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第2章 数据通信的基础知识;;数据及计算机通信术语 数据（Data） 信息（Information） 信号（Signal） 信道（Channel） 比特（bit） 码元（Code cell）;同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元从何时开始 ●同步脉冲也可位于码元的中部 ●一个码元也可有多个同步脉冲相对应;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）。 比特率、波特率和信号编码级数的关系如下： Rbit = Rbaud log2M 上式中： M-信号的编码级数，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：当波特率为9600时 若M=2，数据传输率为9600b/s 若M=16，数据传输率为38.4kb/s;带宽（Band width，BW） 信道传输能力的度量。在传统的通信工程中： BW ≈ fmax－ fmin 单位：赫兹（Hz） 在计算机网络中，一般用每秒允许传输的二进制位数作为带宽的计量单位。主要单位： b/s ，kb/s，Mb/s，Gb/s。 例如：传统以太网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽为10Mb/s。 时延（Delay）：信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。 时延=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延 处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间 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 d:距离，s:介质中信号传播速度(≈0.7c);通信的三个要素：信源、信宿和信道;信息通过数据通信系统的传输过程 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（二进制位）不能直接在信道上传输 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;2. 数据通信系统的构成;数据通信基本过程;基本概念 信道 传输介质 数据编码 多路复用技术 数据交换技术 差错控制及检错;2.2 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 模拟信号??在数字信道上传输吗？ 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 数字信号能在模拟信道上传输吗？;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，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。;任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。 码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。 ;数字信号通过实际的信道 ;信道能够通过的频率范围;Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道 Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率提供了依据。 例如，话音级线路的带 宽约为3.1kHz，根据上 式计算的信道最大数据 传输率如右表所示;非理想信道 实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。 损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 延迟会使接收端的信号产生畸变。 噪声会破坏信号，产生误码。 例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特。;Shannon公式：用于有噪声干扰信道 例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。;香农公式表明 ;Nyquist公式和Shannon公式的比较;3. 数据传输方式;发送器;基带/频带/宽带传输 基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。 例如：以太网（局域网） 频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。 例如：通过电话网络传输数据 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。 例如：闭路电视的信号传输;宽带与窄带概念理解 宽带是指可通过较高数据率的线路。 宽带