处在OSI参考模型最底层的是物理层，它直接朝着实际承担数据传输的物理介质也就是通信信道，其主要功能是做到比特流透明的传输情况，从而是为数据链路层给予数据传输服务，物理层的传输单位是比特，也就是二进制位的“0”或者“1”。
在这一章节之中，将会对物理层连接的接口以及相关标准予以讲述，还会涉及传输所凭借的介质，以及数据通信所运用的技术，另外包括数据编码这一方面，以及常用的那些网络设备。
学习目标
·理解并掌握物理层的基本概念、主要功能和基本特性
·熟悉各种网络互联设备
·理解比特率、波特率和信道容量的定义
·了解各类传输介质的基本特性
·熟练应用计算机信道容量的两个公式
·掌握数字数据的数字信号编码
2.1物理层接口与标准
概念
物理层处于OSI参考模型的最底层，它是向下直接跟传输介质相连接的，它是向上与数据链路层相邻的，并且物理层会为数据链路层提供服务，这如图2-1所示。
2.1物理层接口与标准
图2-1 物理层与数据链路层的关系
概念
有这样一种情况，物理接口它是那种能够达成通信的具体硬件或者软件接口，而协议呢，是规定数据传输规则以及约定的标准。在计算机通信这个范畴里呀，要基于具体的硬件设备还有通信要求，去挑选恰当的物理接口以及协议，以此来保证数据传输具备可靠性与高效性。
2.1物理层接口与标准
2.1.1 物理层接口
物理层接口，乃是物理层里设备相互之间的连接接口，属于计算机通信当中最低层次的某一种接口。它的主要任务，是达成比特流的传输，也就是依照协议要求，把数据比特流于传输介质之上予以传输。
物理层接口的特性包括以下4个方面。
(1)机械特性，其作用在于描述物理接口呈现出的外观以及尺寸，这里面涵盖了连接器所具备的形状，还有大小，以及排列方式等等，就如同图2-2所展示的那样。
2.1物理层接口与标准
图2-2 常见连接器机械特性
(2)电气特性，其作用在于对物理接口里的导线相关，且涉及如何进行电气连接的特性予以描述，这里有电压情况，还有电流情况，以及信号线数情况等。
(3)其功能特性在于，描述物理接口之中各条信号线的用途，也就是信号线的功能定义。
(4)规程所具有的特性在于，它描述了物理接口传输比特流的整个过程，并且还描述了各项用于传输的事件发生的符合规定的顺序。
2.1物理层接口与标准
2.1.1 物理层接口
常用的物理层接口包括以下5种：
(1)接口，是以太网接口，它被用于连接局域网里的计算机与设备，以此来达成高速数据传输，常见的接口类型含有RJ - 45以及SFP+等。
(2)光纤接口，是那连接光纤线缆的光纤头，它能够达成高速且长距离的数据传输。常见的光纤接口类型有括SC、LC、FC等。
2.1物理层接口与标准
2.1.1 物理层接口
(3)一种用于连接无线网络，达成无线数据传输的接口，存在于无线网卡以及无线路由器之上，被称作无线接口。常见的此类接口类型涵盖PCIe、USB等等。
(4)串行接口，像RS - 232C、RS - 485这类，常常被用于，于设备之间进行，长距离的数据传输。
(5)并行接口：如USB接口、HDMI接口等，用于高速数据传输。
2.1.1 物理层接口
2.1物理层接口与标准
2.1.2 物理层接口标准
1.EIA制定的物理接口标准
美国电子工业协会EIA所制定的物理层接口标准之中，主要涵盖了RS系列标准，其中，RS - 232C乃是由EIA所制定的一种串行物理接口标准，该标准被广泛运用于计算机串行接口以及通信设备之间的数据传输，RS - 232C标准采用DB - 9或者DB - 25连接器，其传输速率范围从～，最大传输距离为15m，另外，EIA还制订了其他RS系列标准，像RS - 449、RS - 485等。
2.1物理层接口与标准
通信领域里，国际电信联盟电信标准化部门ITU-T作了规定，其制定的物理层接口标准，主要涵盖了V系列标准和X系列标准等内容。
一种用于连接电子设备的接口标准是V系列标准，它包括多种不同的如同VGA、DVI、HDMI等的接口类型 ，V系列标准本身是一种涉及数据终端设备与调制解调器或网络控制器之间接口规范的比较复杂的接口标准 ，V系列标准里还定义了在如V.24、V.28、V.10、V.11、V.i20等方面的一些其他接口标准，这些标准用于定义接口电路和接口电气特性。并且，V系列标准当中涵盖了一系列传输设备标准，像V.21，V.22，V.23，V.32，V.32bis，V.22bis，V.26bis，V.34，V.34bis，V.61，V.70，V.90等，而这些标准是用来界定不同种类的传输设备以及其技术规范的。
2.1物理层接口与标准
2.1.2 物理层接口标准
2.ITU-T制定的物理层接口标准
ITU - T 所提出的 X 系列标准，是应用于广域网的通信接口标准，它主要是用来连接数据终端设备以及数据通信设备的。其中，X.1 到 X.39 标准，主要应用在终端形式、接口设计、服务设施还有设备特性的规范等这些方面，就像 X.25 标准规定了数据包的封装以及传送协议；而 X.40 到 X.199 标准，则主要应用于网络结构管理、传输技术及规范、信号发送等这些方面。
此外，X系列标准能够被用在调制解调器方面，像V.90调制解调器标准。这个标准对数据传输速率作了规定，是56kb/s ，也就是能够在普通电话线带宽状况下达成高效、快速的数据传输。
2.1物理层接口与标准
2.1.2 物理层接口标准
2.ITU-T制定的物理层接口标准
2.2传输介质及网络设备
概念
在计算机网络里头，存在着不少用于连接网络设备的各类传输介质，通常情况下，会被划分成为有线传输介质以及无线传输介质这两大类别，其中的有线传输介质包含了双绞线、同轴电缆还有光纤，无线传输介质涵盖了无线电波、微波以及红外线，而传输介质的选择以及连接，属于物理层设计里的一项关乎重要性的工作内容之一。
2.2传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
1.双绞线
局域网布线里，常被用到的一种传输介质是双绞线电缆，也就是双绞线，特别是在星形网络拓扑之中，它是布线时绝对不能缺少的材料。就像图2-3所展示的那样。
2.2传输介质及网络设备
图2-3 带水晶头的双绞线
一般而言，双绞线是由两根绝缘的铜导线相互缠绕而形成的，每一根铜导线的绝缘层之上分别涂有不一样的颜色，以此来表示区别。两根具备绝缘保护层的铜导线按照一定的密度互相绞合，这样能够有效地降低外界电磁场对于信号的干扰。
如图2-4所示，双绞线能被划分成两大类，其中一类是屏蔽双绞线，也叫STP，另一类是非屏蔽双绞线，也叫UTP。
2.2传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
图2-4 屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线
由于运用STP的成本相对较高，因而UTP获得了更为广泛的运用，下面仅对UTP作简要介绍，如表2-1所示，详细图表见教材24页。
2.2传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
2.2.1 有线传输介质
2.同轴电缆
有种电缆叫同轴电缆，它被分成了两类，一类是基带同轴电缆，这类电缆的阻抗是50Ω，另一类是宽带同轴电缆，其阻抗为75Ω。基带同轴电缆还能再细分，细分成粗缆和细缆这两种，它们都用来直接传输数字信号。宽带同轴电缆呢，它能用于频分多路复用的模拟信号传输，也能够用于不采用频分多路复用的高数字信号以及模拟信号传输。闭路电视所使用的那种CATV电缆，其实就是宽带同轴电缆。同轴电缆的结构呈现如图2-5所示的样子。
2.2 传输介质及网络设备
图 2-5 同轴电缆结构
2.2.1 有线传输介质
2. 同轴电缆
同轴电缆适用于点到点连接，也适用于多点连接。基带50Ω电缆每段能够支持数百台设备，在大型系统里还能够用适配器把各段连接起来，借此扩大覆盖范围，；宽带75Ω电缆可以支持数千台设备。
同轴电缆传距离，由传信号形式与速率所定，典型基带同轴电缆，其最大距离限在几千米，于同样数据速率情形下，粗缆传输距离比细缆长，宽带同轴电缆。传输距离可达几十千米，此外，与双绞线相比，同轴电缆的抗干扰性能强。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
3. 光纤
光纤，也就是光导纤维的简称，它是由那种能够传导光波的超细石英玻璃纤维，再加上保护层而构成的，多条这样的光纤组成一束，就形成了一条光缆，和金属导线相比较而言，光纤具备重量轻、线径细的特性，如图 2-6 所示。
2.2 传输介质及网络设备
图 2-6 光纤
2.2.1 有线传输介质
2. 同轴电缆
跟据其所采取用的光源，以及传输模式来进行区分，光纤能够被划分成多模光纤及单模光纤这两种。
(1) 多模光纤把发光二极管产生的可见光用作光源，纤芯直径比起光波波长来讲大好多。在多模光纤当中，多路光线以各异视角进入纤芯，它们的传播路径全不一样，也就是说，光束凭借多种模式于纤芯内持续反射进而向前传播，就如龙图2-7(a)所显示的那样。多模光纤的传输距离通常在550 m之内。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
2. 同轴电缆
(2) 被采用注入式激光二极管作为光源的单模光纤，其激光有着较强的定向性，单模光纤的纤芯直径十分接近于光波的波长，光线能够以单一模式无反射地沿轴向传播，就如同图2-7(b)所展示的那样，单模光纤的传输距离一般处于3000 m以内。
2.2 传输介质及网络设备
图 2-7 光纤传播示意图
2.2.1 有线传输介质
2. 同轴电缆
长距离的数据传输以及网络的主干线方面，主要会用到光纤。和其他有线介质相比较而言，光纤具备以下5个优点：
(1) 光纤有较大的带宽，通信容量大。
(2) 光纤的传输速率快，能超过千兆位 / 秒。
(3) 光纤的传输衰减小，连接的范围更广。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.1 有线传输介质
2. 同轴电缆
(4) 由于光纤不会受到外界电磁波的干扰，所以它的电磁绝缘性能良好，适合在电气干扰严重的环境里使用。
(5) 光纤不容易受到串音干扰，不容易被窃听，不容易被截取数据，所以安全保密性良好。
于大部分企业环境里，光纤主要用以作为数据分布层设备间的高流量点对点连接，以及用于拥有多栋建筑物的校园或者园区建筑物互连的主干布线。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.2 无线传输介质
信号借助空气（又名为真空）进行传输的途径，被称作无线传输介质 ，其承载主体主要涵盖无线电波、微波、还有红外线等，这些承载主体均归属于电磁波的某一种类别。无线传输介质凭借电磁波的频率予以区分。频率依由低至高的顺序分别是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线（UV）、伦琴射线（X射线）以及伽马射线（γ射线）。
2.2 传输介质及网络设备
1. 无线电波
无线电广播、电视以及移动通信等方面主要运用无线电波，中低频无线电波的频率处于1 MHz以下，它靠着地球表面进行传播，高频、甚高频和特高频无线电波的频率是1 MHz～1 GHz。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.2 无线传输介质
指那些频率处于至范围之内的电磁波就是微波 ，因为频率是比较高的 ，波长却很短 ，所以具备更高的方向性。它典型的一些工作频率是2GHz、 4GHz、 8GHz以及. 一ZGHz。并且它主要是应用于卫星通信这里 ，还有电视转播方面 ，另外军事等领域也会用到它。
2.2 传输介质及网络设备
2. 微波
2.2.2 无线传输介质
红外线具有方向性良好的特点，其价格较为便宜，并且易于制造，然而它却不能够通穿过任何固体物质，正因如此它会被广泛应用在短距离通信领域中啊。
3. 红外线
2.2.3 常见的网络设备
上网所用到的设备之中，主要包含着网卡，还有交换机，另外还有路由器，再者是防火墙，也就是Fire Wall，最后还有网关，也就是Gate Way。
1. 网卡
用于协调主机与网络间数据、指令或信息发送与接收的网络接口卡，也就是网卡或者网络适配器，它是主机和网络的接口体现，如图2-8所示为其呈现形式了。
2.2 传输介质及网络设备
图 2-8 网卡
2.2.3 常见的网络设备
1. 网卡
网卡所具备的主要作用在于达成计算机跟网络之间的数据的传输以及通信，具体涵盖以下几个方面的功能：
(1) 实现数据的封装以及解封装，网卡会把计算机里的数字信号转变成网络里的模拟信号，然后靠着网络来传输数据，在发送数据之际，网卡针对数据开展封装以及编码工作，在接收数据之时，网卡针对收到的数据实施解码以及解封操作，并且把数据传送给计算机里其余的组件去做处理。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
1. 网卡
网卡的主要作用是实现计算机与网络之间的数据传输和通信，具体包括以下几个方面的功能：
(2) 数据执行传输以及通信，网卡具备将数据予以接收的功能，还拥有对数据进行处理的功能，也存在把数据进行发送的功能等，于网络当中，每一个设备均具备一个独一无二的MAC地址，网卡依靠MAC地址去把每个设备加以标识，借此达成数据的传输以及路由。
(3) 让在网络里的计算机得以通讯的关键部件其中之一是网卡，它能让用户借由电缆或者无线去向彼此连接，达成有关计算机跟网络间的连接，进而连接计算机和网络。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
2. 交换机
交换机，是一种网络设备，专门用于信号的转发，它的核心功能，在于维护一张MAC地址表，借助这张表，能够为接入交换机的任意两个网络节点，提供独享的通路。
有两种类型的交换机，主要是二层交换机和三层交换机，二层交换机工作于数据链路层，其本质如同网桥，故而又被叫做多端口网桥，它能够识别数据包里的MAC地址信息，且依据MAC地址予以转发，三层交换机具备路由功能，同时在数据链路层以及网络层工作，三层交换机于网络层对数据包的处理跟路由器相类似。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
2.2 传输介质及网络设备
交换机如图 2-9 所示。
图 2-9 交换机
2.2.3 常见的网络设备
3. 路由器
路由器，是网络互联设备，能连接多个网络，这些网络类型相同或不同。它具备按某种准则，自动选择一条到达目的子网的最佳传输路线的能力。其作用是连接两个及以上复杂网络，主要用于广域网之间互联，或者广域网与局域网的互联。
能依据网络层信息挑选最佳路径的路由器，会把数据分组从一个网络传送到另一个网络，路由器拥有如下主要功能。
2.2 传输介质及网络设备
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
3. 路由器
(1) 进行路由抉择，这路由抉择是在数据传送进程里，路由器收到数据之后，借由挑选最佳路线从而把数据精准传到目标地址的进程。
(2) 将网络进行连接，路由器能够把不一样类型的网络相互连接起来，达成不同网络之间的通信以及数据交换，此行为被称作连接网络。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
3. 路由器
(3) 将有若干子网被划分出来，路由器能够在逻辑层面把网络去划分成好多子网段，进而方便数据进行转发以及网络实施控制，如此来！
(4) 为网络中的广播信息，路由器能够自动进行过滤，从而有效防止“广播风暴”出现，“广播风暴”是说当广播之时数据把网络充满，致使无法处理，进而占用许多网络带宽，造成正常业务无法运行，甚至出现瘫痪情况的产生，最终提升网络的性能以及稳定性。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
3. 路由器
路由器如图 2-10 所示。
图 2-10 路由器
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
4. 网关
网关，又被称作是网间连接器、协议转换器，在互联的、不同结构的网络里，主机之前相互通信时，是由网关完成这两种网络数据包格式互换的，借此实现不同网络协议的翻译职能，并承担转换工作，网关能够连接多个高层协议丝毫不同的局域网，所以说，网关是连接局域网与广域网的首选设备，至于网关，呈现情况如图 2-11 所示。
图 2-11 网关
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
4. 网关
凭借网关在应用功能方面存在的不同之处，网关能够被划分成，协议网关，以及应用网关，还有安全网关这三种类型。
(1) 能在多个不同协议以及数据格式之网络间具备数据转换功能的通常在异构网络间用于连接的协议网关标点符号。
(2) 有一种专用系统，它被称作应用网关。这一系统是在那种使用不同数据格式的环境里头，用来开展数据翻译工作的。它一般是被运用在处理特定应用所涉及的数据转换以及通信上面的。
(3) 将多种技术手段综合运用，对网络之上的信息予以安全过滤以及实施控制的安全设备，其被总称为安全网关，它一般涵盖防火墙、入侵检测系统、内部过滤系统等安全组件。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
5. 防火墙
有这么一种软件或硬件解决方案，它处在计算机以及其连接的网络之间，硬件防火墙会把隔离程序直接固化到芯片上面。防火墙实际上属于一种隔离技术，是在两个网络进行通信的时候执行的一种访问权限控制，它能够把非法用户或者数据挡在门外，最大程度地去阻止网络上黑客的攻击，进而保护网络内部不遭受入侵。防火墙主要是由服务访问规则、验证工具、包过滤以及应用网关这4个部分构成的。防火墙呈现如图2-12所示的样子。
2.2 传输介质及网络设备
2.2.3 常见的网络设备
5. 防火墙
防火墙是一种位于计算机及其连接的网络之间的软件或硬件解决方案 ( 硬件防火墙将隔离程序直接固化到芯片上 )。防火墙实际上是一种隔离技术，是在两个网络通信时执行的一种访问权限控制，它能将非法用户或数据拒之门外，最大限度地阻止网络上黑客的攻击，从而保护网络内部免受入侵。防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关 4 个部分组成。防火墙如图 2-12 所示。
图 2-12 防火墙
2.3 数据通信技术
2.3.1 信息、数据与信号
1. 信息
2.3 数据通信技术
于计算机网络里头，通信的目的乃交换信息 ()。于各异领域当中针对信息存有不同界定这般，通常而言认为信息是人针对现实世界事物存在方式或者运动状态的某类认识之样，亦是人们借由通信系统去传递的内容的样。信息的载体能够是数字、文字、语音、图形、图像以及动画等的样。任何事物的存在皆是伴随相应信息的存在的样。信息不但能够反映事物的特征、运动与行为，而并且能够借助媒体传播以及扩散的样。
2.3.1 信息、数据与信号
1. 信息
2.3 数据通信技术
计算机、外围设备以及计算机网络在进行信息处理、存储还有传输的时候，首先得把信息表示成数据。一般在网络里传输的二进制代码称作数据，所以能够认为数据是信息的载体，是信息的表现形式，而信息是数据的具体含义句号。
2.3.1 信息、数据与信号
1. 信息
2.3 数据通信技术
数据的形式有两种：模拟数据和数字数据。
(1) 将模拟数据，用连续的物理量去进行表示，比如说声音，它属于典型的模拟数据，此外温度，其变化也是一个连续的值，压力的变化同样是一个连续的值。
(2) 数据是数字的，它用离散的物理量来表示，一般而言，它是由二进制代码组成而成的一个数字序列，这些二进制代码是由“0”“1”构成的。
有一种表示形式，它是数据于传输进程里的电信号所展现出来的样子，这种表示形式叫做信号。信号能够划分成两种类别，一种是模拟信号，另一种是数字信号。
(1) 存在这样一种信号，它被称作模拟信号，其特点是在时间方面呈现连续变化的状态，或者在幅度方面呈现类似的连续变化状态，就如同图 2-13(a) 所展示的那般，它具备能够表示各类连续变化的物理量的能力，像温度、压力、声音等等。此外，语音信号同样属于其中，模拟电视图像也属于典型的模拟信号，这是另外的一种情况。
(2) 是一种信号，这种信号在时间上用离散数字表示，在所呈现的幅度上也用离散数字表示，就如同图2-13(b)表示的那样，它在传输过程中具有抗干扰能力强的特点，在处理过程中还具备可靠性高的特性，所以在现代通信等领域获得了广泛应用，这就是数字信号。
2.3.1 信息、数据与信号
2.3 数据通信技术
2. 信号
2.3.1 信息、数据与信号
2.3 数据通信技术
2. 信号
图 2-13 信号
2.3.2 数据通信系统的基本结构
2.3 数据通信技术
按在传输介质上所传输信号的类型来分，数据通信系统能被分成模拟通信系统与数字通信系统这两种。传输模拟信号的那个系统被称作模拟通信系统，而传输数字信号的系统叫做数字通信系统。
2.3.2 数据通信系统的基本结构
2.3 数据通信技术
1. 模拟通信系统
有这么一种系统，叫模拟通信系统，它一般是由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源所组成的，就如同图2-14展示的那样。其中，信源是指那产生又发送信息的一端；而信宿则是指接收信息的那一端。信源产生的原始模拟信号通常是要经过调制之后才会被送入信道去传输的。像普通的电话、广播、模拟电视等这些，都属于模拟通信系统。
图 2-14 模拟通信系统的结构模型
2.3.2 数据通信系统的基本结构
2.3 数据通信技术
2. 数字通信系统
信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、数字通信系统一般会含有这些部分 ，信道 ，解调器 ，调制器 ，信道编码器 ，信源编码器 ，信源。
译码器，信源译码器，信宿，噪声源构成，如图 2 - 15 所示。计算机通信系统，数字电话，数字电视等皆属数字通信系统。
图 2-15 数字通信系统的结构模型
2.3.2 数据通信系统的基本结构
2.3 数据通信技术
2. 数字通信系统
于数字通信系统里头，信源所送出的，有可能是模拟信号，也有可能是数字信号。信源编码器具备两个作用，其一为，其二为。
(1) 进行数 / 模 (D/A) 转换，把信源送出的模拟信号转变为数字信号，达成转换的目的。
(2) 达成数据压缩，以此降低数字信号的传输速率，进而减少信号传输时所占用的带宽。
2.3.2 数据通信系统的基本结构
2.3 数据通信技术
2. 数字通信系统
因为信道当中存在有着各种各样噪声的干扰，这就有可能致使接收端接收到错误的信号，为了可以自动检测或者纠正错误，能够采用信道编码器针对信源编码器输出的信号开展差错控制编码，以此来提升通信系统的抗干扰能力，将误码率降低。信道译码是信道编码的逆的过程。
信道编码器输出的数字信号，属于基带信号，它并不适宜进行远距离传输。调制器所具备的作用，乃是将基带信号调制成频带信号。所以，解调是调制的反向过程。
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
数据通信的任务在于传输数据信息，其期望达成的目标有，传输速度要快，出错率需低，信息量应大，可靠性得高，而且得既经济又便于使用，还便于维护 ，且维护也有相应要求。
1. 数据传输速率
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
其中，T表现为一个数字脉冲信号的宽度，处于全宽码的情形下，或者是重复周期，属于归零码的状况，其单位是s。
N是一个码元所取的有效离散值的个数，一个数字脉冲被称作一个码元，N也被叫做调制电平数。
N 一般取 2 的整数次方值。
换个说法来讲，当一个码元仅仅能够取值为0和1这两种离散状态的时候，那么这个码元仅仅可以携带一位二进制的信息，当一个码元能够取值为00、01、10以及11这四种离散状态的时候，那么这个码元就能够携带两位二进制的信息，依此类推，当一个码元能够取值为N种离散状态的时候，那么这个码元就能够携带以2为底N的对数位的二进制信息。
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
在某些调幅以及调频方式的调制解调器当中，有这样一种情况，一个码元对应着一位二进制信息，也就是说一个码元存在两种有效的离散值，在这种状况下，调制速率与数据传输速率是相等的。可是在调相的四相信号方式里，出现了另一种情形，一个码元对应二位二进制信息，换句话讲一个码元有四种有效的离散值，此情形下，调制速率仅仅是数据传输速率的一半。通过将以上两部分内容合并，能够得出调制速率与数据传输速率的对应关系：
R=B·1bN
通常于二元调制方式之中，R与B均选取相同的值，按照习惯二者是通用的，然在多元调制的情形下，必须把它们区分开来。
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
从例 1 能够看出，虽说数据传输速率跟调制速率都是用于描述通信速度的指标，可是它们属于截然不同相互独立的概念。要是把调制速率比作公路上每单位时间通过的卡车数量，那么数据传输速率乃是每单位时间内通过的卡车所携带的货物箱数量。倘若每辆卡车仅装载一箱货物，那么单位时间内经过的卡车数跟单位时间内经过的货物箱数是一样的。然而，要是每辆卡车装载两箱货物，那么单位时间内经过的货物箱数会是单位时间内经过的卡车数的两倍。
2.3 数据通信技术
2.3.3 通信信道
2. 信道容量
信道容量，也就是用来表征一个信道传输数据能力的那个量，它指的是单位时间里信道上面能够传输的最大比特数，其单位是b/s。此信道容量乃是信道传输数据能力的极限所在；而数据传输速率呢，则是去表示实际的数据传输速率。这情形就如同公路上的最大限速值跟汽车实际速度两者之间的关系一样。并且信道又分为存在噪声干扰以及不存在噪声干扰这两类情况。
2.3 数据通信技术
2.3.3 通信信道
2. 信道容量
(1) 没有受到噪声干扰的情形。奈奎斯特（）最先给出了，不存在噪声的状况下，调制速率的极限值B和信道带宽H之间的关联：
B=2·H
其中，H指的是信道带宽，它也被称作频率范围，也就是信道能够进行传输的上限频率与下限频率之间的差值，其单位是Hz。进而能够推出在不存在噪声干扰的情形下，有关信道容量的奈奎斯特公式：
C=B·1bN=2·H·1bN
2.3 数据通信技术
2.3.3 通信信道
2. 信道容量
其中，N 仍然表示携带数据的码元可能取的离散值的个数。
从上边的两个式子能够看出来，针对于特定的那种信道，它的调制速率没办法超过信道带宽的两倍，然而要是可以去增高每个码元有可能取的那些离散值的数量，那么数据传输速率就能够成倍地提升。
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
【例 2】，普通电话线路带宽约为 3 kHz，那么其调制速率极限值为 6 KBaud ，每一个码元有可能取的离散值个数是 16(N = 16)，信道容量是多少呢？
(2)情形是存在噪声干扰，实际当中的信道，总归会遭受各种各样噪声的干扰，围绕受随机噪声干扰的信道这种情况，香农展开了研究，给出了可用于计算信道容量公式，也就是香农公式：
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
在这里面，S代表着信号功率，N是噪声功率，而S除以N就是信噪比。鉴于实际运用信道时的信噪比都必然要足够大，借此常用SNR也就是信噪比去替换S除以N，其单位是分贝，用dB表示。SNR跟S除以N的关系是这样的：
由此可推出在有噪声干扰情况下，信道容量的香农公式：
2.3.3 通信信道
2.3 数据通信技术
带宽是3 kHz 的信道，其中信噪比为30 dB ，那么该信道容量是多少呢？
由此可见，只要提高信道的信噪比，便可提高信道的信道容量。
要着重指出的就是，那两个公式经计算得出的仅仅是信道数据传输速率的极限数值，在实际运用的时候一定要留出足够的空间。