2网络与通信基础.ppt

基本概念 信道概念 信道的最大数据传输速率 1924年，奈魁斯特（H. Nyquist）推导出无噪声有限带宽信道的最大数据传输率公式： 最大数据传输率 = 2Hlog2V (bps) 任意信号通过一个带宽为Ｈ的低通滤波器，则每秒采样２Ｈ次就能完整地重现该信号，信号电平分为Ｖ级。 1948年，香农（C. Shannon）把奈魁斯特的工作扩大到信道受到随机（热）噪声干扰的情况。 热噪声出现的大小用信噪比（信号功率与噪声功率之比）来衡量。 Ｓ：信号功率， Ｎ：噪声功率 10log10S/N 单位：分贝（db） 香农定理 带宽为 H 赫兹，信噪比为S/N的任意信道的最大数据传输率为 最大数据传输率 = Hlog2(1 + S/N) (bps) 电话系统的典型信噪比为30db; 此式是利用信息论得出的，具有普遍意义； 与信号电平级数、采样速度无关； 此式仅是上限，难以达到。 基本概念（cont.） 数据Data，最原始，计算机能表示的代码 数据定义为有意义的实体，是表征事物的形式，例如文字、声音和图像等 数据可分为模拟数据和数字数据两类 模拟数据是指在某个区间连续变化的物理量，例如声音的大小和温度的变化等 数字数据是指离散的不连续的量 信息Information，数据加工后，数据的解释 数据处理—对数据进行数学处理 信息处理—提取数据信息，进行应用处理 信号Signal基本概念 定义：数据的表示形式 分类： 模拟信号：指一种连续变化的电信号，例如：电话线上传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。 数字信号：指一种离散变化的电信号，例如计算机产生的电信号就是“0”和“1”的电压脉冲序列串。 基本概念（cont.） 模拟数据，数据表示为连续变化的形式 基本概念（cont.） 数字数据，离散形式数据 数据通信的特点 数据通信是实现计算机和计算机之间、人和计算机之间的通信； 计算机之间的通信有严格的通信协议； 对数据传输可靠性要求很高； 信息量具有突发性； 设备的多样性； 数据通信的过程 1 建立通信线路，物理通道； 2 建立数据传输链路，逻辑通道； 3 传送通信控制信号和数据； 4 数据传输结束，双方确认，释放链路； 5 断开物理通道； 数据通信类型 基带传输： 方式：将数字信号编码为电压脉冲序列后传输 用于：计算机---磁盘、局域网。 频带传输： 方式：用数字信息对高频载波进行调制形成调制波后传输。 用于：广域网、城域网。 宽带传输： 方式：将链路容量分解成若干个信道，每个信道可以携带不同的信号，如：声音、数据、图像等，这些信道一起传输。 数据传输方式：基带频带与宽带 基带：基本频带，指传输变换前所占用的频带，是原始信号所固有的频带。方波信号称基带信号，方波固有的频带称基带，ETHERNET采用基带传输 频带：将数字信号转换成模拟信号传输。电话线传送数字信号（用MODEM） 宽带：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号。 基带传输 原始信号的频带，称为基带 在信道上直接传输基带信号，称为基带传输 基带信号绝大部分是数字信号 LAN往往采用基带传输 基带传输是一种最简单最基本的传输方式，一般用低电平表示“0”，高电平表示“1”。 适用范围：低速和高速的各种情况。 限制：因基带信号所带的频率成分很宽，所以对传输线有一定的要求。 频带传输 将基带信号转换为频率表示的模拟信号，称为频带信号 将模拟信号利用公共通信网络传输 数据通信系统--模型 线路连接 点对点连接 主机和终端直接连接 主机和主机直接连接 多点线路连接 发送站 接受站 控制站 数据通信系统(计算机网络) -基本组成 数据传输系统 + 数据处理系统 差错控制的数据通信系统(计算机网络) -基本组成 数据通信原理--通信三要素 信源： 信息的发送者（人，机器等） 信宿： 信息的接收者（人，机器等） 载体： 传送信息的媒体（信道） 信道： 指信号传输的通路，包括传输介质和有关的中间通信 设备，习惯称之为线路 信 道 信息可以单向传输的途径， （包括传输媒体和中继通信设施） ◆ 有线信道：明线、电缆、光纤等，能量集中 ◆ 无线信道：自由空间，红外、微波等，能量发散 ◆ 模拟信道 ：支持模拟信号传输：电话线、双绞线等 信号的衰减，长距离的信号传输，需安装放大器 ◆ 数字信道：支持数字信号传输（光纤等） 变换器: 将信源发出的信息变换成适合在信道上 传输的信号：数字信号－－模拟信号的转换 反变换器：将信道上的信号还原成信宿能够接收的信息 信道带宽与信道容量 信道带宽： 信