数据通信基础-教学PPT课件

图 2-3 通信系统的基本结构
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数据通信系统主要技术指标
• 比特率
是一种数字信号的传输速率。是指每秒传送的二 进制代码的有效位数（比特数(bit) ）。单位为 bps(Bit Per Second)，比特率越高，传送数据速 度越快。
• 波特率（码元速率）
是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过 程中，线路上每秒载波调制状态改变的次数就 是波特率，其单位是波特（Baud）
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通信系统模型
• 2、通信系统模型 通信系统组成三要素：信源、信宿和信道
信道
信源
信号变换器
噪声源
信号变换器 信宿
简单的数据通信系统模型
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数据线路的通信方式
• 根据数据信息在传输线上的传送方向， 数据通信方式有：单工通信、半双工通 信、双工通信。
所谓“码元”，或称为“码位”，是对计算机 网络传送的二进制数字中的每一位的通称。 是构成信息编码的最小单位。
而由若干个码元序列表示的数据单元代码通常 称为“码字”。例如，二进制数字1000001 是由7个码元组成的序列，可以视为一个码 字。在7位ASCII码中，这个码字表示字母A。
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数据通信系统的基本结构
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B与S的关系：
• S=B×log2N (b/s)
– N:调制电平数 – B：数字信号的脉冲数率，即波特率
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作业：
• 随堂练 P12 • 1,2,4,8,10
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数据传输方式
一、 数据通信系统模型 1、数据通信系统的一般结构模型，它是由数据终端设 备（DTE）、数据线路端接设备（DCE）和通信线路等组 成。
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数据通信系统主要技术指标
• 信道的传播延迟 信号在信道中传播，从信源端到达信
宿端需要一定的时间，这个时间称为传 播延迟（或时延）。这个时间与信源端 和信宿端的距离有关，也与具体信道中 的信号传播速度有关。
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信道带宽：
是指信道所能传送的信号频率宽度， 它的值为信道上可传送信号的最高频率 与最低频率之差。带宽越大，所能达到 的传输速率就越大。
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数据通信系统主要技术指标
• 误码率
指信息传输的错误率，也称错误率。是在 正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。
• 吞吐量
Pe=Ne/N。
单位时间内整个网络能够处理的信息总量。单位
是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中：
吞吐量=信道容量*传输. 效率。
第二章 数据通信 基础
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§2.1 数据通信的基本概念
信息
• 信息（Information）是客观事物属性和相互联 系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和 运动状态。例如事物的运动状态、结构、温度、 性能等都是信息的不同表现形式。信息可以以文 字、声音、图形、图像等各种不同形式存在。
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数据
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y t
（a）连续的模拟信号
y t
（b）离散的数字信号 图 2-2 模拟信号与数字信号波形
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信道
信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道 和逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路， 由传输介质及其附属设备组成。
逻辑信道而是在物理信道基础上，由节点设备内 部的连接来实现。
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举例：
物理信道：高速公路
逻辑信道：各种运输车队，可以按时分在高速公 路上跑，就是A车队跑一趟，然后换B车队跑一 趟，也可以按频分跑，就是高速公路有4车道， 那就可以跑4个车队。 物理信道是真实存在的，传送实际信息的，不 管上层跑什么车队。 逻辑信道是人为定义的，但最终都要在物理信 道上传送
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• 使用权限：专业信道和共用信道 • 传输介质：有线信道和无线信道 • 传输信号种类：模拟信道和数字信道
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3、信号 信号是数据的具体物理表现形式，它具有确定的物理描述, 如电信号、光信号或磁场强度等。信号分为数字信号和模拟信 号两种。
⑴ 模拟信号：是一种连续变 化的电脉冲序列，例如电话语 音信号、电视信号等，它是随 时间变化的函数曲线，如图2-2 （a）所示。
⑵ 数字信号：是离散的不连 续的电信号, 通常用“高”和 “低”电平脉冲序列组成的编 码来表示数据, 如图2-2(b)所示
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数据传输率（S） 是指单位时间内信道内传输的信息量。 其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传 输的字符个数；或者单位时间(每秒)内传输的码 组(字块)数或比特数。其单位是字符/秒；或者码 组/秒、比特/秒(可见，当数据传输率用“bit/s”作 单位时，即等于比特率)。
一般来说，数据传输率的高低由传输每1位数据所 占时间决定，传输每1位数据所占的时间越小，则 速率越高。
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信息可以用数字的形式来表示，数字化的信
息称为数据。数据可以分为模拟数据和数字数据
两种。
• ⑴ 模拟数据：在时间和幅值取值上都是连续变化
的, 例如声音、语音、视频和动画片等。模拟数 据通常用传感器收集。
• ⑵ 数字数据：在时间上是离散的,在幅值上是经 过量话的,它一般是由0、1构成的二进制代码组 成的数字序列。
任何一个通信系统都可以看作是由发送设备、传输信道和接 收设备三大部分组成。我们把产生和发送信息的一端称为信源 ，把接收信息的一端称为信宿，把信源传送到信宿的通信线路 称为信道。
在实际通信系统中，难免受到外界电磁波等噪音源的干扰影 响。因此，数据通信系统的基本结构如图2-3所示。
信源
信道
信宿
数据+噪音 噪音源
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• 比特率是测量每秒可传输数据比特位(0和1)数 量的单位。例如，每秒2,400位的比特率是指 每一秒钟传输了2,400个1和0。
• 波特率表示每秒钟一个信号(从0变为1或从1 变为0)或符号(连接的电压、频率或相位)在信 道中改变状态或发生变化的次数。例如， 2,400波特率是指该通道每秒钟最多改变状态 2,400次。在这个例子中，波特率和比特率是 相同的数值：2,400bps，1比特率等于1波特率。
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信道容量
信道容量用来表征一个信道传输信息的 最大能力，通常用信息来表示。
信道的最大传输速率是与信道带宽有直接 联系的。
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香农公式--带噪信道容量公式：
C=B× log2(1+S/N) (bps)
B为信道带宽 （Hz） S为信号功率 N为噪声功率， S/N为信噪比，通常把信噪比表示成
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码元 码字