数字数据信号模拟信号、数字信号信道-计算机网络.ppt

第二章 数据通信的基础知识 本章内容 信道 传输媒体 编码 多路复用 数据交换技术 差错控制 2.1 基本概念 数据及计算机通信术语 数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 信息(Information)：是数据的内容或解释。 信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编码)，数据以信号的形式传播。 模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带(Broad band) 信道(Channel)：传送信息的线路(或通路) 比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制位个数。 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元 波特(Baud)：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数(即信号传送速率) 。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信号的编码级数。也可以写成 Rbit = Rbaud log2M 上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率 一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。 换句话说，一个码元中可以传送多个比特。 例如，M=16，波特率为9600时，数据传输率为38.4kbit/s 误码率：信道传输可靠性指标，是概率值 信息编码：将信息用二进制数表示的方法。 数据编码：将数据用物理量表示的方法。 例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)其数据编码可能为 带宽 带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。 在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s 一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽相应为10Mb/s。 语音信道带宽的由来 时延 信息从网络的一端传送到另一端所需的时间 时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延 处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒） 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数/信道带宽 传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度≈光速 时延带宽乘积 某一链路所能容纳的比特数 时延带宽乘积=带宽×传播时延 例如，某链路的时延带宽乘积为100万比特，这意味着第一个比特到达目的端时，源端已发送了100万比特。 往返时延 (Round-Trip Time ，RTT) 从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认所经历的时间 RTT≈2×传播时延 传输可靠性 两个含义： 数据能正确送达 数据能有序送达(当采用分组交换时) 通信系统模型 通信的三个要素：信源、信宿和信道 信息通过数据通信系统传输 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地。 信息和数据(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。 编码：数据?适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 调制：数字信号?适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解调：接收波形?数字信号 解码：数字信号?原始数据 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 2.2 信道及其主要特征 数字信道和模拟信道 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 模拟信号和数字信号 模拟信号：时间上连续，包含无穷多个信号值 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的信号值 模拟信号和数字信号 模拟信号 时间上连续，包含无穷多个信号值 数字信号 时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号 周期信号和非周期信号 周期信号 信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波） 非周期信号 信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号）。 数字通信与模拟通信 数字通信 在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信 在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输 数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理 易于加密、必威体育官网网址性强 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活 计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用