一、信道特性

数据通信中产生、发送信息的一端称为信源，接收信息的一端称为信宿，而信源和信宿之间的通信线路称为信道。信道最重要的一个特性就是信道容量，就是信道上数据所能够达到的传输速率。

1、带宽

是指发送器和传输媒体的特性限制下的带宽，通常用赫兹或每秒周期表示。模拟信道的带宽W=最高频率f2-最低频率f1。信道的电路制成后，带宽就决定了，因此它是影响信道传输速率的客观性因素。

2、嗓声

信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，这种干扰称为噪声，它会使得信道的传输速率降低。

3、计算信道的数据速率

奈奎斯特定律：B（码元速度）=2W（带宽）；R（数据速率）=B（码元速度）log2N（码元种类）；
香农理论：C=Wlog2（1+S/N） :C极限数据速率 W带宽 S信号平均速率 N噪声平均功率

（1）有噪声的香农理论

香农理论描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比(S/N, 简称信噪比)之间的关系。由于S/N的比值太大，通常使用分贝数(dB)表示。dB =10*lg(S/N):

例1：S/N=1000时，用分贝表示就是30dB。
如果带宽是3kHz,则极限数据速率是:C = 3000*log2(1 + 1000) ≈ 3000*9.97≈30Kbps

（2）无噪声

无噪声时应该使用奈奎斯特定律（奈式定律）码元是一个数据信号的基本单位，而比特是一个二制数位，一位可以表示两个值。因此，如果码元可取两个离散值，则只需1比特表示；若可取4个离散值，则需要2比特来表示。码元有多少个不同种类取决于其使用的调制技术。

二、数据调制与编码

在计算机通信时，有时需要对数字信号进行调制，以适合在模拟线路上传输，接收端通过解调以还原信号，因此在利用模拟线路（如电话线）进行数据通信时就使用调制解调器（Modem）。

1、模拟通道传送模拟数据

模拟数据通过模拟通道传送的调制方式主要有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）几种方式。

2、数字通道传送模拟数据

模拟数据必须转变为数字信号，才能在数字通道上传送，这个过程称为”数字化"脉码调制（PCM）是模拟数据数字化的主要方法，PCM要经过采样、量化、编码3个步骤。

3、模拟通道传送数字数据

数字数据调制为模拟信号，选取某一频率的正弦信号作为载波用以运载所要传送的数字数据。用待传送的数字数据改变载波的幅值、频率或相位，到达目的地后进行分离。

4、数字通道传送数字数据

在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数字信息。如，单极性编码、极化编码、双极性编码等。

二进制数字信息在传输过程中可采用不同的代码，这些代码的抗噪性和定时能力各不相同。
●最基本的数字编码有单极性码、极性码、双极性码、归零码、不归零码、双相码六种。
●常用于局域网的有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。
●常用于广域网的4B/5B码、8B/10B码。

1、基本编码

（1）极性编码：极性编码可以分为单极性码，极性码，双极性码。极包括正极和负极。
●单极性码：只使用一一个极性，再加零电平（正极表示0，零电平表示1）；
●极性码使用了两极(正极表示0，负极表示1) ;
●双极性码则使用了正、负两极和零电平（典型的双极性码是信号交替反转编码AMI,它使用零电平表示0001则使电平在正、负极间交替翻转）

在极性编码方案中，始终使用某一特定的电平来表示特定的数，因此当连续发送多个"1”或 "0"时，将无法直接从信号判断出个数。要解决这个问题，就需要引入时钟信号。

（2）归零性编码

归零性指的是编码信号量是否回归到零电平。归零码就是指码元中间的信号要回归到零电平。不归零码则不回归零（而是当1时电平翻转，0时不翻转），也称为差分机制。

（3）双相码

通过不同方向的电平翻转（低到高代表0，高到低代表1），这样不仅可以提高抗干扰性，还可以实现自同步，这也是曼彻斯特编码的基础。

总结：

2、应用性编码

（1）曼彻斯特编码

曼彻斯特编码（简称"曼码”）是一种双相码，用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1 （有些教程描述正好相反，即用低到高的电平转换表示1，用高到低的电平转换表示0），它可以实现自同步，常用于802.3 10Mbps以太网。

（2）差分曼彻斯特编码

差分曼彻斯特编码（简称差分曼码）是在曼彻斯特编码的基础，上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变，常用于令牌环网。使用曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码时，每传输1bit的信息，就要求线路上有2次电平状态变化（2波特），因此要实现100Mbps的传输速率，就需要有200MHz的带宽，即编码效率只有50%。

（3）4B/5B编码、8B/6T编码和8B/10B编码

正是因为曼码的编码效率不高，所以在带宽资源宝贵的广域网和速度要求更高的局域网中，就面临困难。因此就出现了mbnb编码，也就是将m比特位编码成为n波特（代码位）的编码。

提高了频带的利用率，但抗噪性较差。

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