2_数据通信基概念xp兰背景修改.ppt

第2章 数据通信基本概念 数据通信 是指在两点或多点之间通过通信系统以某种数据形式进行信息交换的过程，它可以把信息从某一处安全可靠地传送到另一处。 数据通信是伴随着计算机技术和通信技术的发展以及两者之间的相互渗透与结合而发展起来的一种新的通信方式，是计算机技术与通信技术相结合的产物，有着广泛的应用领域以及广阔的发展前景。 易于加密、必威体育官网网址性强 数据通信和传统的话音通信的重要区别是：电话通信必须有人直接参加，进行控制。而数据通信中要解决控制问题就必须对传输过程按一定的规程进行控制。以便双方能协调可靠地工作。 数据通信基本过程 包含两项内容：数据传输和通信控制 过程 与打电话的对比 建立物理连接 拨号，拨通对方 建立逻辑连接 互相确认身份 数据传送 互相通话 断开逻辑连接 互相确认要结束通话 断开物理连接 双方挂机 信道的带宽是由传输媒介和相关的附加设备及其电路的频率特性等综合确定的。信道的带宽限制了信道的传输能力，信道的带宽越宽，则其传输能力越强。如传输信道的带宽超过所传输信号的频带宽度，在传输过程中就不会引起信号失真。 数字信号通过实际的信道 失真不严重 失真严重 奈氏准则和香农公式在数据通信系统中的作用范围 1 外部噪声 畸变 数据信号的畸变有两种类型：规则畸变、不规则畸变。 规则畸变：主要由于信道特性、群延时失真引起。 不规则畸变：没有规律，随机发生，主要由噪声、串扰等引起。 误字率 在电报通信中，误字率指误字符率。 误字率 收信误字数/传输的全部字数 1 对于带宽为3kHz的信道，若8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为20dB。问按Nyquist定理和Shannon定理最大限制的数据速率是多少？ 2 若电视信道的带宽为6MHz，假定无噪声并使用4电平的数字信号，每秒钟能发送的比特数不会超过多少？ 20mA电流环 它是一种电流标准，可以驱动线圈和继电器，有一定的输出功率，可以直接用于机械设备的控制。常用做电传打字机的传输接口。 标准规定：有电流时为“1”，没电流时为“0” 抗干扰能力比较强，在过程控制中使用较多。 基带网和频带网 计算机网络依照它的传输信号的带宽分为两类： 频带网和基带网两者的区别是在介质中传输带宽不同，相应的数据传输速率也不同。 频带网被划分成几条逻辑信道分别使用，基带网只包含一条逻辑信道。 数字信号的带宽非常大，所以不能在频带网上直接传输，只能将其转化为模拟信号后，才能实现在频带网中的传输。在频带网中传输的只能是模拟信号，而且可以复用。 基带网只传输一路信号，对信号的种类无特殊要求，在这样的一条信道中既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。 在传输过程中，同一个字节数据中的各个位同时传输，也就是传输一个字节，在时间上是同时的。 1948年，香农推导出带噪声信道的容量 H : 信道带宽 S : 信号功率 N : 噪声功率 S/N : 信噪比 C H log2 1 + S N Shannel公式 S/NdB 信噪比（dB分贝）： S/NdB 10 log10 S/N 例：信道带宽H 3kHz，信噪比为30dB，则：C 3000*log2 1+1000 ≈30kbps 香农公式表明：信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率越高 香农公式还指出：只要信息传输速率低于信道的极限信息速率，就一定可以找到某种方法来实现无差错的传输。 源系统 传输系统 目的系统 传输 系统 源点 终点 发送器 接收器 输入信息 输出信息 输入数据 输出数据 发送的 信号 接收的 信号 码元传输速率受 奈氏准则的限制 信息传输速率受 香农公式的限制 数据信号在传输过程中，接收到的信号常常和发送的信号不一样，这是由于在传输过程中信号的衰减、畸变、噪声及串音干扰等因素造成的。下面介绍几个相关的基本概念。 传输质量 衰减 增益 所谓衰减指信号电能经过传输系统传输后，系统输出的电功率小于输入端的电功率。模拟信道可以采用放大器对衰减的信号进行放大，数字信道可以用中继器对信号进行再生整形。 信号电能经过传输系统传输后，系统输出的电功率大于输入端的电功率。 失真 信号通过传输系统时，其波形可能发生畸变，波形的畸变称为失真。 由衰减随频率的变化引起的失真称为衰减失真或振幅失真。 由不同频率分量的传播速度不一致所引起的失真，称为相位失真或群延时失真。 噪声 是通信系统中存在的独立于有用信号，并且叠加在有用信号之上的无用成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用，但又不能完全控制。噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可分为通信系统外部噪声和系统内部噪声。 2 内部噪声 是指系统内部各级电路 包括天线在内的馈线 产生的噪声，包括热噪声 电阻、馈线等无源器件中因自由电子的布朗热运动所引