文档介绍：计算机网络课件湖南文理学院电信学院毛小燕芙蓉通信、自动化 11级 2013-2014 年上学期 42 数据传输主要内容? 数据通信的基础知识? 传输介质? 信道编码? 传输模式? 信道复用? 宽带接入技术重点?信道的极限容量、信道的极限信息传输速率等基本概念?几种传输介质特点比较?信道编码,信道复用技术基本工作原理?数字传输系统基本工作原理难点?正确区分并计算信道的极限容量、信道的极限信息传输速率等; ? CRC 循环冗余检测?曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码 数据通信的基础知识 1、数据: 信息的载体、表现形式,数值、文本、话音、图形和图像等;模拟数据和数字数据。 2、信号: 数据是通过物理信号进行传输,用其特征参数表示数据。根据信号物理参量基本特征的不同,可分为模拟信号,数字信号 1、模拟信号:电话、传真、电视信号等模拟信号——随时间连续变化的电流、电压或电磁波;幅度取值是连续的 2、数字信号:电报信号、数据信号等数字信号——一系列离散的电脉冲;幅度取值是离散的 3、信道: 传送信号的介质。?波特率又称信号传输速率 B:编码后传输信号在信道上的传输速率,每秒钟传输信号变化的次数,波特(baud) ,码元传输速率。 B=1/T (Baud) ...... ⑴式中 T为信号码元的宽度,单位为秒. ?比特率又称数据传输速率 R --每秒传输的数据(编码前的数字数据)的二进制位数, b/s, 或bps 。R=1/T * log 2 N (bps) ...... ⑵式中 T为一个码元信号的宽度,单位为秒; N为对一个码元编码采样的离散值的个数; log 2 N为每个码元的 bit 数。数据传输速率也称。 4、波特率与比特率?码元:时间轴上一个信号的编码单元。 t 码元 1码元 2码元 3码元 4码元 5 信号 T ?波特率与比特率的关系由⑴、⑵式得: R = B *log 2N (bps) ...... ⑶或 B = R / log 2N (Baud) ...... ⑷[例1]采用四相调制方式,即 N=4 ,且一个数字脉冲信号的宽度 T=833x 10 -6秒,则: (1)f = 1/ (833 * 10 -6)= 1200 Hz (2)R=1/T *log 2N=1/(833x 10 -6)*log 24=2400 (bps) (3)B=1/T=1/(833x 10 -6)=1200 (Baud ) N 2 log 波特率比特率?* 5、信道容量(信道最大数据传输速率) ?信道容量:一个信道的最大数据传输速率,单位:位/秒(bps) ?信道容量与数据传输速率的区别: ?信道容量表示信道的最大数据传输速率,是信道传输数据能力的极限; ?数据传输速率是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。?影响信道容量的主要因素是噪音。 Nyquist 证明,无噪声下的信道的最大信号传输速率 Rmax 与信道带宽 B的关系,即奈奎斯特--无噪信道容量公式: Rmax=2 *B*log2N (bps) ...... ⑸式中 B为信道的带宽,单位 Hz;N为对一个码元抽样的离散值个数。说明在无噪声的理想条件下,信道的容量与采样量化从正比。[例2] 普通电话线路带宽约 3kHz ,若码元抽样的离散值个数 N=16 , 则最大数据传输速率: Rmax=2 *3k*log 216=24kbps 。(1) 无噪声下的信道容量(奈奎斯特定理) N 最大数据率 2 6000 b/s 4 12000 b/s 8 18000 b/s 16 24000 b/s 32 30000 b/s N 最大数据率 2 6000 b/s 4 12000 b/s 8 18000 b/s 16 24000 b/s 32 30000 b/s (2) 有噪声下的信道容量(香农定理) ?Shannon 证明,对于带宽为 B,信噪比为 S/N 的有噪声信道,其最大数据传输率 Rmax 为?Rmax = B *log 2 (1 + S/N ) (bps) ...... ⑹?其中 S/N 为信号功率与噪声功率的比,称为信噪比(Signal-to- Noise Ratio) ;我们一般使用数值 10*log 10 S/N --- 分贝(dB) 来表示信噪比。[例3] 已知