数据通信技术
- 数据通信理论基础
- 传输介质
- 数据编码
- 信道复用技术
- 数据交换技术
- 物理层规程
数据通信理论基础
主要内容:信号在通信信道上传输时的数学表示及其所受到的限制。
- 传输介质上利用电压、电流、光信号等物理量的变化来传送二进制位流（高低电压，有无光）
- 可将电压、电流等表示成时间的单值函数f(t)这样就可以用数学的方法来描述信号的变化，并对其进行数学分析
- 傅里叶证明，任何正常的周期为T的函数g(t)，都可以由无限个正弦和余弦函数组成（不同频段的谐波）
计算机通过物理介质连接。
计算机实际看到的是信道。数据如何传输取决于传输技术。
数据表示和传输方式
数据表示
模拟数据（连续值）
数字数据（离散值）
数据传输方式
模拟信号
数字信号
信号发送方式
模拟信号发送
数字信号发送
在数字信道传送需要编码解码
在模拟信道传送需要调制解调
数字数据也不适合直接在数字信道直接传播（直流分量累计，长距离高速传输有影响、干扰）
基带传输和频带传输
基带信号
信源发出的没有经过调制的原始电信号
- 模拟基带信号：由模拟信号源变换得到的信号
- 数字基带信号：由计算机产生的二进制信号
基带传输
将基带信号直接传送到通信线路上的传输方式称为基带传输（直接使用基带信号传输）
- 最简单最基本的传输方式，一般用低电平表示“0”，高电平表示“1”。
- 适用范围：低速和高速的各种情况
- 限制：因基带信号所占的频率成分很宽，所以对传输线有一定的要求
频带传输
将基带信号经过调制后送到通信线路上的传输方式称为频带传输
10 base T（10M/bps base 基带传输 T双绞线F 光纤X多种介质）
10 broad 36 （10M/bps broad 频带传输 36传输距离 单位100m）
核心内容
编码方式（编码效率，影响位传输速率）
数字数据编码
- NRZ 不归零制（持续高电位表示1持续低电位0）：发送前需要同步信号（确定发送方发送频率），不适合长距离传播
- 曼彻斯特编码
- 优点：
- 更适合高速，长距离传播
- 信号本身可以提取发送频率（发送速度）
- 缺点：相同的信号频率下传输速率低：若传输介质可以以10M/bps速率传输，则NRZ编码方式传输速率为10M/bps ，而曼彻斯特编码是5M/bps速率传输（想达到10M需要信号频率达到20M）
- 优点：
- 差分曼彻斯特编码
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- .
数字数据的模拟传输（频带传输）
定义：在一定频率范围内的线路上，进行载波传输。用基带信号对载波进行调制，使其变为适合于线路传送的信号。
调制（Modulation）：用基带脉冲对载波信号的某些参数进行控制，使这些参量随基带脉冲变化。
解调（Demodulation）：调制的反变化。
调制解调器：MODEM（modulation-demodulation）（具体物理构建，具体转换过程）
调制器主要作用是个波形转换器，它将基带信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形
解调器主要作用是个波形识别器，它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。若识别不正确，则要产生误码。
常用调制技术：幅移键控法（调幅）、频移键控法（调频）、相位监控阀（调相）
模拟数据数字化编码
模拟数据数字传输是解决模拟信号数字化问题
采样： 采样频率很重要（可能失真）（一定程度上频率越高误差越小）
量化：取整采样到不同的幅度如 1,4,2
编码： 对幅度编码 1:001 4:100 2:010 得到数字信号： 001100010
数据同步方式
同步定义
指接收端严格按照发送端发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接受数据，也就是要在时间基准上必须取得一致。
同步针对不同的网络层次分为位同步、字符同步、帧同步、分组同步、报文同步
字符同步：计算机对数据处理出发点是面向位的或面向字符（最小处理单位），当基于字符时需要考虑位同步和字符同步（每一个字符起始结束位置，起始/结束标志通过加字符串表示，而不是位串，如加start字符串表示开始；要求字符编码一致）
同步关键点
收发频率同步（物理层）
起止位置的确定（每一层都需要确定该层的起止位置）
位同步两种方式（针对频率）
外同步：发送之前加一些控制信息，明确给出频率信息
自同步：从信号本身可以提取信号频率（对于起止位置必须额外给出）
字符同步方式
异步制：每个字符八位都扩充，如每个八位字符增加一位起始位和两位停止位构成11位后发送（独立定界，出错不影响其他字符；增加冗余信息，信道利用率不高）
同步制：发送前确定一个发送频率，已知字符长度为8位，就可以确定起始位置后八位为一个字符，以后又是一个字符...（字符连续传输不能停顿，一位出错，后续都出错）
