HCIA——17通信基本概念:数据、信号和码元信源、信道和信宿速率、波特和带宽

学习目标：

• 计算机网络
  1.掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。
  2.掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理。
  3.能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。
  （一）计算机网络概述
  计算机网络的概念、组成——功能组成上（资源子网、通信子网）与功能（主要是数据通信、资源共享）；计算机网络的分类计算机网络的性能指标——重要的是带宽、速率、吞吐量、RTT
  （二）计算机网络体系结构与参考模型计算机网络分层结构；计算机网络协议、接口、服务的概念ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型
  主要介绍计算机网络体系结构的基本概念，读者可以在理解的基础上适当地记忆。重点掌握网络的分层结构（包括5层和7层结构），尤其是ISO/OSI参考模型各层的功能及相关协议、接口和服务等概念。掌握有关网络的各种性能指标，特别是时延、带宽、速率和吞吐量等的计算。
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• 【内容】
  （一）通信基础
  信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念奈奎斯特定理与香农定理；编码与调制
  电路交换、报文交换与分组交换；数据报与虚电路（二）传输介质
  双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质；物理层接口的特性（三）物理层设备
  中继器；集线器
  【提示】
  物理层考虑的是怎样才能在连接各台计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。本章概念较多，易出选择题，且涉及一些通信原理，读者不太明白的地方可以参考一些相关书籍，通信部分的内容也并非考研重点。复习时应抓住重点，如奈奎斯特定理和香农定理的应用、编码与调制技术、数据交换方式，以及电路交换、报文交换与分组交换技术等。

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学习内容：

1. 数据、信号与码元
2. 信源、信道与信宿
3. 速率、波特与带宽

通信基础的基本概念

1.数据、信号与码元

通信的目的是传送信息，如文字、图像和视频等。数据是指传送信息的实体。信号则是数据的电气或电磁表现，是数据在传输过程中的存在形式。数据和信号都可用“模拟的”或“数字的”来修饰：① 连续变化的数据（或信号）称为模拟数据（或模拟信号）；② 取值仅允许为有限的几个离散数值的数据（或信号）称为数字数据（或数字信号）。

数据传输方式可分为串行传输和并行传输。串行传输是指1比特1比特地按照时间顺序传输
（远距离通信通常采用串行传输），并行传输是指若干比特通过多条通信信道同时传输。码元是指用一个固定时长的信号波形（数字脉冲）表示一位k进制数字，代表不同离散数值的基本波形，是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为k进制码元，而该时长称为码元宽度。1码元可以携带若干比特的信息量。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元：一种代表0状态，另一种代表1状态。

信道

传输信号——模拟信道（传送模拟信号）数字信道（传送数字信号） 数字信道上传输——基带传输

传输介质——无线信道 、有线信道 模拟信道上传输——宽带传输

2.信源、信道与信宿

数据通信是指数字计算机或其他数字终端之间的通信。一个数据通信系统主要划分为信源、信道和信宿三部分。信源是产生和发送数据的源头。信宿是接收数据的终点，它们通常都是计算机或其他数字终端装置。发送端信源发出的信息需要通过变换器转换成适合于在信道上传输的信号，而通过信道传输到接收端的信号先由反变换器转换成原始信息，再发送给信宿。

信道与电路并不等同，信道是信号的传输媒介。一个信道可视为一条线路的逻辑部件，一般用来表示向某个方向传送信息的介质，因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。噪声源是信道上的噪声（即对信号的干扰）及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。

图2.1 所示为一个单向通信系统的模型。实际的通信系统大多为双向的，即往往包含一条发送信道和一条接收信道，信道可以进行双向通信。

信道按传输信号形式的不同，可分为传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类；信道按传输介质的不同可分为无线信道和有线信道。

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信道上传送的信号有基带信号和宽带信号之分。基带信号将数字信号1和0直接用两种不同的电压表示，然后送到数字信道上传输（称为基带传输）；宽带信号将基带信号进行调制后形成频分复用模拟信号，然后送到模拟信道上传输（称为宽带传输）。

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从通信双方信息的交互方式看，可分为三种基本方式：
1）单向通信。只有一个方向的通信而没有反方向的交互，仅需要一条信道。例如，无线电广播、电视广播就属于这种类型。
2）半双工通信。通信的双方都可以发送或接收信息，但任何一方都不能同时发送和接收信息，此时需要两条信道。
3）全双工通信。通信双方可以同时发送和接收信息，也需要两条信道。信道的极限容量是指信道的最高码元传输速率或信道的极限信息传输速率。

传输方式——串行传输和并行传输

并行传输——按由低位到高位的顺序依次发送速度慢，费用低，适合远距离 ?

并行传输——同时通过信道发送。速度快，费用高，适合近距离

数据通信方式

单工通信

半双工通信

全双工通信

实现同步的传输/通信方式

同步传输

异步传输

?同步传输：在同步传输的模式下，数据的传送是以一个数据区块为单位，因此同步传输又称为区块传输。
在传送数据时，需先送出1个或多个同步字符，再送出整批的数据。

异步传输：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方不知道它们会在什么时候到达。传送数据时，加一个字符起始位和一个字符终止位。

3.速率、波特与带宽

速率也称数据率，指的是数据传输速率，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。

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1）码元传输速率。又称波特率，它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数），单位是波特（Baud）。1波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。码元可以是多进制的，也可以是二进制的，

码元速率与进制数无关。

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2）信息传输速率。又称信息速率、比特率等，它表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数），单位是比特/秒（b/s）。
注意：波特和比特是两个不同的概念，码元传输速率也称调制速率、波形速率或符号速率。
但码元传输速率与信息传输速率在数量上却又有一定的关系。若一个码元携带n比特的信息量，则M波特率的码元传输速率所对应的信息传输速率为Mn比特/秒。

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带宽原指信号具有的频带宽度，单位是赫兹（Hz）。在实际网络中，由于数据率是信道最重，要的指标之一，而带宽与数据率存在数值上的互换关系，因此常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力。因此，带宽表示单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”。
显然，此时带宽的单位不再是Hz，而是b/s。

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学习时间：

学习时间为不运动的时候，作者咕咕了是去运动（无氧运动和有氧运动都做最好）了，请饶恕。

学习产出：

画工

?计算机网络第1章：计算机网络的概念、组成与功能；计算机网络的分类、标准化工作及相关组织

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计算机网络第一章:性能指标：带宽、时延、时延带宽积、RTT、吞吐量、速率、信道利用率

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计算机网络体系结构——PDU、SDU、PCI、协议、访问、接口、SAP

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?计算机网络分层结构——OSI/ISO、TCP/IP? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? http://t.csdnimg.cn/hLrqY

?1章选择? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??http://t.csdnimg.cn/cnmdJ

2章选择、解答? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??http://t.csdnimg.cn/ONrER

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