网络基础 数据通信性能指标
数据通信是继电报、电话业务之后出现的第三大通信业务。
它是一种包括科学计算机、过程控制、信息检索等内容的广义上的信息处理。
为了便于更好的理解数据通信的相关技术,先让来了解一些相关概念。
1.数据
在计算机科学中,数据是信息的载体,它涉及对事物的表示形式。
通常数据指所有能够输入到计算机并被计算机的程序处理的符号介质的总称,也是用于输入电子计算机进行处理,具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
数据包括模拟数据和数字数据两种,其中模拟数据反映的是连续的值(如声音、视频、温度、压力等);数字数据反映的是离散的值(如整数、ASCII 文本等)。
2.信息
从广义上说,信息就是消息。
对人类而言,人的五官生来就是为了感受信息的,它们是信息的接收器,它们所感受到的一切,都是信息。
然而,还有大量的信息是我们的五官不能直接感受到的,人类正通过各种手段,发明各种仪器来感知它们,发现它们。
由计算机产生的信息一般是数字、字母、符号的组合,为了传输这些信息,首先要将每一个字母、数字符号用计算机能够识别的二进制代码来表示。
另外,也可以说信息就是指数据的具体含义。
3.信号
信号是一种可以觉察的脉冲(如电压、电流、磁场强度等),通过它们能传达消息或信息。
也可以说,信号是运载数据的工具,是数据的载体。
从广义上讲,它包含光信号、声信号和电信号等。
而在计算机网络中,一般应用电信号,如无线电波、电话网中的电流等等。
而在计算机领域,电信号还可以分为模拟信号和数字信号。
其中,模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息,其信号的幅度、或频率、或相位随时间作连续变化,如目前广播的声音信号,或图像信号等,如图3-1所示。
模拟信号波形-1
1
图3-1 模拟信号波形
数字信号指幅度的取值是离散的,是一串电压脉冲序列。
二进制码是一种数字信号,用两种不同的电平(高电平“1”和低电平“-1”)来表示比特序列的电压脉冲信号。
由于二进制码受噪声的影响小,因此易于数字电路进行处理,所以得到了广泛的应用。
4.信道
信道是通信双方信号传输的通道,它以物理传输介质为基础。
信号只有通过信道传输,才能够从信源到达信宿。
在同一条传输介质上可以同时存在多条通道,即一条传输线路上可以有多个信道,实现数据传输。
其中,信源是指通信过程中,产生和发送信息的设备或计算机;信宿是指通信过程中,
接收和处理信息的设备或计算机。
5.信道带宽
信道带宽是指信道可传输信号的最高频率与最低频率之差,其单位为Hz (赫兹)。
在通信系统中,不同的传输介质具有不同的带宽,并且只能够传输其带宽范围之内的信号。
不同传输介质的带宽对应关系,如图3-2所示。
f(Hz)012345
6789101112f(Hz)波段
图3-2 不同传输介质的传输带宽
6.信道容量
信道容量是指信道所允许的最大信息量,其大小与信源无关。
在数据传输时,若其传输速率大于信道容量,则无法实现数据传输;若数据传输速率小于或等于信道容量时,则可以实现数据的安全传输。
信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数(称信道的数据传输速率,位速率),以位/秒(b/s )形式予以表示,简记为bps 。
7.吞吐量
吞吐量是指信道在单位时间内能够成功传输的信息总量,其单位为bps 或者Bps (字节/秒)。
在理想情况下,即无帧丢失的情况下,吞吐量是指设备能够传输的最大速率。
8.误码率
误码率是衡量数据在规定时间内数据准确传输的指标。
误码的产生是由于在信号传输中,衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏,产生误码。
例如,噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障等。
比如传送的信号是1,而接收到的是0;或者传送的信息是0,而接收到的是1。
在确定误码率时,可以通过“误码率=传输中的误码/所传输的总码数×100%”公式来计算误码率。
在计算机网络通信中,误码率一般要求小于10-6,即平均每传输1兆位允许有1位出错。