文档介绍：计算机网络课件
芙蓉通信、自动化11级
2013-2014年上学期
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2 数据传输
主要内容
数据通信的基础知识

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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
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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。
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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
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波特率与比特率的关系
由 ⑴、⑵式得：　
R = B*log2 N　(bps)　　　　　 ......⑶
或　 B = R / log2 N　(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=833x10-6秒,则：
（1）f = 1/（833*10-6 ）= 1200 Hz　　　　
（2）R=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps)（3）B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
*
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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。
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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*log216=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
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(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*log10S/N ---分贝(dB)来表示信噪比。
[例3]已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。