数据通信技术

信道技术

奈奎斯特定理

奈奎斯特推到出在理想信道（无噪声干扰）的情况下最高码元的传输速率：B=2W。传输速率超过此上限，就会出现严重的码间串扰问题，接收方对码元的识别成为不可能。
波特是码元传输速率的单位，每秒传输多少个码元。传输速率也称为调制速率、波特率。
R = Blog_2N
R为比特率，B为波特率，N为码元种类

香农定理

R = Wlog_2(1 + S/N)

S/N为信噪比，由于其数值比较大，通常用分贝数表示，即

X(dB) = 10log_{10}(S/N) = 10lg(S/N)

信道复用

多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道，可以有效地提高数据链路的利用率。

1. 多路复用技术分类
   主要有空分复用、频分复用、时分复用、波分复用和码分复用

   复用技术		特点与描述	典型应用
   SDM（空分复用）		通过信号在空间上的分离来达到信道的复用	光缆
   FDM（频分复用）		在一条传输介质上使用多个不同频率的模拟载波信号进行传输，每个载波信号形成一个不重叠且相互隔离（不连续）的频带，接收端通过带通滤波器来分离信号	无限广播系统 有线电视系统（CATV） 宽带局域网 模拟载波系统
   TDM	同步时分复用	每个子信道按照时间片轮流占用带宽，每个传输时间划分为固定大小的周期，即使带宽不使用也不能够给其他子信道使用	T1/E1等数字载波系统 ISDN用户网络接口 SONET/SDH（同步光缆网络/同步数字体系）
   	统计时分复用	是对同步时分复用的改进，固定大小的周期可以根据子信道的需求动态地分配	ATM
   WDM（波分复用）		与FDM相同，只不过不同子信道使用不同波长的光波而非频率来承载，常用到ILD	用于光纤通信
   CDMD（码分复用）		依靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术（诸如码分多址CDMA、频分多址FDMA、时分多址TDMA和同步码分多址SCDMA）结合产生各种接入技术，包括无线和有线接入	CDMA、TDS-CDMA和WCDMA等移动通信系统

2. 数字传输系统复用标准
   早期通信中使用的时分复用传输系统主要是准同步数字系列（PDH）的，PDH传输系统的原理、组成与应用地区如下表

   名称	原理与组成	应用地区
   T1载波	采用同步时分复用技术将24个话音通路复合在一条1.544Mbps的高速信道上	美国和日本
   T2载波	由4个T1载波时分复用而成，传输速率达到6.312Mbps	美国和日本
   T3载波	由7个T2载波时分复用而成，传输速率达到44.736Mbps	美国和日本
   T4载波	由6个T3载波时分复用而成，传输速率达到274.176Mbps	美国和日本
   E1载波	E1载波的一个时分复用帧（其长度T=125μs）共划分为32个相等的时隙，时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用来帧同步，时隙CH16用来传输信令，剩下时隙CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传输8bit，因此共传输256bit。每秒传输8000帧，因此E1载波的数据传输速率是2.048Mbps	欧洲发起，除美、日外的其他地区
   E2载波	8.488Mbps
   E3载波	34.368Mbps
   E4载波	139.264Mbps

一些易混淆的知识点

信道带宽W = 最高频率 - 最低频率，信道带宽也叫信道频率
波特率B、比特率R都是传输速率，公式如下
B = 2W，R = Blog_2N = 2Wlog_2N
N是码云种类
香农定理中的
R=Wlog_2(1+S/N)
S/N是信噪比，一般题目会给分贝数，分贝数X与信噪比S/N的关系为
X(dB) = 10lg(S/N)