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Ø 什么是数据通信系统的基本模型？ Ø 信道的基本参数有哪些？ Ø 最大数据率如何确定？ Ø 什么叫模拟通信、数字通信？ Ø 模拟信号和数字信号如何相互转化？ Ø 什么叫同步传输和异步传输？ 第三章 数据通信基础与物理层 课前思考 Ø 何谓复用技术？常用的复用方技术有哪几种？ 计算机与信息学院 1 l 3.1.8 模拟信号的脉码调制 l 3.1.9 数据同步方式 l 3.1.10 多路复用技术 2 l 3.1.2 模拟通信与数字通信 信系统中的地位 l 3.1.3 信号带宽 l 3.2.2 四类物理层协议 l 3.1.4 信道 l 3.1.5 物理传输媒体 l 3.1.6 数字信号的编码 l 3.1.7 数字调制技术 3.2 物理层协议 l 3.2.1物理层协议在通 3.1 数据通信基础 l 3.1.1通信系统模型 3.3 物理层协议举例 本章内容 计算机与信息学院 l 信源： 将各种信息转换成原始物理信号，如计算机，手机，电话机等。 l 变换器/反变换器： 对原始物理信号进行变换/反变换，以便适合在给定 的信道上传输，如MODEM ， TA ，光/电转换器等。 l 信道： 传输信号的一条通路。一条物理线路可构成一个或多个信道。 l 噪声源： 信道自身的噪声以及周围环境对信道的干扰。如热噪声，闪电， 强电磁场干扰等。 l 信宿： 将物理信号转换为信息，如计算机，手机，电话机等。 3 3.1 数据通信基础 3.1.1 通信系统模型 信 道 反变换器 信源 变换器 噪声源 信宿 计算机与信息学院 接收端 发送端 模拟通信： 利用模拟信号来传输数据。 数字通信： 通过数字信号来传输数据。 4 计算机与信息学院 3.1 数据通信基础 3.1.2 模拟通信与数字通信 模拟信号: 信号在传输过程中连续变化。 数字信号: 信号在传输过程中离散变化。 模拟信号 数字信号 t t v v 例如 : 语音信号占用的频率谱为 300 - 3400 Hz , 那么带宽为 3400- 300=3100Hz 对数字信号,带宽 H 可近似表示为： 数字通信的优点 l 抗干扰能力强。 l 适合远距离传输。 l 有利于安全性。 l 适合多媒体信息传输。 3.1.3 信号带宽 5 计算机与信息学院 H =1/τ τ为脉冲宽度；数据率越高，脉宽越窄，数字信号的带宽越大。 3.1 数据通信基础 信号带宽: 信号能量所集中的频率范围(频谱)。 信道 l 信道是传输信号的一条通路。 l 信道通常由物理传输介质和通信设备(如MODEM ，中继器， 均衡器)组成。 l 一条物理线路可同时复用多条信道。 衡量信道质量的两个重要参数 l 信道的带宽。 l 信道的误码率。 信道带宽 l 信道带宽：信道允许传输信号的频率范围，单位为Hz。 如普通电话线的带宽是4KHz。 l 对数字通信，通常用数据率来表示带宽。 数据率：信道每秒最多传输的二进制位数，单位为bps。 3.1 数据通信基础 3.1.4 信道 计算机与信息学院 6 l 香农定理(有噪声信道，L不受限) C=H log2(1+S/N) ( bps) 其中， S为信号功率， N为噪音功率， S/N为信噪比。 l 例： H=4KHz, S/N =1023, L=8 ； 求C 。 解：( 1)由奈奎斯特定理： C=2H log2L =2×4000log28=24000 (bps) 7 信道带宽与数据率的关系 l 奈奎斯特定理(无噪声信道) C=2H log2L ( bps) 其中， C 为信道的数据率(即容量)； H 为信道的带宽； L 为 数字信号的离散取值数目。 3.1 数据通信基础 计算机与信息学院 3.1 数据通信基础 (2) 由香农定理： C = H log2(1+S/N) =4000log2 (1+1023) = 40000bps 所以，信道最大数据率S4000bps 波特率 l 波特率又称码元速率，是指每秒传输码元的数目，单位为波特 (Baud) . l 若码元的离散取值数目为L，波特率为B，数据率为C，则： C = B log2L 计算机与信息学院 8 3.1 数据通信基础 误码率 误码率 是指数字信号比特(二进制位)在传输过程中出错的概 率。 P = Ne/N 其中， P为误码率； Ne为出错的比特数； N为传输的总比特数。 信道的通信方向 l 单工信道 只允许数据信号在信道上的单向传输。如：无线电广播，