数据通信技术 第3版 中国通信学会普及与教育工作委员会推荐教材 教学课件 作者 李斯伟 胡成伟第一章第二讲.ppt

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1、第一章数据通信概论第二讲数据通信的特点数据通信的主要研究内容数据通信的信号表示调制速率、比特率和数据传送速率数据通信信号的带宽需求内容提要数据通信的特点数据通信作为一种通信业务方式，具有不同于其他通信业务方式的特点。主要表现如下：1）需要建立通信控制规程，也就是要制定出严格的通信协议或标准；2）数据传输的可靠性要求高，即误码率要低。下表列出了各种通信业务的误码率要求。数据通信的特点3）数据通信的业务量呈突发性，即数据通信速率的平均值和高峰值差异较大。4）数据通信要求要有灵活的接口能力。5）不同的数据通信业务对通信时延的要求不同，且时延要求的

2、变化范围大。6）数据通信每次呼叫平均持续时间短，因此，数据通信要求接续和传输响应时间快。7）数据通信从面向终端发展到今天的面向网络，而且数据通信总是与远程信息处理相联系的，包括科学计算、过程控制和信息检索等广义的信息处理。数据通信的主要研究内容数据通信＝数据处理＋数据传输数据传输是指通过某种方式建立一个数据传输通道将数据信号在其中传输。数据处理的目的是为了使数据更有效、更可靠地传输，它包括数据集中、数据交换、差错控制和传输规程等。因此，数据通信主要研究的内容如下图所示。数据通信的主要研究内容传输交换通信处理通信接口协议数据通信的主要研究内容

3、传输传输解决如何为信息载体提供通路，研究适合传输的信号形式及相应的各种传输设备。通信接口通信接口解决怎样把发送端的信号变换为适合于传输的形式，或把传输到终点的信号变换为适合接收端设备接收的形式。交换交换是数据通信的重要内容，主要包括数据交换的原理和概念。数据通信的主要研究内容通信处理通信处理是数据通信最复杂的部分。包括编辑、转换、控制。协议数据通信协议也即是传输控制规程，主要研究如何有效的实现数据通信信息、信号信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识;信号是数据的具体的物理表现，就是携带信息的传输介质。数据通信的基本概念数据通信的

4、基本概念信息：人对马的认识数据：文字，二进制数，十进制数信号：电压，光，磁场强度数据通信的基本概念数据通信的信号表示模拟信号特点：幅度连续变化数字信号特点：幅度值是有限值不连续、离散对于数据通信来说，数据既可以是模拟数据，也可以是数字数据。（a）模拟信号（b）数字信号数据通信的信号表示模拟信号与数字信号的特点模拟：波动性；持续变化；反映事物的本质；在电信业已经被广泛使用超过100年；数字：离散性；跃变性；设备性能先进，较为便宜；数据通信的信号表示数据传输：数据通信的信号表示数据通信信号的带宽需求带宽概念带宽（Bandwidth）在模拟通信时

5、代，它是指传送模拟信号时的信号频带宽度。但在数字通信时代，也使用了带宽的概念，通常用来代表数字传输中的线路传输速率。随着网络传输技术的发展，带宽用来代表网络的数据传输容量。（1）信号带宽模拟通信中的信号带宽指的是信号频率的范围，它的大小等于最高频率与最低频率之差，单位为“赫兹（Hz）”。例如电话信号的频率范围为300～3400Hz，因此它的信号带宽为3100Hz。通常所占的带宽越大，越能传输高质量的信号。例如调幅（AM）无线电广播用来传送一个单声道的信号带宽为5000Hz，所以AM收音机所传送的声音质量比电话好；而调频（FM）无线电广播用

6、来传送一个单声道的信号带宽高达15kHz，所以FM广播所输出的声音质量又比AM广播要好。（2）线路带宽（线路传输速率）在数字通信中，线路带宽又指通信介质的线路传输速率，也就是传输介质每秒所能传输的数据量，用来描述在一个给定的时间内有多少信息从一个地方传输到另一个地方。由于数据传输最小单位为一个比特，所以线路带宽的单位为bit/s。为了区别模拟通信的信号带宽，有时也将线路带宽称为数字带宽。数据通信信号的带宽需求介质带宽与有效带宽介质带宽指的是各种不同的物理介质能传输的最大带宽，这是有传输介质的物理特性和目前技术的发展所共同决定的。如下图。有

7、效带宽指的是在无限频谱的数字信号中，能有效的恢复原数字信号的那部分频谱带宽。若信号的有效带宽大于介质的最大带宽时，传输的信号将产生失真。数据通信信号的带宽需求比特率与有效带宽的关系当比特率上升时，有效带宽也变宽，在数据通信中称之为帕金森定律。例如，若比特率是1000bit/s，有效带宽是200Hz左右；若比特率是2000bit/s，有效带宽是400Hz左右。有效带宽随着比特率的增加而增加。若要提高比特率，就需要具有更宽带宽的介质来传输信号。数据通信信号的带宽需求与数字带宽相关的数据吞吐量吞吐量又称为通过量，指的是每单位时间内在一个方向上穿越

8、一个连接段（或虚连接段），成功地传送的数据比特数。由于多种原因，吞吐量远远小于传输介质所能达到的最大带宽。影响带宽和吞吐量的因素可能包括网络互连设备、传输的数据类型、网络结构、用