通信术语基本概念2

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网络通信协议是网络间进行互通的约定和语言。不同的设备（速率、信息格式等）通过通信协议，可以进行有效的互连互通。 网络通信协议的主要内容包括语法、语义和定时。
指在协议内容中的数据格式、编码方式和信号等级等。 指数据的内容、意义，保证信息可靠传送的控制信息、差错控制。 指速率匹配、排序等。 网络通信协议的主要功能有：数据的分段与重组、数据封装、连接控制、流量控制、差错控制、寻址等。
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从通信的角度看，各层所提供的服务可分为面向连接服务和无连接服务两种。
面向连接网络服务能提供可靠的端到端通信，即在通信前需建立连接，通信结束后必须终止连接。需经历连接建立、数据传输和连接释放这三个 阶段。
面向连接服务的过程类似于电话通信中电路交换的过程，网络层中该服务类型称为虚电路服务。 面向连接服务比较适应数据量大、实时性高的数据传输应用场合。
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数字数据：离散，主要有文本，通过编码字符被表示成比特序列。 模拟数据：连续，音频、视频 在通信系统中，数据以电信号的形式从一点传播到另一点。 模拟信号：一个连续变化的电磁波，根据它的频谱可以在不同类型的媒体上传播。如双绞线、同轴电缆、光纤、大气 数字信号：电压脉冲序列，可以在导向媒体中传播。 大体上说，模拟数据是一个时间的函数，并且其频谱是有限的，这些数据可以用具有同样频谱的电磁信号表示。数字数据可由数字信号来表示， 数字信号用不同的电压值分别代表两个二进制的数字。 但以上情况并不是仅有的可能情况。 数字数据可以通过调制解调器用模拟信号表示，这种转化是把数字数据编码到某个载波频率上，所得的信号是以载波频率为中心的具有特定频谱 的信号，并能够在适用于载波的媒体上传播。如数据可在音频电话线上传播。 模拟数据可以通过编解码器表示成数字信号，用比特流来近似这个模拟信号。
有线通信：传输介质为电缆和光缆。 无线通信：借助于电磁波在自由空间的传播来传输信号，根据电磁波的波长不同又可分为中/长波通信、短波通信和微波通信等类型。
基带传输：将未经调制的信号直接在线路上传输，如音频市内电话和数字信号的基带传输等。 频带传输（调制传输）：先对信号进行调制后再进行传输。
可分为模拟通信和数字通信。 可分为固定通信和移动通信。 可分为频分多址通信、时分多址通信、码分多址通信等。 可分为公用通信和专用通信。
无连接服务可动态地选择不同的网络路径来传输数据包，动态地分配网络带宽；而不需要建立和终止连接，也不用独享网络资源。 无连接服务的过程类似于电子邮件通信。 无连接服务的优点是灵活方便，信道的利用率高，特别适合于短报文的传输。由于在通信前并未建立连接，因此，传递的每个分组信息必须标明 源地址和目的地址。
通信是指利用电子等技术手段，借助电信号（含光信号）实现从一地向另一地进行信息传递和交换的过程。 通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输信息的通道（信道）。现代通信不仅可以无失真、高效率地传递信息，并可在传输过程中抑制 无用信息，同时还具有存储、处理、采集及显示等功能。
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通信的任务是完成信息的传递和交换。通信系统模型包括 5 个主要部分：信息源、发送设备、信道、接收设备、受信者。
通信系统的基本模型图 （1）信息源
信息源简称信源，其作用是把待传输的消息转换成原始电信号。例如，在电话系统中，电话机可看成是信源。 （2）发送设备
发送设备（变换器）的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。 （3）信道
信道主要是传递信息的通道，又是传递信号的设施。按传输介质（又称传输媒质）的不同，可分为有线（如明线、双绞线、同轴电缆、光纤）和 无线（如微波通信、卫星通信、无线接入）两大类。 （4）接收设备
应用功能模块为网络运营商提供业务经营，包括智能网业务、话音、音视频的各种服务以及娱乐、游戏、短信、移动计算、定位信息和资源共享 等。
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通信可以从不同的角度来分类。
按传输内容：可分为单媒体通信（电话、传真等）与多媒体通信（电视、可视电话、远程教学等）。 按传输方向：可分为单向传输（广播、电视等）与交互传输（电话、视频点播等）。 按传输带宽：可分为窄带通信（电话、电报、低速数据等）与宽带通信（会议电视、高速数据等）。 按传输时间：可分为实时通信（电话、电视等）与非实时通信（数据通信等）。
频率越高衰减越严重 解决方法：注意信号强度并使用放大器和转发器
采用均衡技术，使衰减的特性变得比较均匀。 2.时延失真：导向传输媒体特有的现象，原因是信号传播速度随频率的不同而变化，信号中不同频率成分到达接收器的时间不同，导致不同频率之间 的相移。
对数字信号尤为重要（会产生码间串扰），是限制最大比特率的主要因素。 关闭
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各种电信号都要通过信道才能从信源传送到信宿。根据分类的不同，信道的构成也有所不同。 1、按传输介质分 有线信道：明线、双绞线、同轴电缆、光缆 无线信道：长波信道、中波信道、短波信道、微波信道、卫星信道、短波电离层反射信道、散射信道 2、按信道传输的信类型分 模拟信道：模拟信道是指传输模拟信号的信道 数字信道：数字信道是指传输数字信号的信道 3、前两种信道的分类是直观的。但从研究消息传输的观点来说，信道的范围还可以扩大，除包括传输介质外，还可以包括有关的变换装置，比如发送 设备、接收设备、调制器、解调器等等。因此，把传输介质（狭义信道）和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道。
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带宽有两种，一种是信号带宽，另一种是信道带宽。 信号带宽是指在发送器和传输媒体的特性限制下的信号带宽，一个信号的绝对带宽是指它的频谱宽度，对许多信号而言，其带宽是无限的，但是 一个信号的绝大部分能量集中在相当窄的频带内。 信道的带宽是由传输媒体的物理特性决定的，一般来说通信设施的带宽越宽，所花费用就越高。任何实际应用的传输信道都是有限带宽的。 大体上说，如果让信号在某种媒体上传输，该媒体自身的特性将限制传输信号的带宽，因此一方面鉴于经济原因和实现上的原因，信号不得不被 近似为有限带宽的信号，另一方面，带宽的限制引起了失真，这样接收器更加不易将接收到的信号转换为原信号。
的消息形式可为语音、图像或数据。 （2）传输功能模块
传输功能模块（有线传输或无线传输）将接入的信号进行信道编码和调制，变为适于传输的信号形式，并满足信号传输要求的可靠性指标。 （3）控制功能模块
控制功能模块由信令网、交换设备和路由器等组成，完成用户的鉴权、计费与保密，并满足用户对通信的质量指标要求。 （4）应用功能模块
噪声有四类： 导体内电子的热运动造成的。 发送器和接收器中存在非线性因素，产生了额外频率的信号
信号通道之间的耦合现象 外部电磁波干扰（如雷电），以及通信系统本身的故障和缺陷 关闭
延迟指从发送者发送第一位数据开始，到接收者成功地收到最后一位数据为止所经历的时间。可分为传输延迟和传播延迟。传输延迟与数据传输 速率、发送机/接收机以及中继和交换设备的处理速度有信道可靠性的重要指标，在数据通信中常用的是比特差错率、码元差错率和分组差错率。 是二进制比特位在传输过程中被误传的概率。在样本足够多的情况下，错传的位数与传输总位数之比近似地等于比特差错率的理论值。 对应于波特率，指码元被误传的概率。分组差错率是指数据分组被误传的概率。 关闭
由发送端生成的信号是一个时间的函数，也可以用一个频率的函数来表示。 从时间函数的观点看，电磁信号可以是连续的，也可以是离散的。对于每个信号来说，都存在一个时域函数 s(t)，它给出了每一时刻信号的振幅 值。 从频域的角度看，电磁信号由不同的频率成分组成。利用一种称为傅立叶分析的方法，任何信号可以看作是由各种频率成分组成，而每个频率成 分都是正弦波。同样存在一个频域函数 S(f)，它给出了信号的频率组成。 一个信号的频谱（spectrum）是指它所包含的频率范围。
在接收端，接收设备（反变换器）的功能与发送设备（变换器）相反，其从收到的信号中恢复出相应的原始信号。 （5）受信者
受信者（收终端）又称为信宿，是信息的接收者，其将复原的原始信号转换成相应的消息。 （6）噪声源
噪声源是指系统内各种干扰影响的等效结果。系统的噪声来自各个部分，从发出和接收信息的周围环境、各种设备的电子器件，到信道所受到的 外部电磁场干扰，都会对信号形成噪声影响。为便于分析，一般将系统内所存在的干扰折合于信道中，用噪声源表示。上述通信系统仅表示了两用户 间的单向通信，对于双向通信还需要另一个通信系统完成相反方向的信息传送工作。
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数据传输速率即信息传输速率，指每秒能够传输多少位数据，单位为 bit/s，一般简记为 bit/s。 波特率（Baud）为单位时间内传输的码元个数。 每个信道传输数据的速率有一上限，该速率上限称为信道的最大传输速率，即信道容量。 香农容量公式：有扰连续信道的信道容量
提高信道容量的途径有 1)提高信号功率 S，2)降低噪声 N。 关闭
在任何传输系统中，由于各种传输损伤的存在，可能接收到的信号与传输信号并不完全一样。对模拟信号会降低信号的质量，对数字信号则会导 致比特差错。 1.衰减和衰减失真：随着传输距离的增长，信号强度会不断减弱（单位 分贝/公里）。同时信号中不同频率成分的衰减不均匀，导致信号失真。
工程上需考虑的三个方面： 接收到的信号必须有足够的强度 信号电平必须保持比噪声电平高
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通信技术与计算机技术相结合，已经由独立系统向网络化方向发展。从通信网络的系统组成角度，可将其分为 4 个功能模块：接入模块、传输功 能模块、控制功能模块与应用功能模块，如图 1-2 所示。
（1）接入功能模块 接入功能模块（有线接入或无线接入）将消息数字化并变换为适于网络传输的信号，即进行信源编码；其发信者和接收者可为人或机器，所接入