数据通信基础2.ppt

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1、第二章数据通信基础2.1数据通信的基础理论2.2物理传输媒体2.3传输技术2.4物理层接口标准举例7/22/202112.1数据通信的基础理论1）数据通信基本概念数据通信术语数据通信举例数据通信定义信道分类7/22/20212数据通信术语数据data有意义的实体。数据是事物的形式，信息是数据的内容。信号signal数据的载体，一般为电磁波或电脉冲。传输transmission把信号从信源发送到信宿的手段。7/22/20213数据通信举例7/22/20214数据通信模型p.46图2.1p.47图2.2信源变换器信道信宿反变换

2、器噪声源发送端接收端通信系统模型7/22/20215数据通信定义将携带信息的数据从信源（发送方）传输到信宿（接收方）。在发送方将数据处理成适于信道传输的信号在信道中传输信号可靠性快速性保密性在接收方从信号中恢复数据7/22/20216信道分类模拟信道适于模拟信号传输模拟信号：时间和幅度连续数字信道适于数字信号传输数字信号：时间和幅度离散7/22/202172)带宽与傅里叶分析概念信号的有限带宽当信号的主要能量（各次谐波分量的能量）集中在低频段时，称此信号为有限带宽信号，其截止频率定义为fc。系统的有限带宽当通信系统（信道）

3、的系统函数的频率分量集中在低频段时，信号通过其传输时相当于进行低通滤波，此低通滤波器的截止频率为H。7/22/20218信道对信号传输的限制若使有限带宽信号无失真地从通信信道传输，则必须满足以下条件：fc<=H被传输信号的截止频率fc不得大于信道可以提供的有效频带宽度H。P.49图2.37/22/202193)信道的最大数据速率Nyquist抽样定理定义对有限带宽（截止频率为fc）的信号进行时间抽样，如果采样频率fs的选择满足以下条件：fs>=2fc则此抽样信号可以唯一恢复。解释7/22/202110抽样定理的概念解释7/

4、22/202111与传输速率相关的度量波特（baud）率B：信号的变化次数/秒如果信号是发送的脉冲，即为发送脉冲的频率。比特（bit）率b:发送的信息量/秒，单位的缩写为bps波特率和比特率的关系7/22/202112波特率与比特率的关系如果：波特率为B，电平数为L，则比特率为：C=Blog2L7/22/202113信道容量的定义信道允许的最大信息传输速率，即最大的比特率C。C=Bmaxlog2L7/22/202114信道容量的计算从信道的有效性出发，Nyquist结论：无噪音信道的最大传输速率从信道的可靠性出发，Shan

5、on结论：有噪音信道的最大传输速率7/22/202115无噪音信道的最大传输速率由信道容量计算公式：C=Bmaxlog2L最大波特率与信道带宽的关系信道的最大传输速率为：C=2Hlog2L(bps)7/22/202116最大波特率与信道带宽的关系7/22/202117有噪音信道的最大传输速率不论信号的电平L是多少，当考虑信道噪声干扰时，信道的最大传输速率由信道的带宽和信噪比决定。Shannon公式C=Hlog2（1+S/N）(bps)S/N是信号与噪声的功率之比，单位dB。7/22/202118例：一路话音的最大传输速率设

6、电平分为256级，取信道带宽为4000HZ，则一路话音的最大传输速率为C=2Hlog2L=2*4000*log2256=64(Kbps)若信噪比为30dBC=Hlog2（1+S/N）=4000*log2（1+1030/10）=40(Kbps)7/22/2021192.2物理传输媒体有线传输双绞线同轴电缆光纤无线传输微波卫星移动通信7/22/202120双绞线用于话音传输1类：只能用于话音的模拟传输2类：可用于数据传输，速率达1Mbps用于计算机局域网的数据传输3类（10Mbps）4类（20Mbps）5类（100Mbps）7

7、/22/202121双绞线接口RJ插头（Registeredjackconnector）常用RJ插头RJ-45：以太网网卡的接口RJ-11：电话机接口7/22/202122同轴电缆75（CATV)用于模拟传输（FDM），称为宽带电缆50(10Base5/10Base2)用于数字传输，称为基带电缆粗缆：10Mbps,500m,100站点细缆：10Mbps,185m,30站点价格贵局域网使用被双绞线取代长途传输被光纤取代7/22/202123同轴电缆接口Ethernet举例：BNC主机连接细缆（10Base2）的接口标准A

8、UI(AttachmentUnitInterface)主机连接粗缆（10Base5）的接口标准MAU(MediaAccessUnit)连接粗缆的部件，称为收发器transceiver7/22/2021247/22/202125光纤多模光纤在介质内部以不同反射角传播单模光纤在介质内部无反射沿直线传播，传输