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最大数据率 (C) 6000 bps
12000 bps 18000 bps 24000 bps 30000 bps 36000 bps
Nyquist公式为估算已知带上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。 a）衰减
信道的损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。
破坏约560个比特（56Kbps）。
Shannon (香农) 考虑了信道有热噪声的情况 设S/N 是信噪比，S是信号功率，N是噪声功率，则
C = W log2 ( 1 + S/N )
例：信道带宽W=3KHz，信噪比为30dB，则
C=3000*log2(1+1000) ≈30Kbps
Nyquist公式和Shannel公式的比较
报文交换的主要缺点
每一个结点对报文数据的存储转发时间较长，传输一 份报文的 总时间并不比采用线路交换方式短，或许 会更长。因此，报文交换不适于传输实时的或交互式 业务，例如话音、传真飞终端与主机之间的会话业务 等。事实上，报文交换只是主要应用 于非计算机数 据业务 （ 如民用电报业务 ） 的通信网中，以及公共 数据网发展的初期。
b）延迟 信号中的各种频率成分在信道上的延迟时间各不相同，
在接收端会产生信号畸变。
c）噪声 热噪声：由导体内的热扰动引起，又称为白噪声。 串扰：信道间产生的不必要的耦合。例：多对双绞线 脉冲噪声：非连续、随机、振幅较大。多由外部电磁干
扰造成（闪电、大功率电机启动等）。
噪声将破坏信号，产生误码。持续时间0.01s的干扰可以
采样定理：设模拟信号的带宽是W，Ts是采样间隔， 则当采样率 fs =1/Ts =2W时，由采样数据就可以恢复 原模拟信号。
话音频率<4000Hz，采样率 8000次/秒。
从采样定理可以得到信道带宽与信道的数据传输速率 的关系 — Nyquist 原理：设信号是M值，带宽为W的 信道传输的二进制数据的最大速率，即信道容量为
位进行交换，又称为快速分组交换 异步传输模式 ATM 以信元为基本传输单位，主要采用了信元交换和异步时分
多路复用技术。 可以动态分配带宽，因此非常适合于输出突发性数据。
3. 6 数据通信的主要性能指标
3.6.1 数据传输速率与信道带宽
1. 基本概念 ➢ 信道带宽
带宽是指物理信道的频率宽度，即信道允许的最高频率和 最低频率之差，单位为赫兹(Hz)。 信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频 率，也就是限定了一个频率通带。
3.6.2 误码率Pe
误码率是指二进制码元在数据传输中被传错的概率，也 称为“出错率”。误码率是衡量通信系统在正常的工作 情况下传输可靠性的指标
3.6.3 影响信道质量的其他因素
传输延迟 信息传输的延迟指数据从信源（源计算机）到信宿（目
1. 报文交换
在报文交换方式中，当一个站点要发送数据给另一个 站点时，不需要事先在两站之间建立专用通路。
报文交换的特点 ➢ 线路利用率高 ，故障的影响小 ➢ 不需要收、发两端同时处于激活状态 ➢ 延迟时间长，不适合于对实时性要求强的传输，例如：会话 或实时转播等。 ➢ 报文长度不限 对中间节点的要求高，例如：存储能力或处理 能力等。 ➢ 通信不可靠、失序有时中间节点收到过多的数据而无空间存 储或不能及时转发时，就不得不丢弃报文；而且发出的报文不 按顺序到达目的。
➢ 高效 动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占用。 ➢ 灵活 以分组为传送单位和查找路由。 ➢ 迅速 不必先建立连接就能向其他主机发送分组；充分使 用链路的带宽。
➢ 可靠 完善的网络协议；自适应的路由选择协议使网络有 很好的生存性。
三种交换的比较
3.5.3 高速交换技术
帧中继交换 帧中继是一种减少结点处理时间的技术。帧中继以帧为单
f0 称为基频，f0＝1/T，T 称为信号周期。
周期信号的全部频率(及其相应的振幅和初始相位)称 为信号的频谱(spectrum)。
信号频率区间的大小，即频谱的宽度称为信号的带 宽(bandwidth)。
信道容量及 NYQUIST 原理
问题：一个模拟信号对脉冲载波进行PCM 调制，就 得到相应的数字信号，这是采样。从采样得到的数字 信号能否恢复原模拟信号？
● D = 2W log2K 说明数据传输率D随信号编码级数增加而增加。 ● C = W log2(1+S/N) 说明信道能达到的最高传输速率。
对于一个物理信道而言，如果带宽、噪声、传输介质等已 经确定，那么按照香农定理，其最大传输速率（极限速率） 也就确定了，采用不同的调制技术，可以得到不同的数据 传输速率，但总是小于香农定义的极限速率。反过来，如 果噪声、传输介质、调制技术等都已确定，那么带宽越宽 （如从10MHz扩充到20MHz），意味着数据传输速率越 高。
➢ 数据传输速率 指单位时间内信道上传送的信息量，单位为比特/秒
(bit/second)，记作bps。
2. 信道最大传输速率
周期信号的 FOURIER 分析
一切周期信号都可以由正弦波、余弦波叠加而成。
这些波的频率由低到高分别为：f0，2f0， 3f0,…,分 别称为一次、二次、三次谐波。
所有这些频率构成 S(t) 的频谱。
2. 分组交换(packet switching)
分组交换将用户的大报文分成若干个报文分组(包)，并 以报文分组为单位在网络中传输。每一个报文分组均含有 数据和目的地址，同一个报文的不同分组可以在不同的路 径中传输，到达终点以后，再将它们重新组装成完整的报 文。
特点： ➢ 开销大（地址信息），适应少量数据的传送。 ➢ 每个数据报（即分组）必须携带详细的地址信息。 ➢ 通信不可靠、失序。 ➢ 故障的影响小。数据报可以绕开故障区而到达目的地。
C = 2W log2 M M = 2，C = 2W
信道容量--最大数据传输率
Nyquist 公式：用于理想信道
D = 2W log2 K
D = 传输率，单位b/s或bps W = 带宽，单位Hz K = 信号电平级数
例如：
M
话音级线路(3000 Hz) 的信道容量计算，如右
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图所示。
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32