数据通信系统可分为三部分：

1. 源系统（发送端、发送方）
   • 源点(source，源站、信源)：源点设备产生要传输的数据。
   • 发送器：源点生成的数字比特流需要通过发送器编码只有在传输系统中才能传输。常用发送机：调制器。
2. 传输系统(传输网络)
3. 目的系统(接收端、接收方)
   • 接收器：接收传输系统的信号，并将其转换为目标设备处理的信息。典型的接收器：解调器。
   • 终点(destination，目的站、信宿)：从接收器中获取数字比特流，然后输出信息。

常用术语

• 消息 message
• 数据 data：运送消息的实体，是用特定方式表示的信息。通常是有意义的符号序列。
• 信号 signal：电气/电磁性能的数据。
  • 模拟信号/连续信号
  • 数字信号/离散信号
    • 码元：使用时域的波形表示数字信号时，代表不同离散值的基本波形称为码元。

• 信息、数据和信号之间的关系

根据双方的信息交互方式，可分为三种基本方式：

1. 单向通信(单工通信)
2. 双相交替通信(半双工通信)
3. 双向同时通信(全双工通信)

基带信号：来自信源(source)信号。它含有更多的低频分量，甚至直流分量，需要调制。

调制(modulation)

• 基带调制（常称为编码coding）：只改变基带信号的波形，以适应信道特性。

• 带通调制：使用载波(carrier)调制，将基带信号的频率范围转移到较高频段，并转换为模拟信号。

  带通信号：即载波调制的信号。

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• 常用的编码方法(对应基带调制):P45、不归零制、归零制、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。

• 带通调制的基本方法:调幅AM、调频FM、调相PM

  采用多种振幅相位混合调制方法，以达到更高的信息传输速率。QAM正交振幅调制。

极限容量的信道

关系：码元传输速率越高，信号传输距离越长，噪声干扰越大或传输媒体质量越差，波形失真越严重。

限制码元在信道上传输速率的因素(2)

1. 频率范围可以通过信道。

   奈氏准则：在带宽为W Hz 的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传播的最高速率是 2W (码元/s)。如果超过此上限，则会产生严重的码间串扰，使接收端无法识别码元。

2. 信噪比

   $信噪比(dB)=10{\log }_{10}\frac{S}{N}$，S:Signal, N:Noise

   香农公式：信道的极限信息传输速率C

   $C=W{\log }_2(1+\frac{S}{N})(bit/s)$

以上，通过编码让每个码元携带更多的信息量，更大的信噪比，以提升码元在信道上传播的速率。

• 引导型传输媒体
• 非引导型传输媒体

频分复用FDM => 频分多址FDMA; A => Access，接入网

时分复用TDM/统计时分复用STDM => 时分多址TDMA

• 普通时分复用，同步时分复用
• 统计时分复用，异步时分复用。STDM使用的集中器称为智能复用器。

波分复用WDM：即光的频分复用。

• 密集波分复用 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)

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• 波分复用的复用器又称为合波器（分用器 => 分波器）。

码分复用CDM => 码分多址CDMA

• CDMA给每一个站分配的码片序列：必须各不相同；必须互相正交。

• 两个码片序列正交关系，即 S 和 T 的规范化内积 = 0：

  $S\cdot T=\frac{1}{m}{\sum }_{i=1}^m{S}_i{T}_i=0$

• 向量S和各站码片反码的向量的内积是0。

• 任何一个码片向量和该码片向量自己的规范化内积是1。

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• 接收S站传来的信号时，就用S站的码片序列与收到的信号求规范化内积。

复用器multiplexer / 分用器demultiplexer

一般成对出现。

电缆调制解调器不需要成对使用，只需要安装在用户端。

非对称数字用户线 ADSL

传输速率：取决于数据率和用户线的线径。与信噪比密切相关。

ADSL 不能保证固定的数据率。

基于 ADSL 的接入网

• 组成（3）：

  1. DSLAM 数字用户线复用器

     包含许多ADSL调制解调器（接入端接单元ATU）

     • ADSL调制解调器

       ATU-C（Central office， 端局/远端站）

       ATU-R（Remote，远端，位于用户家中）

     • 电话分离器 splitter

       无源，停电时也可分离电话信号。

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  2. 用户线

  3. 用户家中的一些设施

第二代 ADSL 技术

通过更高的调制效率得到了更高的数据率。

采用了无缝速率自适应技术SRA，可在不中断通信和不产生误码的情况下，自适应地调整数据率。

改善线路质量评测和故障定位功能。

对称 DSL

SDSL（Symmetric，对称）；HDSL（High speed)

ADSL的快速版本：VDSL（Very high speed）

光配线网 ODN (Optical Distribution Network) P68，采用波分复用，上行和下行使用不同的波长。

中间转换装置，目的：有效利用光纤资源。

• 无源光网络 PON (Passive Optical Network)

  在光配线网中不用使用电源。运营和管理成本低。

  • EPON 以太网无源光网络：与现有的以太网兼容性好，成本低，扩展性强，管理方便
  • GPON 吉比特无源光网络：总体性能比 EPON 好，但成本稍高。

光线路终端 OLT (Optical Line Terminal)

将收到的下行数据发往无源的 1:N光分路器，然后用广播的方式向所有用户端的 光网络单元（ONU, Optical Network Unit） 发送。

发送上行数据时，现将电信号 => 光信号，光分路器把各 ONU 发送过来的上行数据汇总后，以 TDMA 的方式发给 OLT。