数据通信技术基础知识

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1、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

2、。    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。

3、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

4、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

5、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

6、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)     ..

7、....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

8、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:              C=2*H*log2N(bps)     ......⑹         式中H为信道的带宽,即信道传输上、下限频率的差值,单位为Hz; 

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