通信信道
通信信道(Communication Channel)
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什么是通信信道[1]
通信信道是指信息可以传输的通道，它以传输介质和通信中继设施为基础。这里指的介质是广义的，可以指有形的介质，如双绞线、电缆和光纤；也可以是无形的介质，即传播电磁波的空间。
通信信道的频率特性[2]
我们这里提到的信道是指有线信道而言。我们总是希望信号能在通信信道上进行无畸变的传递，但是由于信道的物理性能所致，往往使得信号在传输过程中发生畸变(或失真)，严重时使得信号不能正确传输，这主要是由于不同的信道具有不同的频率特性的缘故。
频率特性可分为幅频特性和相频特性。频率特性系指不同频率信号通过信道后，其幅值受到不同程度的衰减的特性；而相频特性是指不同频率的信号通过信道后，其相角发生不同程度的改变的特性。由于信道的相频特性并非理想特性，使得三次谐波的相移不是基波的三倍，因此造成接收端波形失真。当然，由于信道幅频特性并非理想也造成信道对各次谐波幅值衰减不一，从而也产生信号波形的失真。我们可以看出，信道的频率特性决定了信道通频带，如果信号的频率在信道频带范围内，则信号基本上不失真，否则，信号的失真将较严重。
通信信道传输方式[2]
(1)单工、半双工和全双工传输方式
从信息传输方向角度考虑，通信信道可以按单工、半双工和全双工方式工作。所谓单工，是指传送的信息始终是一个方向，而不进行与此相反方向的传输。如图1—2所示，图中的发送和接收装置都是终端，传送它们根据信息的流向即可决定一端为发送端装置，另端为接收装置，为了保证正确地传送报文信息，需要进行差错控制，即在接收端确认所收到的报文(又称主信息)是正确还是错误。通过反向信道，告诉发送端。在反向信道上传送信号称为监测信号，反向信道一般是传输容量较小的窄带传输信道。单工通信的线路一般采用二线制。
所谓半双工通信是指信息流可在两个方向传输，但在同一时刻里限于一个方向传输，如图1—3所示。所谓全双工通信即指能同时作双向通信，图1—4表示了全双工通信原理。线路结构通常采用四线制，此外若采用频率分割法，传输信道可分为高频群信道和低频群信道，这时可用二线制。这种方式适用于计算机—计算机间通信。
(2)基带传输和频带传输
①基带传输
基带是指电信号的基本频带，指调制前或调制后的信号所占用的频带。换句话讲，终端把数字信息转换为适合于传送的电信号时，这个电信号固有的带就是基带。
基带传输是指当数据传输系统直接传送基带信号或略加整形后进行的传输。
②频带传输
在计算机网络中的计算机通信子网中，现有的长途线法不能直接传送前面所讨论的基带信号。除了市内电话线路外，其他均为频带传输线路，它不能传输零频率和近于零频率的信号，因此必须用基带对载波进行调制。
所谓调制，是指用基带对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲的变化而变化，称这种经过调制的信号为已调信号。将已调信号通过线路传送到接收端，在接收端再通过解调，就可以恢复为原始的基带脉冲。
调制的另一目的是便于线路复用。在进行多路传输时，各路线的原始基带脉冲的频谱往往是相互重叠的，不能在同一线路上同时传送。然而经过调制后，利用已调制信号的正交特性，接收端就可以把各路信号分离出来，因此，可在同一条线路上同时传送多个数据信号，实现多路复用，达到提高线路利用率的目的。
(3)异步传输与同步传输
无论是基带传输还是频带传输，实际上都是将信号经过一定的编码后进行传输的，为了保证信号能够在接收端被正确地接收并恢复成原来的信号形式，就需要采用同步技术。常用的同步技术主要有两种，即：异步传输及同步传输。在异步传输中，每个传输符号是被分隔开的，而对于同步传输来说，整个信息是以固定的速度传输的。
①异步式操作或起止式操作
该方法是在每个字符代码的前面增加一个起始位(“0”)，在接收端收到起始位之后，即启动一个内部位率时钟，按要求接收一个字符的代码，字符代码之后跟着一个或多个停止位(“1”)，一般情况下，“l”叫传号，而“0”是叫空号。起始位通常占一位的时间间隔，而停止位通常占1．5—2位的时间间隔，异步传输以单位逐次传输的。用起止方式传送一个ASCII。字符编码R(1001010)的情况如图l—5所示。采用起止异步方式，而使每个字符本身都带有所需的开始和停止的同步信息，所以在这样系统中，可以随时地发送字符，使用十分方便，对于一般电传机，如果字符代码占7位，一个起始位，一个校验位，一个停止位，则发送一个字符共占10个二进位。如果传送速率为每秒600个二进位，则相当于每秒钟传送60个字符。
②同步传送
该方式的信息单位是一组数据或一个报文，在这一组数据或一个报文内不需要起停标志，而是在要传送的数据前面放上两个或两个以上的同步信号字符SYN(在ASCII和EBCDIC编码表中已有定义)代码为'0010110'，在接收端，首先寻找同步字符SYN，如果检验出两个或两个以上SYN，那么接下去就全部是要求传送的字符。
采用同步方式传送，在所传送的字符与字符之间，不再留有空隔，也不停顿，可以继续不停地发送，故速度较快。
通信信道的分类[1]
信道可以按不同的方法来分类，如按传输信号类型来分类，可分为模拟信道和数字信道：按信道使用权来分，可分为专用信道和公用信道：按传输介质的类型不同，信道可分为有线信道和无线信道。对于不同类型的信道，其信道特性和使用方式均有所不同。
1．有线信道
有线信道分为双绞线、同轴电缆和光纤三种。
●双绞线
双绞线(TP—TwistPairj是网络中最常用的一种传输介质。它是由两根具有绝缘保护的铜导线按—定规则绞合而成，双绞线可分为屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线（UTP）。双绞线既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，适用于短距离信息传输。双绞线的主要特点是价格低、安装方便，但抗高频干扰能力较低。
●同轴电缆
同轴电缆（Coaxial Cable)是目前局域网中最常用的传输介质之一。它由内外两个导体组成，内导体是一根实心铜线，用于传输信号，外导体被织成网状，丰要用于屏蔽电磁干扰和辐射。网络中使用的同轴电缆有两种类型：50Ω和75Ω。75Ω的同轴电缆就是公用钉线电视系统CATV中使用的同轴电缆，也称为CATV电缆。根据同轴电缆直径的不同，50Ω的同轴电缆又分为粗同轴电缆(简称粗缆)和细同轴电缆（简称细缆)，粗缆抗干扰性能好，传输距离远：细缆价格便宜，但传输距离较近。
●光纤
光纤的全称足光导纤维(Optical Fiber)，又称光缆，是当前计算机网络所使用的传输介质中发展最为迅速的一种。光纤是一种能够传导光线的、极细而又柔软的通信媒体，——根或多根光纤组合在一起形成光缆，光缆还包括——层吸收光线的外先。
光缆的优点是：频带极宽、传输容量大、传输速率高、误码率很小、抗干扰能力强、数据保密性好、传输距离远。但也存在着价格较贵、安装困难等缺点。
2．无线信道
无线信道分为三种：微波信道、红外和激光信道、卫星信道。
●微波信道
利用微波进行通信是比较成熟的技术，它是在对流层视线距离范围内利用无线电波进行数据传输的一种通信方式。计算机可以直接利用微波收发机进行通信，还町通过微波中继站宋延长通信的距离。微波信道的传输质量比较稳定，不受雨雾等天气条件的影响，但在方向性及保密性方面不及红外和激光信道。
●红外和激光信道
红外和激光信道与微波信道—‘样有很强的方向性，都是沿着直线传播的。所不同的是红外和激光通信把要传输的信号分别转换为红外光信号和激光信号，直接在空间传播。
●卫星信道
卫星通信是以人造卫星为微波中继站，属于散射式通信，它是微波信道的特殊形式。一个同步卫星可以覆盖地球表面三分之一的地区，三个这样的卫星就可以覆盖地球上的全部通信区域。卫星信道的优点是容量大、距离远，但一次性投资大、传播延迟时间长。