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数据通信技术基础知识 2.1 数据通信技术　2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信 　　　1.几个术语的解释　　　　1)数据－定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。　　　　2)信号－是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。　　　　3)信息－是数据的内容和解释。　　　　4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。　　　　5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。　　　　6)信道－信源和信宿之间的通信线路。　　　2.模拟信号和数字信号的表示　　　　模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示： 图2.1 模拟信号、数字信号的表示 　　3.模拟数据和数字数据的表示　　　　模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。　　1)模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。　　　　2)数字数据可以用模拟信号来表示。如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。用Modem拨号上网是它的一个应用模型。　　　　3)模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。数字电话通信是它的一个应用模型。　　　　4)数字数据可以用数字信号来表示。数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。　　4.数据通信的长距离传输及信号衰减的克服　　　　1)模拟信号和数字信号都可以在合适的传输媒体上进行传输(如图2.2)； 图2.2 模拟数据、数字数据的模拟信号、数字信号的传输表示 　　　　2)模拟信号无论表示模拟数据还是数字数据,在传输一定距离后都会衰减。克服的办法是用放大器来增强信号的能量，但噪音分量也会增强，以至引起信号畸变。　　　　3)数字信号长距离传输也会衰减，克服的办法是使用中继器，把数字信号恢复为0、1的标准电平后继续传输。　2.1.2 数据通信中的主要技术指标　1.数据传输速率　　　　1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。　　　　　　　　　　计算公式: S=1/T*log2N(bps)　......⑴　　　　　　　　式中 T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；　　　　 　　　　　　　　　N为一个码元所取的离散值个数。　　　　　　　　通常 N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。　　　　 　　　　　　N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。　　　　2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。　　　　　　　　　计算公式: B=1/T (Baud)　　? ?......⑵　　　　　　　　式中 T为信号码元的宽度，单位为秒．　　　　信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。　　　　由⑴、⑵式得：　S=B*log2N　(bps)　　　　　 ......⑶　　　　　　　　　　　　　　　　或　B=S/log2N　(Baud)　　　　　......⑷　[例1]采用四相调制方式，即N=4，且T=833x10-6秒，则　　　　　　S=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps)　　　　　　B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)　2.信道容量　　　　1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)　　　　信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。　　　　2)离散的信道容量　　　　　奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系：　　　　　　　　　　　　　　B=2*H (Baud)　　　　　　　......⑸　　　　　奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：