一、信道特性
通信中产生和发送消息的一端称之为信源 ,接收消息的一端是信宿 ,信源和信宿之间的通信线路则称为信道。

(一)信道带宽W
模拟信道带宽W = f2 - f1(f2和f1分别表示信道能通过的最高/最低频率,单位赫兹Hz)
数字信道带宽:数字信道是离散信道,带宽为信道能够达到的最大数据传输速率,单位是bit/s。

(二)码元和码元速率
码元:一个数字脉冲就是一个码元(可以理解为一个时钟周期的信号)。
码元速率:单位时间内信道传送的码元个数。如果码元宽度(脉冲周期)为T,则:
**码元速率(波特率)**B = 1 / T,单位是波特Baud。
一个码元携带信息量n(位)与码元种类数(N)的关系:
(三)奈奎斯特定理(理想)
奈奎斯特定理 :理想信道中(无噪声),若信道带宽为W,最大码元速率为:
B = 2 W(Baud)
极限数据传输速率 :

(四)香农定理(有噪声)
香农定理:在一个噪声信道环境下,极限数据速率和带宽之间的关系。
极限数据速率:
分贝与信噪比关系:
其中,W为带宽,S为信号平均功率,N为噪声平均功率,S/N为信噪比。
(五)带宽/码元速率/数据速率关系梳理
(六)误码率
误码率:表示传输二进制位出现差错的概率。误码率公式:

计算机网络通信中,误码率一般要求低于10的-6次方,即1M位才允许错1位。
二、信道延迟
信道延迟 = 发送延迟 + 线路延迟
发送延迟 = 数据帧大小 / 速率 (排队上车时间)。如100M线路,发送1000字节数据,延迟为:

线路延迟 = 传输距离 / 传播速度(跑上路的时间)。如1000米电缆,延时为5us。


(一)卫星信道延迟

(二)星链为什么延迟低

(三)星链和4G/5G对比

三、传输介质
传输介质指的是两个终端之间通信的承载设备。
有线传输介质:同轴电缆、双绞线、光纤。
无线传输介质:微波、红外线、激光。


(一)同轴电缆

基带 VS 宽带 同轴电缆
基带同轴电缆:用于传输数字信号。
宽带同轴电缆:用于传输模拟信号。
宽带系统优点:传输距离远,可达几十千米,可同时提供多个信道。这是因为模拟信号比数字脉冲受噪声和衰减的影响更小。
宽带系统缺点:维护成本高,设备价更高。
(二)双绞线



(三)光纤





四、数据编码
(一)曼彻斯特编码
用途:以太网
定义:双相码、编码自定义(高电平和低电平)。

(二)差分曼彻斯特编码
用途:令牌网
定义:双相码、有跳表示0、无跳表示1。

(三)两种曼彻斯特编码特点
1、都是双相码,一高一低,必须翻转;
2、两种编码都具有自定时和检测错误的功能;
3、将时钟和数据包含在信号流 中,故也称为同步码;
4、编码效率均为50%;
5、两种曼彻斯特编码数据速率是码元速率的一半,当数据传输速率为100Mbps,码元速率为200M Buad。
五、数字调制技术
数字调制:用数字数据调制模拟信号就叫做数字调制。
幅度键控 (ASK ): Amplitude Shift Keying,不同振幅 表示0和1。
频移键控 (FSK ):Frequency Shift Keying,不同频率 表示0和1。
相移键控 (PSK ): Phase Shift Keying,起始相位 变化表示0和1。
正交幅度调制 (QAM ): Quadrature Amplitude Modulation,幅度相同但相位相差90°(点阵图)

(一)4G和5G调制技术对比

六、脉冲编码调制PCM


七、通信与交换方式
(一)按通信方向分
单工通信:信息只能向一个方向发送(如电视、广播)。
半双工通信:信息可以双向发送,但不能同时发送(如对讲机)。
全双工通信:信息可以双向同时发送(如电话)。
(二)按同步方式分

(三)数据交换方式


八、多路复用技术

(一)频分复用

(二)时分复用


(三)波分复用

(四)数字传输系统E1/T1

(五)SONET多路复用速率

九、差错控制-奇偶校验


十、差错控制-CRC


十一、差错控制-海明码



