第2章计算机网络技术及应用ppt课件.ppt

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1、第2章数据通信基础基本概念1信道及其特征2传输介质3调制与解调4数据交换技术6第2章数据通信基础多路复用5●数据——表达信息的实体。模拟类模拟数据的强度连续变化模拟信号指幅度随时间连续变化的信号数字类数字数据为不连续的离散值数字信号指幅度值离散的信号●信号——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；数字信号是一系列离散的电脉冲。一、数据通信的基本概念2.1基本概念通信的目的就是传递信息。一次通信中产生和发送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源和信宿之间要有通信线路称为信道。信源和信

2、宿之间的信息交换是通过信道进行的。信道的不同物理性质对通信的速率和传输质量的影响也不同。信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，通常把这种干扰称为噪声。不同的物理信道对各种干扰的感受程度不同。2.1基本概念一、数据通信的基本概念信源信道信宿反转换器噪声源转换器通信系统主要构成●通信系统是指用电信号(或者光信号)传输信息的系统。●无论何种通信系统，都具有类似的基本组成部份：信源、信宿、转换器、反转换器和信道。按通信业务的不同——电话、电报、传真和数据通信系统；按线路上传输的信号形式——模拟通信系统和数字通信系统。●通信系统的类型2.1基本概念二、数据通信系

3、统的主要构成二、数据通信系统的主要构成在数字通信系统中，信号转换器的主要功能是分别在发送端和接收端完成数字数据的编码和解码；计算机模拟信道计算机发送模拟信号接收模拟信号信道带宽D/A转换A/D转换发送数字信号接收数字信号信道带宽计算机数字信道计算机编/解码器编/解码器数字通信系统和模拟通信系统在模拟通信系统中，信号转换器的主要功能是分别在发送端和接收端完成数/模（D/A)和模/数(A/D)转换功能。2.1基本概念信道(按传输的介质)无线信道有线信道信道(按所传输的内容)模拟信道传送模拟信号数字信道传送数字信号2.2信道及其主要特征一、信道的分类模拟信道

4、传送模拟信号数字信道传送数字信号A/D或D/A数字数据模拟数据模拟信号数字信号调制编码模数转换A/D数模转换D/A不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况：二、信道特征指标早期：都是模拟信道现代：两种信道并存主干线路基本是数字信道--部分用户线仍为模拟信道将来：全数字化通信网2.2信道及其主要特征●信道的发展数据传输速率用比特率衡量,它表示每秒传送二进制数的数目，缩写为bps(bitspersecond)。在数字信号中，通常用数据传输速率表示信道的传输能力，常用单位为bps、Kbps、Mbps、Gbps。频率(KHz)4321输出电压可听懂的话音

5、的频率范围话音信道话音带宽300~3000Hz●信道带宽与差错率是描述信道的主要指标。信道带宽是指信道可以不失真地传输信号的频率范围，通常也称为信道的通频带。信号的带宽越大，利用这种信号传送数据的速率就越高。2.2信道及其主要特征二、信道特征指标传统模拟电话线路的带宽：300到3400Hz传输话音只用了物理介质本身带宽的一小部分码元差错率（误码率）是指码元传输时出错的概率。它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6，误码率公式：Pe=Ne/N公式中Ne为接收端错误码元数；N为发送端发送码元总数。二

6、、信道特征指标●●信道的最大数据传输速率有限带宽无噪声信道的最大码元传输速率。随机有噪声信道的最大数据传输速率。码元传输率单位。1波特=1码元/秒●尼奎斯特定理●香农定理●码元●波特信道上传输的周期信号的波形。尼奎斯特定理例如，一个无噪声的3000Hz低通信道的最高码元传输速率为6000Baud。如果一个码元携带3bits的信息量，则该信道的最大数据传输速率为18000bps（比特/秒）。要提高给定信道上的数据传输速率，必须设法使每一个码元能携带更多的信息量。最大码元传输速率为=2H（Baud）●带宽为H的无噪声低通信道：●奎尼斯特定理表明：若1码元携

7、带V比特信息，则最大数据传输速率为=2HV（bps)香农公式实际有噪声信道的最大数据传输速率=Hlog2(1+S/N)信道的带宽或信道的信噪比越大，信道的极限传输速率就越高。香农公式表明：●带宽常直接表示最高传输速率。单位：比特/秒(bps)码元传输速率受尼奎斯特定理的制约；采用多元制调制方法，以设法使每一个码元能携带更多个比特的信息量，可提高信息的传输速率。但无论如何调制，都不可能超过香农极限。●结论信噪比S:信号功率N:噪声功率信道的通信方式单工全双工半双工●只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。●例子：广播、电视1单工通信发送单向通道接收2.

8、2信道及其主要特征三、信道的通信方式●通信的双方都可以发送信息，也可以接收信息，但不能在同一