一、通信的基本概念

（一）通信模型

Q1：通信的基本模型是什么？

E1:

C1：

其中：信源是产生和发送数据的源头，信宿是接收数据的终点。

信道是信号的传输媒介，它与电路并不等同，一般用来表示向某一个方向传送信息的媒体。因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接受信道。

信道噪声：噪声和干扰的总称。

Q2：数据通信的要点（特点）是什么？

C2：

①信息是任意形式

②传输系统采用物理系统

③多个信息源可以共用底层的传输介质 （即共享是根本）

Q3：信息的基本单位是什么？

E3: bit和byte的关系与区别

C3: 比特（bit,b），来源于binary digit（二进制数字），即一个比特就是1或0。

它是计算机中数据量的单位，同时也是网络通信的基本单位

例：有两种事件出现的概率各为50%，则其信息量为1bit

推广：2的N次种事件发生的概率相同（只和概率有关，和事件的具体意义无关）。其信息量为Nbit

而字节（byte,B）是内存存储的基本单位 1byte=2^3=8bits

注意：K M G 在表示字节时不是10^N次方，

KB（2^10B)、MB（2^20B）、GB（2^30B）

（二）信号

Q4：什么是信号？可以怎么分类？

E4：A/D信号

C4：信号就是信息的载体，它利用物理量携带信息，是数据的具体表示形式。通常可以分为

①数字信号（Digital signal）：自变量和因变量都是离散的信号。

②模拟信号（Analog signal）：信息参数表现为连续的信号。

数据无论是数字的还是模拟的，为了传输的目的都必须转变为信号

Q5: A/D之间如何进行转换？

E5：

（三）A/D和D/A通信系统模型

二、传输介质的分类

（一）按路径分类

①导引型(Guided)传输媒体

Q6：为什么不直接用平行铜导线？

C6：

1、随机电磁辐射，又称噪声（noise），是系统正常操作下的一种副作用。

2、电磁辐射碰到金属的时会产生微弱信号干扰通信信号。

3、因为金属可以吸收辐射，所以它可以起到屏蔽（shield）的作用

Q7：什么是双绞线？

C7：双绞线(Twisted Pair)，就是把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合（Twist）就构成了双绞线。

双绞线既能传输模拟信号又能传输数字信号

通信距离一般为几到几十公里（短距离传输）

如果不绞合的话就是平行导线（ parallel pair wiring）

 

Q8：为什么用双绞线而不是平行导线？

C8：对于存在的电磁辐射干扰，双绞线的两根导线吸收的辐射相同，而平行导线吸收的不同，感应的电能也不同，就会出现电流，从而产生新的干扰。

 

Q9：什么是同轴电缆？

E9:

C9：同轴电缆（Coaxial cable)，由内导体，绝缘层，外导体屏蔽层和绝缘保护套层组成，

多用于传输有线电视的模拟信号。

为了进一步减少电气噪声的干扰，双绞线又分为下面三类

Q10：无屏蔽双绞线（Unshielded TP)的优点和缺点是什么？

E10：

C10：缺点：如果辐射强度很高，如使用电弧焊设备的工厂（特别强的电子噪声），或者通信电缆需要在电气噪声源附近经过（与噪声源的物理距离非常近），或通信使用高频率时，双绞线都存在问题。

优点：柔韧性较高，比较灵活

 

Q11：同轴电缆的优点和缺点是什么

C11：优点：屏蔽能力、抗干扰性很强，厚实的屏蔽层及整体的对称性使得其可以免受噪声的干扰。适用于放在电气噪声源和其他电缆附近（如工厂），而且可以用于高频率通信。

缺点：

 

Q12：如何折中二者？

E12：

C12：采用屏蔽双绞线（Shielded TP）,直接在绝缘层上加一层屏蔽层，来提高双绞线抗电磁干扰的能力。

 

Q13：什么是光纤？

E13：

C13：光纤（Optical fiber）通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。每根光纤是单个方向的，所以每个光缆至少包含两根光纤（来回）。

 

Q14：光线为什么能保留在光纤里？

C14：因为光纤被一层覆层物质包裹形成了一个边界，这个边界的折射率比纤芯要低。由于光线从高向低射出时，当入射角足够大时就会发生全反射，而光纤正好运用该原理，使光线碰到包层就反射回光纤，光一直传播下去。

 

Q15：什么是色散？

C15：光纤内的反射并不是完美的，它会吸收一小部分能量，形成色散。

 

Q16：光纤有哪些类型？

E16：

C16：

1、多模突变光纤，就是可以存在多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，纤芯与边界的密度是突变的。

特点：便宜、纤芯密度不变，但是色散程度高。

2、多模渐变光纤，纤芯中心处的密度最高，从中心到边缘逐渐降低。

特点：稍贵，但可以减少反射，降低色散程度。

3、单模光纤，具有较小的直径，只有一个光的波长，可以使光线一直向前传播，而不会产生多次反射。

特点：最贵，色散最少，适合长距离及较高比特率传输的场合。

 

Q17：光纤和铜导线有什么利弊？

C17：光纤免受电气噪声的干扰，信号损耗较少，适合长距离传播，可用于校区之间的通信

铜导线的整体费用较低，不需要专门的人员和设备，且不易折断，适合企业内部的大量使用。

②非导引型(Unguided)传输媒体

红外：不需要天线，适合于室内环境

特点：扩散快，光滑坚硬的表面反射，不透明物体（包括水蒸气）都能阻挡。

点对点激光通信

特点 数据传输率高，正确率高，信号衰减小，适合于城市楼宇间传输。

（二）按能量形式

三、介质的选用标准

成本：材料、安装、运营、维护

数据速率：bps

时延：信号传输的时间

对信号的影响：衰减和失真

环境：对干扰和电子噪声的敏感性

安全：对窃听的敏感性

计算机网络协议有多种，将各种协议抽象为分层模型，就将通信过程划分为一个个协调工作的分块结构，有助于减少协议设计和实现的复杂性，可以使工程人员在某段时间内只集中考虑通信的一个方面。