数据通信和编码技术

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1、数据通信和编码技术1数据通信概述2数据传输方式3传输介质4数据编码技术1数据通信概述数据通信系统基本概念数据通信系统的模型数据通信系统的技术指标1.1数据通信系统基本概念数据（Data）——数据通信中传输的二进制代码，是传输信息的载体信息（Information）——数据的内容和解释信号(Signal)——数据在传输过程中的电磁波表示形式模拟信号——随时间连续变化的物理量数字信号——相对于时间和幅值而言都是不连续的，即离散的物理量模拟信号数字信号信号周期信号——信号在一段可测量的时间内完成一种模式，并且在随后同样长

2、的时段内不断重复这种模式周期T——完成一个完整模式所需要的时间，其值是固定的信号非周期信号——在随时间变化的过程中，不会出现重复的模式信号模拟的和数字的数据、信号模拟数据模拟信号放大器整形器模拟数据数字信号PCM编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号数字发送器1.1数据通信系统基本概念数据通信：在两点或多点之间以二进制形式进行信息交换信源：一次通信中发送信息的一端信宿：一次通信中接收信息的一端信道：信源和信宿之间的通信线路通信线路输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机

3、公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号正文正文数据通信系统信源源系统信宿目的系统信道传输系统输出信息PC机1.2数据通信系统模型一个数据通信系统由信源、信道和信宿三个部分组成。1.3数据通信系统的技术指标数据传输速率带宽时延信道容量数据传输速率比特率：单位时间内所传送的二进制码的有效位数，单位bps。波特率：是脉冲信号经过调制后的传输速率，它是指单位时间内传输的码元数目，单位波特（Baud）。码元：一个数字脉冲信号。一个码元可以携带K种状态比特率与波特率的换算关系为：R(bps比特率)＝B（波特率

4、）log2K误码率：二进制码在传输过程中出现错误的概率。误码率=传输中发生差错的码元数/传输总码元数设信号的波特率为600Baud，采用4相DPSK（相键控调控）调制，则信道支持的最大数据速率为___。A.300b/sB.600b/sC.800b/sD.1200b/s答案：D600*log24=1200例题带宽对于模拟信号而言，带宽又称为频宽，以赫兹（Hz）为单位。对于数字信号而言，带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。为了与模拟信道的带宽进行区分，数字信道的带宽一般直接用波特率或符号率来描述。信号从源端发送到宿

5、端所需要的时间发送时延传播时延处理时延时延(delay或latency)发送时延（传输时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。发送时延=数据块长度（比特）信道带宽（比特/秒）时延传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。传播时延=信道长度（米）信号在信道上的传播速率（米/秒）时延处理时延交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。处理时延的长短往往取

6、决于网络中当时的通信量。有时可用排队时延作为处理时延。时延数据经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和：总时延=发送时延+传播时延+处理时延时延三种时延所产生的地方1011001…发送器队列在链路上产生传播时延结点B结点A在发送器产生发送时延在队列中产生处理时延数据从结点A向结点B发送数据链路容易产生的错误概念对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。提高链路带宽减小了数据的发送时延。往返时延RTT往返时延RTT(Round-TripTime)表示从发送端发送数据开始，到

7、发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后立即发送确认），总共经历的时延。信道容量信道容量：单位时间内，信道上所能传输的最大比特数，用bps表示。当传输速率超过信道容量时，会产生信号失真香农定理C=Wlog2(1+S/N)C:信道的极限数据传输速率W:信道带宽（Hz）带宽为6KHz，信噪比为20dB的信道，发送二进制信号时的最大数据传输率是多少？S:信道内信号的平均功率N:信道内的噪声功率。有线传输介质：双绞线、同轴电缆和光导纤维无线传输介质：微波、红外线等传输介质的选择和连接是网络接口层的重要工作之一。2传输介

8、质双绞线——传输模拟信号/数字信号非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线（STP）传输速率：100Mbps最大布线长度：100m2.1有线传输介质双绞线双绞线接法直连线：计算机与通信设备连接（集线器、交换机、路由器等）交叉线：两台计算机直接连接2.1有线传输介质直连线计算机与通信设备连接两端的线排列相同，T568B连接方法是：1——橙白2——橙色3——绿白4——蓝