第二章—第一部分课件.ppt

第二章 数据通信基础知识 本章内容 2.1 数据通信系统 2.2 数据通信方式 2.3 数据传输技术 2.4 数据交换技术 2.5 流量控制 2.6 差错检测编码 2.7 传输介质 2.8 物理层接口及标准 2.9 宽带接入技术 2.1 数据通信系统 2.1.1 数据通信系统模型 2.1.2 数据通信的基本概念 2.1.3 数据通信的主要技术指标 2.1.1 数据通信系统模型 信源：信息发送端 信宿：信息接收端 信道：传输信息的通道 有线信道、无线信道 数字信道、模拟信道 变换器 作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。 变换器一般有编码器或调制器 反变换器 作用是将接收到的信号恢复成发送端原来的信号，是变换器的反向功能。 反变换器一般有译码器或解调器 噪声源 2.1.2 数据通信的基本概念 数据： 由数字、字符和符号等组成，是信息的载体 数据没有实际含义 信息： 按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据 信息有具体含义 信号： 信号是数据的具体物理表示，具有确定的物理描述，如电压、磁场强度等。 电磁信号一般有模拟信号和数字信号两种形式 数字信号： 随时间离散变化的信号， 如脉冲信号等 码元代表的离散数值是多进制的情况 如：传送“101011000110111010……” 方法一：直接传送 每个码元携带1bit 码元代表的离散值是二进制的，两种码元 方法二：分组：“101,011,000,110,111,010……” 每个码元携带3bit 码元代表离散值是0~7(八进制)，八种码元 可用8种不同的振幅、频率、相位进行调制 数据通信： 定义：指信源和信宿之间传送数据信号的通信方式。 狭义：指数字信号 广义：包括数字信号和模拟信号 数字通信： 在通信信道中传送数字信号的通信方式 模拟通信： 在通信信道中传输模拟信号的通信方式 2.1.3 数据通信的主要技术指标 数据通信的主要技术指标： 衡量数据传输的有效性和可靠性的参数 衡量有效性的指标: 信道带宽和信道容量 传输速率(数据传输速率、码元速率) 传输延迟 衡量可靠性的指标: 误码率 (1)信道带宽和信道容量 信道带宽：信道具有的一定频率范围(频带宽度) （带宽分配：参照谢希仁 P41 电磁波的频谱） 按信道频率范围不同，可分为三类： 窄带信道——带宽为0~300Hz 音频信道——带宽为300~3400Hz 宽带信道——带宽为3400Hz以上 信道容量和信道带宽的关系 一般情况下，信道带宽越宽，一定时间内信道上传输的信息量就越多，则信道容量就越大，传输效率就越高。 香农定理：在带宽受限、有高斯白噪声干扰的条件下： C——信道容量，bit/s W——信道带宽，Hz N——噪声功率 S——信号功率 S/N——信噪比，一般用分贝(dB)作为度量单位 奈奎斯特准则：在带宽受限、无噪声干扰的条件下： C——信道容量，bit/s W——信道带宽，Hz N——信道上传输信号可取离散值的个数(状态数) log2N——信号所表示的二进制数据的位数 数据传输速率R和码元速率B的关系 最大码元速率Bmax 由题意知：10log10(S/N) = 30 可得出：S/N = 1000 根据香农公式： 最大数据传输率=3000log2(1+S/N) ≈30K(bit/s) 例2：对于某带宽为4000Hz的低通信道，采用16种不同的状态来表示数据。(1)按照奈奎斯特定理，信道的最大码元速率是多少？  最大传输速率是多少？(2)如果信道的信噪比为30dB，按照香农定理，信道的 最大传输速率是多少？ (1)最大码元速率Bmax=2×W=2×4000=8000(波特) 最大传输速率=Bmaxlog2N=8000log216=32K(bit/s) (2)由题知：S/N=1000 最大传输速率 = Wlog2(1+S/N) = 4000log2(1+1000) ≈ 40K(bit/s) 2.2 数据通信方式 2.2.1 并行通信与串行通信 2.2.2 单工通信、半双工通信和全双工通信 2.2.3 异步传输与同步传输 2.2.1 并行通信与串行通信 并行通信 定义：指利用多根传输线将多位数据同时进行传送。 特点：线路多、成本高 适用场合：距离短、数据量大 串行通信 定义：指利用一条传输线将