1 码元带 5 比特 4 奈奎斯特定理理想条件下的定理【模拟信道的带宽单位：HZ 数字信道的带宽单位：bps】 1924 年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出了著名的奈氏准则。他给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。 在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会出现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不出现码间串扰。有关奈奎斯特定理的计算： 例：已知无噪声（或理想）信道带宽为 w Hz，求该信道能提供的极限波特率为多少？解：对于无噪声信道，使用奈奎斯特定理 B=2W （baud/s） 2 数据通信基础 (请内部传阅，也是网工考试要点) 3 数据通信基础( 数据通信基础 (请内部传阅，也是网工考试要点) PAGE PAGE 4 类型 带宽 Mb/s 3 类 16 5 类 100 2 同轴电缆： 75 欧同轴缆用于有线电视网络。 50 欧同轴缆用于计算机网络的数字信号传输。 3 光纤 单模光纤与多模光纤相比：单模光纤有较高的传输率、较长的传输距离、较高的成本，较细的纤芯。且单模光纤的光源采用激光光源，多模的可以采用二极管作光源。 三 编码，调制，复用 数字信号要在数字信道上传输，需经过编码，常见的编码有不归零编码，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码，4B/5B,8B/10B 编码。（图） （1）曼码，差分曼码 曼码特点： 规定了每位中间有脉冲且 1 和 0 的脉冲方向相反，但是不规定 1 是向上还是向下脉冲，同样，也不规定 0 是向上还是向下脉冲； 相邻两个相位边缘有翻转。编码效率 50％，常用于 10BASE-T,10BASE-F 差分曼码特点：规定每位中间有脉冲，0 的位起始边缘有翻转。编码效率 50％，常用于令牌环网。 （2）4B/5B ，用 5 位的编码代表 4 位的有效数据，编码效率 80％。 模拟信号要在数字信道上传输，需经过脉冲编码（用编码译码器实现）常用的编码是：“脉冲编码调制 PCM”（图） 数据通信基础(请内部传阅，也是网工考试要点) 数据通信基础 (请内部传阅，也是网工考试要点) PAGE PAGE 5 ※PCM 过程：取样――量化――编码 若取样频率大于模拟信号最高带宽的 2 倍，则可以达到不失真取样。量化主要是为采样的标本用数字表示出来，如 16 级量化就是用 16 个大小不同的数字来表示标本的值。编码是把量化结果用 2 进制表示出来。 数字信号要在模拟信道上传输，需调制（使用调制解调器） 常用的调制方法有 ASK（辐移键控）,FSK（频移键控）,PSK（相移键控）,QPSK（正交相移调制）,QAM（正交幅移调制） ASK: FSK: PSK: 复用技术（使用多路复用器实现复用）：多个信号复用到一条线路传输，常用的复用技术有：FDM,TDM,STDM,WDM,CDMA（码分多址）,SDMA（空分多址） T1,E1 载波（数字传输系统中常用的多路复用技术） T1 载波：24 路话音按 TDM 复用在一条 1.544Mbps 的高速信道上，对 4kHz 的话音按 8kHz 的速率采样，128（7 位二进制可表示 128）级量