如何用电话线上网（家里用光纤还是网线）？如果你对这个不了解，来看看！
电话线如何上网？无限制的提升网速？海绵宝宝与奈奎斯特告诉你，下面是勇敢的饺子AE给大家的分享，一起来看看。
如何用电话线上网
没有经过调制的数字信号一般频率比较低，所占据的频谱是从零频或者很低频率开始，称之为数字基带信号(Baseband)，在诸如计算机局域网等具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。这种不经过载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。而把包括调制与解调过程的传输系统称为数字带通传输系统。
本文主要内容有：
矩形脉冲及其频域形式码元速率与比特速率的区别带宽的含义码间串扰以及Sa脉冲奈奎斯特第一准则我们以海绵宝宝作为开篇图，至于原因，请继续阅读，稍后便知。
图1 海绵宝宝
模拟带宽与数字带宽带宽这个词，英文为Bandwidth，在计算机、通信领域内出现的频次很高。
模拟通信领域中的带宽，是指频率范围所占的宽度，或称频带宽度，单位为赫兹(HZ)。信号的带宽是指信号所占用的频率的宽度。
传输信道的带宽，是指它"接纳"不同频率信号的范围。以电话线路为例，它的通频带范围为300～3400HZ，带宽约为3400-300=3.1KHZ。我们人耳能识别的语音信号频率范围在20Hz--20kHz之间，所以300Hz以下的声音信号，电话线是不支持传输的，所以电话信道会产生失真，但不影响使用。
图2 电话线如何上网
图2中的电话线，300-3.4kHz用来传输声音信号，更高的频率用来传输电脑上网的数字比特信息，这就是电话线上网的原理。
有些传输信道的带宽很宽，比如说有线电视信道，所以常常将它划分出几十个中心频率不同的频道(子频道)，用来同时传送几十套节目。
图3 网线作为一种传输信道
在数字通信领域，带宽同样是最重要的性能参数，它反映了通信速度的快慢或通信信道容量的大小。数字通信中的“带宽”是指数字信号的传输速率，即每秒传送的比特数，简称位率或比特率，其单位是b/s或bps。
数字通信领域的带宽(数据率)与模拟通信领域的带宽(频率宽度)是两个不同的概念，而且在数值上，它们也不相等，即传输系统的bps数并不一定在数值上与HZ数相等。我们把bps数与HZ数的比值，即每HZ的bps数称为谱频率。
图4 运营商1000Mbps宽带到户
关于码元速率和比特速率码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T，单位叫波特，这是为了纪念电报码的发明者法国人波特(Baudot)，故码元速率也叫波特率，或称作调制速率、波形速率、符号速率。
图5 码元速率Baud与比特Bit速率
观察图5，如果一个码元表示3个二进制数字，每秒传输码元个数为n个，那么波特率为n，比特速率为3n；如果一个码元表示4个二进制数字，每秒传输码元个数为n个，那么波特率为n，比特速率为4n。
比特速率，也叫数据速率，单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元，则数据速率可成倍提高。
那么我们想要得到更快的速率岂不是很容易，要么提高波特率，要么用码元表示更多的比特数?
图6 奈奎斯特
但早在1924年，贝尔实验室的研究员亨利·奈奎斯特就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率，称为奈奎斯特第一准则。若信道带宽为W，则奈奎斯特定理指出最大码元速率为B=2W(Baud)，奈奎斯特定理指定的信道容量也叫奈奎斯特极限，这是由信道的物理特性决定的。超过奈奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的，所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。
同时，如果简单的用码元表示更多的比特数，也会容易受到噪声的影响。
R=B*log2N=2W*log2N(b/s)
其中R表示数据速率，单位是每秒比特，简写为bps或b/s
前面说了，对于普通电话线路，带宽约为3000HZ，最高波特率为6000Baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而取不同的值。这些都是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰，因而远远达不到按奈奎斯特定理计算出的数据传送速率。
图7 二进制数字
香农(shannon)的研究表明，有噪声的极限数据速率可由下面的公式计算：
C=W*log2(1+S/N)
这个公式叫做香农定理，其中W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的平均功率，S/N叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大，故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为 : dB=10log10S/N
例如当S/N为1000，信噪比为30dB。这个公式与信号取的离散值无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如信道带宽为3000HZ，信噪比为30db，则最大数据速率为
C=3000log(1+1000)≈3000×9.97≈30000b/s
这是极限值，只有理论上的意义。实际上在3KHZ带宽的电话线上，正常数据速率达到9600b/s就很高了。
综上所述，我们有两种带宽的概念，在模拟信道，带宽按照公式W=f2-f1 计算，例如CATV电缆的带宽为600HZ或1000HZ；数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率，例如以太网的带宽为10MB/S或100MB/S，两者可通过香农定理互相转换。
矩形脉冲关于码元的选择，我们有多种选择，其中矩形脉冲是常见的一种脉冲。矩形脉冲的"高"与"低”可以表示数字比特1和0。
图8 矩形脉冲，宽度为1秒，幅值为1
在通信系统中，发射端如果需要发射一串数字信号00010110，我们可以把0映射为正脉冲，1映射为负脉冲。
这样数字比特，就被"成形"为码元脉冲了，这个过程叫做"脉冲成形"。
在发射机中脉冲成形如图3所示。这些脉冲信号假设在传输的过程中，没有受到任何的噪声与畸变干扰，那么在接收端我们将得到"一摸一样"的脉冲信号，然后我们对这些脉冲信号进行采样。
图9 脉冲成形与接收端采样判决
采样就是在"采摘"某一个时刻脉冲信号的电平值，如果采样时刻信号电平为正，那么就判决为数字比特0；如果采样时刻信号电平为负正，那么就判决为数字比特1。
你看，这就是一个理想的、简单的数字基带传输系统。
但上面的分析有一个前提，那就是，矩形脉冲信号可以无失真地由发送端通过信道传输到接收端。实际上要做到无失真传输是不可能的，因为矩形脉冲信号的频谱带宽是无限的，而信道带宽总是有限的。
所以说矩形脉冲的带宽是无限的，并且带外功率衰减很慢。这就叫做带外泄露，一般在实际工作中不采用矩形脉冲作为成形滤波器。
我们在学习信号与系统课程之时，也了解了矩形脉冲的频谱。矩形脉冲的频谱叫做Sa函数，就是sinx/x这种形式。具体的推导过程需要使用到欧拉公式，过程不是很复杂，这里直接给出。
图10 矩形脉冲的傅里叶变换
仔细看图11，矩形脉冲信号的宽度为τ，其频谱Sa函数的第一个过零点为1/τ，我们把这个频率范围叫做带宽B，B=1/τ。
这是一个很重要的公式，时域中我们想获得更快的传输速率，必然希望脉冲宽度τ越小越好，但是当我们压缩时域信号脉冲宽度时，频域的带宽必然要展宽。所以通信系统中，通信速度与占用频带宽度是一对矛盾。
图11 矩形信号的傅里叶变换，带宽B
码间串扰通过图10，我们可以看出一个矩形脉冲信号的频谱是无限宽的。看下频谱公式EτSa(wτ/2)，w的取值范围是任意的，也就是频率范围是从-∞到+∞。
这样就存在一个问题，我们任何的通信系统都是工作在一定的频率范围之内的，并且“你走你的独木桥，我走我的阳光道”，相互之间不干扰。但是如果我们用矩形脉冲去传播数字比特的话，在它的频带将无限宽，必然会对其他系统产生干扰。
同时，当这样带宽无限的信号通过带宽有限的信道传输，在信道带宽之外的信息必然就无法有效传输，产生失真。当失真严重到一定的程度之时，可以导致采样判决出错，无法正确的恢复出数字信号。
图12 错误判决
如图12所示，0被误判为1。
↓SA脉冲↓
根据傅里叶变换的对称性，我们"反"过来，把Sa函数放在时域，矩形脉冲变到频域去，矩形脉冲的带宽τ是有限的，不再是无限宽的频率了，这样通过"带宽限制"的信道时，不就不会产生失真了吗？
图13 时域Sa脉冲，频域矩形
这个时候，Sa函数在时域了，可以给数字比特"成形"。还是以数字信号00010110为例子，0映射为正脉冲，1映射为负脉冲。当每个脉冲间隔为1/τ时，我们发现一个重要的特性，当一个脉冲达到最大值时，其余脉冲恰巧幅值都为0，相互之前没有干扰。
图14 用Sa脉冲作为码元，传输比特流
在接收端，也不会耽误采样判决：
图15 接收端进行采样，高电平判决为0，低电平判决为1
总结现在我们来整理一下思路，现在有一串二进制数字我们要传输，先找一种波形来表示二进制数字，可以是矩形脉冲，也可以是Sa脉冲，这个波形就叫做符号或者码元。
然后我们需要传输这种码元，但是在传输的过程中，会出现2个问题：
前后码元之间串扰与信道带宽不匹配所以，我们需要找出合适的脉冲，可以匹配传输信道。同时，找到一种结论，只要满足这个结论，那么前后码元就不会相互之间干扰，这个结论就是奈奎斯特第一准则。
最后，海绵宝宝与派大星登场......
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@通信M班长
家里用光纤还是网线
事情是这样的，家里前不久新装的移动500M宽带，由于装宽带自己不在家，父母也不是很懂，那个宽带师傅直接把光纤从空调洞拉入到主卧，也就是光猫是放在主卧里，那之前预留的弱电箱和预留的光纤线管洞就没用了。就跟我爸商量了一下，看看什么时候叫装宽带的师傅帮忙把光纤挪一下，随便想着把原来预埋的网线换了，不然怎么配的起这500M的宽带。
刚好电工师傅是邻居跟我爸是好朋友，家里线管预埋，水管，灯之类的东西都是他负责装的，材料一些东西也都是在他那里买的，说实话，很多东西都不怎么样，坏的坏，不好用的还是不好用。但是碍于情面，水电一些东西，坏了也得麻烦他，找他修，所以让我爸找他帮忙，把原来预埋的网线换了。问他有没有好一点的网线，后面他拿了一些，
应该是用了一部分的网线，给我，说是**牌的，很好用，他帮别人装的也是这个牌子的线材。我拿上手看了一下，线材上面也没有标志，看线芯也不像是6类线，我问了一下，有没有其他的线了，这应该不是我想要的6类线，他却跟我说，没有了大家用的都是这种线，那我说算了吧。我自己买好了，为了能赶紧装好，就直接跑到镇上那种五金店，问了几家竟然还真的都是同一类牌子的这种线材，就找不到6类的线，我想着那就这样吧 ，暂时就不管了。因为我听说那个电工师傅要出去做事了，一段时间不回来，网上买也来不及，心里也就放下来了，第二天我又听我爸说那个师傅要过几天，叫我去网上买，个把星期都是来的及，那既然这样我就直接到网上下单买6类线得了。
过了几天，网线也到了，那就叫师傅来安装吧，但是他说没有钢丝了，就是穿线要用到的钢丝，行吧，那就跑一趟到镇上买钢丝，钢丝这东西也不贵，几块钱能买到很长一段，10到20米应该是有的。回来之后，没想到那个师傅竟然忙着找线管位置，因为弱电箱打开，那几根网线和有线电视的线抽不出来。就找那几个可能之前有布线的插座位置，费了点时间，也找到了。就那个弱电箱布置的非常不合理，在二楼到三楼楼梯墙体上，却不在那个平台上，得找梯子才能够的着，但那个师傅尽然分不清哪条线是客厅的，哪条线是主卧，次卧的了。后面发现线材是穿到3楼上，再从三楼穿到二楼的墙体面板内的，那个需要更换的线材抽不出来，就是这样的原因。后面把三楼墙体敲开，找到线材，在三楼把线材剪断，一分为二，这样就好把线材抽出来。当然抽的时候把钢丝接上，方便后面6类的线穿进去。这样敲了三楼的主卧的墙和三楼客厅的墙，才把二楼的主卧，客厅网线穿好，次卧是在弱电箱的背面，就不用敲了，直接抽线，穿线就行。
正好，那天装宽带的师傅有空，就叫他来帮忙把光纤挪了个位置，光纤从房子的后门预埋的线管进入到弱电箱，这边光纤穿进来后接入光猫，放入到弱电箱中。还有一个问题就是原来的插座面板直接是插座面板，没有预留网线接口面板的，所以就要把原来的插座面板换掉，换带有网线接口的面板。前面说了之前的有关水电类的材料都是到这个电工师傅这里买的，所以更换面板自然也就默认到他这里购买。接面板的时候我也是没有想到，面板也是分6类和5类的，接完后之后，自己接了一根网线用来测试了一下，就直接插入的次卧的插座的网线接口面板，测试了才发现500M的宽带就发挥了一半不到的性能。
还好自己接的网线够长，就拿来梯子，打开弱电箱面板，把网线直接接入到光猫上，测试发现就好了一倍，好家伙，这次反而是把自己坑了，还得把线接到光猫上，那个面板换了花了钱，不就是摆设的作用了吗，买来的6类线换上，也换了个寂寞。后面，我找他问了，有没其它面板，他说“没有，这个网线接口哪有什么6类 5类的”。我…………，知道，再多说也毫无意义。
诶，就老实把长长的网线从房间穿过门口、爬上楼梯接入弱电箱，毕竟500M的宽带和 6类的网线不能浪费啊！这就是教训啊，以后找师傅家装一定要自己参与进去，就算是认识的师傅也要留心眼，材料能够自己买得最好自己买，或者，师傅购买的材料自己一定要查看，数量，尺寸，牌子，以免被以次充好，防止被坑，总之，一定小心，小心，在小心！