计算机网络基础第2章数据传输技术

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1、张基温编著中国人民大学出版社（第2版）计算机网络基础第2章数据传输技术2.1数据信号及其传输2.2信道特性与基本传输模式2.3串行通信中的同步控制技术2.4信道的多路复用技术2.5多点共享信道的访问控制2.6数据传输中的差错控制2.7数据传输中的流量与拥塞控制2.1数据信号及其传输2.1.1数据信号的频率特性2.1.2数字信号的模拟调制2.1.3模拟信号的数字编码——脉冲编码调制技术2.1.4数字信号的数字编码2.1.1数据信号的频率特性1.模拟信号与数字信号2.数据信号的傅立叶分析3.数字信号的数据传输率1.模拟信号与数字信号模拟信号特征：·波形是连续的、圆滑的、没有突跃的变

2、化；·幅值在某一范围内可以取任一值。2.数据信号的傅立叶分析一个信号的频率范围称为该信号的绝对带宽。现实中，许多信号具有无限带宽，即它的傅立叶分析结果呈无穷基数之和。不过，信号的大部分能量往往集中在某一段频带中。这个频带称为该信号的有效带宽，简称带宽。1g(t)=—C+ansin(2nft)+bncos(2nft)2n=1n=1几种典型信号的傅立叶分析(a)时域表示(b)频谱表示不同脉宽比的矩形信号频谱3.数字信号的数据传输率R=(1/T)log2M单位：bps(bitpersecond，比特/秒)或b/s，又称比特率T：传输的数字信号的脉冲(码元)宽度或周期，即一

3、位数据码所占的时间宽度。显然，每位脉冲周期越长，数据传输率越低。M：一个脉冲所表示的有效状态数(为2的整数值)2.1.2数字信号的模拟调制1.数字信号的模拟调制降低信号畸变程度的方法有两个：一是提高信道质量，二是想办法用带宽小的模拟信号携带带宽大的数字信号。后者就称为数字信号的模拟调制，或者称为数字信号的载波调制，即把数字信号加载与模拟信号之上。最典型的方法是用正弦波载波数字信号。2.基带传输与频带传输1.数字信号的模拟调制u(t)=umsin(ωt+φ0)2.基带传输与频带传输基本频带信号（basebandsignal）：未经调制数字信号称为简称基带信号。基带（baseban

4、d，基本频带）：一个信号所占有的频率范围。基带传输（basebandtrasmission）：在某些局域网中，数字基带信号可以进行直接传输。2.1.3模拟信号的数字编码——脉冲编码调制技术数字化的质量取决于下列技术参数：(1)采样频率按照奈奎斯特定理，为了用数字信号精确地表示一个模拟信号，对话音模拟信号的采样频率至少要达到8000Hz。用一个8位字符来代表每个取样，则话音信号数字化的结果便是一个8000×8（位）的数据流，数据传输速率为64kb/s。(2)测量精度2.1.4数字信号的数字编码采样脉冲采样脉冲采样脉冲(a)单极性不归零码(b)双极性不归零码(c)单极性归零码(d)

5、双极性归零码(e)曼彻斯特编码判决门限判决门限判决门限判决门限起始跳变有有有无无无无有二进制数据：01101001跳变方向正负正正正负负负采样脉冲采样脉冲采样脉冲(f)差分曼彻斯特编码2.2信道特性与基本传输模式2.2.1信道及其基本传输参数2.2.2信道的交互方式2.2.3并行传输信道与串行传输信道2.2.1信道及其基本传输参数1.信道的通频带宽2.信道容量3.信道的误码率1.信道的通频带宽信道带宽500Hz信道带宽900Hz信道带宽1300Hz信道带宽1700Hz信道带宽2500Hz信道带宽4000HzADSL上的3个信息通道2.信道容量数据传输速率与谐波数之间的关系数据传

6、输速率(bps)周期(ms)一次谐波频率(Hz)最高次谐波次数12006.671502024003.333001048001.67600596000.8312002192000.4224001384000.2148000Smax=2·W·log2M(b/s)奈奎斯特准则——有限带宽无噪声信道的最大数据传输速率表达式：香农（Shannon）准则——有限带宽的随机（服从高斯分布的）噪声干扰信道的极限数据传输速率：M：信道上所传输信号的可取离散值的个数（即信号电平的级数）W：有限带宽无噪声信道的带宽2W：采样频率。信道的极限数据传输率=W·log2(1+S/N)(b/s)W：有限带宽

7、无噪声信道的通频带宽S：信道上数据信号的平均功率N：信道内部的噪声功率S/N：信噪比。3.信道的误码率P=NE/NN：传输的总位数NE：传错的位数。2.2.2信道的交互方式发送装置接收装置监测信号监测信号发送装置接收装置发送装置接收装置发送装置接收装置接收装置发送装置监测信号监测信号（a）单工方式（b）半双工方式（c）全双工方式2.2.3并行传输信道与串行传输信道数据通信设备11100111110011数据通信设备ASCII字符“S”1110011数据通信设备11100111110011数据