信道的最高码元传输速率=W课件.ppt

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1、第2章物理层基本内容：计算机网络物理层的基本概念，数据通信系统的模型、信道及其传输速率的计算，常用的传输媒体，信道复用技术，物理层的标准举例。计算机网络物理层的基本概念信道及其传输速率的计算信道复用技术RS-232接口标准重点掌握：12.1物理层的基本概念物理层考虑的是如何在传输媒体上传输数据比特流，而不是传输媒体或物理设备本身。物理层的主要任务是确定与传输媒体的接口的一些特性：（1）机械特性接口的形状、尺寸、引线数目、排列顺序等。（2）电气特性接口电缆上各线的电压范围。（3）功能特性指明某条线上某一电平的电压代表何种意义。（4）规程特性指明对于不同功能的各

2、种可能事件的出现顺序。22.2数据通信基础知识2.2.1数据通信的基本概念数据（data）:运送信息的实体。信号（signal）：数据的电气的或电磁的表现。模拟的（信号或数据）（analog)：连续变化的。数字的（信号或数据）（digital)：取值仅允许为有限的几个离散值。tttUUU000（a）模拟信号（b）数字信号1（c）数字信号232.2.2数据通信系统的模型正文数字比特流模拟信号公用电话网模拟信号数字比特流正文PC机调制解调器调制解调器PC机源点输入信息发送器输入数据传输系统发送的信号接收的信号接收器终点输出数据输出信息源系统传输系统目的系统数据通

3、信系统的模型一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（发送端）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端）。4调制与解调调制：将数字数据转换为模拟信号的过程叫做调制。解调：将模拟信号转换为数字信号的过程叫做解调。在公共电话网上，有些地区是数数字网、有些地区是模拟网，也有的是数字、模拟共存的综合业务网。公用电话网5基带信号和宽带信号基带信号就是将数字信号1或0直接用两种不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。宽带信号则是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。62.2.3信道及其传输速率1、几个概念信道（channel）信道和电路并不等同，信道一般表示向某

4、一个方向传送信息的媒体。一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。信道按所传输的信号可分为模拟信道和数字信道，信道上传输的信号还有基带信号和宽带信号之分。通信双方的交互方式单向通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。也称单工通信。双向交替通信：一方发送，另一方接收，过一段时间后再反过来。但不能双方同时发送，也不能同时接收。也称半双工通信。双向同时通信：通信双方可以同时发送和接收信息，也称全双工通信。7信道的最高码元传输速率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

5、端的波形的失真就越严重。8数字信号通过实际的信道失真不严重失真严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形输出信号波形(失真不严重)输入信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形(失真严重)9传输速率10示例112、信道的最高码元传输速率—奈奎斯特(Nyquist)公式奈氏每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元。理想低通信道的最高码元传输速率=2WBaudW是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)不能通过能通过0频率(Hz)W(Hz)12另一种形式

6、的奈氏准则每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。理想带通特性信道的最高码元传输速率=WBaudW是理想带通信道的带宽，单位为赫(Hz)不能通过能通过0频率(Hz)W(Hz)不能通过13即：奈奎斯特(Nyquist)公式理想低通信道：信道的最高码元传输速率＝2W(Baud)理想带通信道：信道的最高码元传输速率＝W(Baud)信道的码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。单位为：码元/秒，称为：波特（Baud）。对于模拟信号的传输，波特率是指调制解调器上输出的调制信号每秒钟调制载波状态改变的次数。对于数字信号传输，波特率是指线路上每秒钟

7、传送的波形个数。14示例15对多值信令而言，奈氏公式变为：NyquistTheorem:C=2Wlog2M实际上，二进制传输:C=2W16要强调以下两点实际的信道所能传输的最高码元速率，要明显地低于奈氏准则给出上限数值。波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概念。波特是码元传输的速率单位（每秒传多少个码元）。码元传输速率也称为调制速率、波形速率或符号速率。比特是信息量的单位。17“比特/秒”与“波特”信息的传输速率“比特/秒”与码元的传输速率“波特”在数量上却有一定的关系。若1个码元只携带1bit的信息量，则“比特/秒”和“波特”在数值上相等。若1个码

8、元携带nbit的信息量，则MBaud的码元传输速率所