第2课：数据通信基础（一）
1、数据通信基本概念
信源、信道、信宿
数字信号、模拟信号；模拟通信、数字通信（信道中传送）
2、数据通信计算
模拟信道带宽计算：W = f2-f1 其中f1是低频，f2是高频
数字信道带宽计算：奈奎斯特定理（无噪声）
B = 2W（B码元速率、波特率；W为带宽）
信息量n（位）与码元种类N： 信息量决定速率的快慢，带宽相当于马路的宽窄，而信息量相当于车的种类，货车、小客车、自行车，车里装的多或者少。
数据速率
数字信道带宽计算：香农定理（有噪声）
其中，C为数据速率，W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的平均功率，S/N为信噪比
信噪比和分贝数：
计算汇总：模拟带宽、数字带宽（1、无噪声：奈奎斯特定理；2、有噪声：香农定理）
常用的考试数据：
单位换算：通信换算进率1000，如1G=1000M
···············存储换算进率1024，如1G=1024M
信道延迟：电缆信道延迟 200m/us（1位秒传输200米）
（200km/ms,200000km/s）
卫星信道延迟：270ms （卫星信号上天入地 一个来回所需要的时间）
3、通信传输介质
双绞线分为非屏蔽双绞线UTP，屏蔽双绞线STP。100米可以达到100Mb/s
T568A和T568B，目前常用的是T568B，A和B的区别在于1 3线序和2 6 线序对调。
事实上10M以太网的网线只使用 1、2、3、6编号的芯线传递数据，即1、2用于发送，3、6用于接收，按颜色来说：橙白、橙两条用于发送；绿白、绿两条用于接收；4、5，7、8是双向线。
100M和1000M网卡需要使用四对线，即8根芯线全部用于传递数据。由于10M网卡能够使用按 100M方式制作的网线；而且双绞线又提供有四对线，所以日常生活中不再区分，10M网卡一般也按 100M方式制作网线。
另外，根据网线两端连接网络设备的不同，网线又分为直通线（平行线）和交叉线两种。直通线（平行线）就是按前面介绍的568A标准或568B标准制作的网线。而交叉线的线序在直通线的基础上做了一点改变：就是在线缆的一端把1和3对调，2和6对调。即交叉线的一端保持原样（直通线序）不变，在另一端把1和3对调，2和6对调。
交叉线和直通线适用范围：
相同设备之间用交叉线，不同设备之间用直通线。
计算机和路由器之间用交叉线（计算机可以作为路由器）
自适应网卡可以自适应网线类型。也有的说法是百兆网的所有设备均不支持网线线序识别，这是千兆网设备的国际标准，也是千兆区别于百兆的重点。
能自适应的都是千兆网设备，近年来无论笔记本还是台式机，自带的网卡基本都是千兆的，很少用百兆。
同轴电缆：
分为粗同轴电缆和细同轴电缆。其特性是传送距离长，信号稳定，常用于电视、监视系统，音响设备传送音、视频信号
光纤（光缆）：
单模光纤SMF、多模光纤MMF
单模、多模光纤的区别（高贵细远）
无线信道：
无线电波和红外光波
4、数据调制与编码
模拟信道调制：调幅ASK、调频FSK、调相PSK、正交调幅QAM
数字信道编码：
三个步骤：采样（需要模拟信道的带宽的2倍）、量化（等级）、编码（二进制）
调制技术与码元数：n=log2N
极性编码：
单极性（只有正极和0）、极性（只有正极和负极）、双极性（正极、0、负极）
归零性编码：
归零码、不归零码（遇1翻转）、双相码（电平翻转）
曼码和差分曼码：
曼码降0升1（降1升0）效率50%；差分曼码折0平1，效率50%
各种编码效率：
4B/5B效率80%，用于百兆以太网； 4/5=0.8
8B/10B效率80%，用于千兆以太网；8/10=0.8
64B/66B效率97%，用于万兆以太网；64/66=0.9
曼码和差分曼码效率50%，用于以太网（10M）
5、网工例题分析
例题001
l 设信道带宽为4000Hz，信噪比为30dB，按照
香农定理，信道容量为（ ）。
A. 4Kb/s B. 1.6Kb/s C. 40Kb/s D. 120Kb/s
香农定理：C = Wlog2(1+S/N) W=4000Hz s/n=30dB 30 = 10lg(s/n) lg(s/n)=3 s/n=1000
C = 4000log2(1+1000) 4000log2(1001) 约等于 4000log2(2**10) 4000*10=40000bps /1000 = 40kb/s
例题002
l 所谓正交幅度调制是把两个（ ）的模拟信
号合为一个载波信号。
A. 幅度相同相位相差90° B. 幅度相同相位相差180°
C. 频率相同相位相差90° D. 频率相同相位相差180°
例题003
地面上相距2000km的两地之间通过电缆传输
4000bit长的数据包，数据速率为64Kb/s，从开
始发送到接收完成需要的时间为( ）。
A. 48ms B. 640ms C. 32.5ms D. 72.5ms
例题004
l PCM编码是把模拟信号数字化的过程，通常
模拟话音信道的带宽是4000Hz，则在数字化
采样频率至少( )次/秒。
A. 2000 B. 4000 C. 8000 D. 16000
6、高级网规增补考点
串行通信与并行通信；
基带传输（原始）与宽带传输（高于音频）；
噪声、时延与衰减
带宽、时延、时延带宽积（容积）。
相当于第一个比特到达接收方之前，发送方最
多发送的比特。即链路上的最大比特数。
7、网规例题分析
例题006
l 曼彻斯特编码和4B/5B编码是数字化的常见方
法，后者的编码效率是前者的（ ）倍。
A. 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 1.6