三、数据通信方式
宽带传输 借助频带传输，将链路容量分解成多个信道，每个信道可 以携带不同的信号，这就是宽带传输。 宽带传输中的所有信道都可以同时发送信号。 例：CATV、ISDN等。 基带和宽带的区别： ① 数据传输速率不同。基带数据传输速率通常在1Mb／s～ 2.5Mb／s；宽带数据传输速率通常在5Mb／s～10 Mb／。 ② 传输信号不同，基带传输数字信号，宽带传输模拟信号 ③ 宽带传输一定是采用频带传输技术。
二、数据通信的特性
信息速率：每秒钟传输的比特数，单位bps，记为Rb 说明： 二进制的码元是0或1，一个码元携带的信息量为1b， 故RB=Rb N进制的码元携带的信息量为I=Log2N，故Rb= RB*Log2N 常用的数据传输速率单位： 1Kbps=1×103bps 1Mbps=1×103Kbps 1Gbps=1×103Mbps
②
二、数据通信的特性
思考题：在数字传输系统中,码元速率为1200波特,数据速率 为4800bps,则信号取几种不同的状态?若要使得码元速率与数 据速率相等,则信号取几种状态？
二、数据通信的特性
误码率
由于噪声的干扰，信号在传输过程中会出现差错，差错的多 少决定了数据通信的质量。 • 误码率Pe=发生差错的码元数/传输的总码元数 • 误比特率Pb=发生差错的比特数/传输的总比特数 说明： 在计算机网络中，一般要求误比特率低于10-6，若误比特率达 不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。
一、基本概念
信号：数据的电磁或电子编码形式 信源：通信中产生和发送信息的一端 信宿：接收信息的一端 信道：信号传输的通道（传输介质和相关设备） 噪声：信号在传输的过程中受到的干扰
信道 信源 信宿
噪声
一、基本概念
信号分类：模拟信号和数字信号
① 模拟信号：随时间连续变化的电流、电压或电磁波。 例电话、电视和广播 ② 数字信号：一系列离散的电脉冲，其值限制在有限的几 个数字之内。例:用1表示恒定的正电压，0表示恒定的 负电压。 波形图：
数据通信基础
数据通信的基本概念
模拟信道的带宽： f1 W f2 W=f1-f2
数据通信基础
数据通信的基本概念
数字信道的带宽：由于数字信道是一种离散信 道，它只能传送取离散值的数字信号。信道的 带宽决定了信道中能不失真地传输的脉冲序列 的最高速率。 码元：一个数字脉冲称为一个码元。 码元速率：单位时间内信号波形的变换次数， 即单位时间内通过信道传输的码元个数。Baud 若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T
数据通信基础
数据通信的基本概念
误码率: Ne(出错的位数) Pe= N(传输的总位数) 信道延迟:信号在信道中传播,从信源到信宿 需要一定的时间,这称为信道延迟或传播延 迟.
数据通信基础
数 据 传 输 技 术
数据通信方式 在数据通信中，按信号在信道上的传输方向， 可分为三种不同的通信方式：
单工通信
数值)?
三、数据通信方式
1、信道的通信方式
串行通信与并行通信
b7 发送端 串行通信信道 (a) 发送端 b0 b1 并 行 通 信 信 道 接收端 b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 接收端
。
b2 b3 b4 b5 b6 b7
(b)
三、数据通信方式
②
半双工：信号可以双向传输，但是必须交替进行，一 个时间只能向一个方向传输，它是一种切换方向的单 工通信。例：对讲机
三、数据通信方式
③
全双工：信号可以同时在两个方向上传输。例：电话
三、数据通信方式
2、数据的传输方式
基带传输 基带：计算机或终端的数字信号都是二进制序列，它是一 种矩形脉冲信号，这种矩形脉冲信号称为基带信号。 基带传输是指在通信介质上传输0或1数字信号。 特点： ① 基带传输传输的是数字信号，不需要调制解调器； ② 基带传输受距离和传输介质的限制，距离长，容易发 生畸变，适合短距离的数据传输，用于局域网。

三、数据通信方式
3、数据同步方式 同步的目的是使接收端与发送端在时间基准上一致 ( 包括开始时间、位边界、重复频率等)。 在通信过程中必须解决同步问题。 数据通信的同步有： • 位同步 • 字符同步 • 帧同步
三、数据通信方式
① 位同步 接收端根据发送端发送数据的时钟频率与数据的起始时刻， 校正自己的时钟频率与接收数据的起始时刻，这个过程叫做 位同步。实现位同步的方式有：外同步法和内同步法 外同步法 发送端在发送数据前，先向接收端发送一串同步时钟，接收据的时始 终与发送端保持同步。 内同步法（自同步法） 通过特殊编码(曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码)，这些数 据编码信号包含了同步信号，接收方从中提取同步信号来锁 定自己的时钟脉冲频率。
半双工通信
全双工通信
数据通信基础
数据通信基础
课后作业: 1.一传输二进制信号的信道,带宽为3kHZ,信 噪比为20db,则该信道的最大数据传输速率 是多少?
数据通信基础
数据通信基础
要点内容：
1、基本概念 2、数据通信的特性 3、数据通信方式 4、传输介质 5、数据编码 6、多路复用技术 7、数据交换技术 8、差错控制与检测
数据通信系统的基本概念
2.
数据
数据是定义为有意义的实体，是表征事物 的形式，数据可分为模拟数据和数字数据两类。
模拟数据是指在某个区间连续变化的物理量。 数字数据是指离散的不连续的量。
数据通信基础
数据通信系统的基本概念
3.
信号
信号是数据的电磁编码或电子编码。信号在通 信系统中可分为模拟信号和数字信号。
码元携带的信息量是由码元取的离散值个数决定的。 离散值 2 1bit 一个码元携带的信息量n与 4 2bit 码元的种类数M有如下关系： n=log2M
数据通信基础
数据通信的基本概念
数据速率：单位时间内在信道上传送的信息量 R=B*n=B*log2M 奈奎斯特定理：Rmax=2w（信道带宽）
香农定理：R=B*log2(1+S/N) 其中 db=10*log10S/N
数 据 通 信 基础
主
要
内
容
数据通信的基本概念
信息、数据与信号
数据通信模型
数据通信中的几项技术指标 数据的通信方式
数据通信基础
数据通信系统的基本概念
1.
信息
信息是人对现实世界事物存在方式或运动 状态的某种认识。
信息的载体可以使数值、文字、图像、声音、 图形以及动画等。
数据通信基础
二、数据通信的特性
1、数据通信的性能指标 衡量数据通信的性能的指标：传输速率和误码率 传输速率 ① 传码率：每秒钟传送的码元数，称为传码率（RB）， 单位为波特。 码元：数字信号的编码。 注意：不一定是二进制，也可为其它进制。例1或0为1 个码元，A表示16进制的1个码元。 每个码元的时间宽度为TB，因此RB ＝1/TB
二、数据通信的特性
带噪信道容量 香农公式（Shannon）： C=H*log2(1+S/N) (bps) 说明：S为信号功率，N为噪声功率。 在通信系统中，信噪比通常用分贝dB表示。 S/N(dB)=10lg(S/N)
例：已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传 输 速率。 ∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000 ∴ C=3k×log2(1+1000)≈30k bps
信源
变换
信道
变换
信宿
噪声
噪声：信息在传输过程中可能会受到外界的 干扰，我们把这种干扰称为噪声。
数据通信基础
数据通信的基本概念
模拟数据：连续值 信息 数字数据：离散值
在数据进入信道之前要变成适合传输的电磁 信号，这种信号也可以是模拟的或离散的。
模拟信号：是随时间连续变化的信号。 电话---话音信号；电视---图像信号 数据信号：只取有限个离散值 。 计算机产生和发送的二进制0/1矩形脉冲流
V(t)
V(t)
0
t
0
t
模拟信号
数字信号
一、基本概念
模拟信道：以连续模拟信号形式传输的信道 例：电话线路、有线电视线路 模拟信道传输的特点： 在传输一定距离后信号衰减，克服的办法是用放大器来增强 信号的能量，但噪音也会增强，会引起信号畸变。 数字信道：以数字脉冲形式传输数据的信道 例：双绞线、同轴电缆 数字信道传输特点： 长距离传输也会衰减，克服的办法是使用中继器，把数字信 号恢复为“0、1”的标准电平后继续传输。故数字信道在传输 时，信号质量要好。 注意：模拟信号不一定只在模拟信道上传输，数字信号也不 一定只在数字信道上传输。
二、数据通信的特性
奈奎斯公式和香农公式的比较
奈奎斯公式：C=2Hlog2N 数据传输率C随信号编码级数增加而增加。 香农公式：C=Hlog2(1+S/N) 无论信号编码分多少级，此公式给出了信道能达到的最高传输 速率。因为噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。
二、数据通信的特性
思考题：要在带宽为4KHZ的信道上用4秒钟发送完20k字节的 数据块,按照香农公式,信道的信噪比最小应为多少分贝(取整
二、数据通信的特性
例：带宽为4KHz的信道，若有8种不同的物理状态表示数据， 信噪比为30db，问按照奈奎斯特定理计算，其极限速率是多 少？按香农定理计算，其极限速率又为多少？ 解： （1）奈奎斯特定理：Cmax=2Hlog2N, H=4KHz Cmax= 2*4K*log28 = 24Kbps （2）香农定理：Cmax=Hlog2（1+S/N）,H=4KHz, 又∵10lgS/N=30 ∴ S/N=1000 Cmax=4K*log2（1+1000）≈40Kbps 思考：该题究竟该以哪个为准？