文档介绍：第3章数据通信技术基础
机械工业出版社
ISBN 7-111-22935-3
本章学习内容及要求
要求熟悉数据通信的基本概念,掌握信道复用技术、编码技术、交换技术和差错控制技术的原理和实现方法。
掌握网络传输时延计算方法,以及网络传输介质的选用方法。
数据通信基本知识
信息、数据与信号
信息是在人们之间传递的知识,数据是信息的具体表现形式,其本身是各种各样的物理符号或它们的组合。信息涉及到数据的内容和解释。
信号是数据的电子或电磁编码,数据必须经过编码转换为电信号后才能在传输介质中传输。
数据和信号都有两种不同的形式,一种称为模拟数据和信号,另一种称为数字数据和信号。
存在两种数据、两种信号,就有四种类型的编码组合,即数字数据分别编码成数字信号或模拟信号,模拟数据分别编码成模拟信号或数字信号。
通信的基本要求
通信的双方完成一次通信需要满足三个基本要求:
一是双方有通信的愿望;
二是通信的双方之间有信息传递的信道,也即是说通信要经过传输介质以及有关的传输设备;
三是通信双方要遵循通信的规则和约定,即通信双方按照通信协议传输信息,并能理解这些通信协议。
信道
信道与电路并不等同,信道表示信号的通路,一般是用来表示向某一个方向传输信息的媒体,一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道。
信道与传输介质也是有区别的,传输介质是指用于连接两个或多个网络节点的物理传输线路。
通信信道建立在传输介质之上,包括传输介质和通信设备。
数据通信传输系统模型
一个数据通信系统由源系统、传输系统、目的系统三部分组成。
信道的最大容量
信道传输数据的能力是受到限制的,信道的最大容量与信道的带宽有关。
奈奎斯特定理的公式为(理想信道):
C = 2H log2 L (bps)
香农在1936年给出了有热噪声信道的最大容量,香农定理的公式为:
C = H log2(1+S/N) (bps)
调制速率和数据传输率
在计算机网络中信号的传输有两种数据速率,即调制速率和位数据速率。
调制速率也称为码元速率、波形速率或信号速率,指的是每秒种发送信号的数目,单位为波特(baud)。
数据传输率为每秒种发送的二进制位数,单位为bps,读作每秒位。
两种数据速率之间的关系为:
C = B log2 N (bps)
其中:C为数据传输率;B为调制速率; N为一个信号可能取值的个数。
基带传输和频带传输
把基本频率分量对应的矩形脉冲信号称为基本频带,简称为基带,对应的矩形脉冲信号称为基带信号。基带传输就是在数字信道上直接传送基带信号。
带宽与信道可以允许通过的信号的最大频率与最低频率有关。首先需要讨论什么是信道的频率特性,通常人们把单级放大器输出功率从最大值下降到一半所对应的频率范围,称为通频带宽,也称为带宽。
频带传输是利用模拟信道传输数据信号,例如把计算机设备输出的信号进行调制以后再放在传输介质上传输。频带传输有时也称为宽带传输。
通信双方信息交互的方式
依据通信的方向讨论,通信双方信息交互的方式有三种基本方式。
单向通信,只能有一个方向上的通信,即A只能传给B。
双向交替通信,通信的双方都可以发送信息,但不能同时发送,在某一个时刻仅存在一个方向上的通信。
双向同时通信,通信的双方可以同时发送和接收信息。
这里需要指明的是,上述三个基本方式是规范的术语,分别对应以前的单工、半双工、全双工。