西安交通大学：《计算机网络与通讯》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 数据通信的基础知识

第二章数据通信的基础知识 本章内容 信道 传输媒体 编码 多路复用 数据交换技术 差错控制 第1页

第1页 第二章 数据通信的基础知识 本章内容 – 信道 – 传输媒体 – 编码 – 多路复用 – 数据交换技术 – 差错控制

21基本概念 数据及计算机通信术语 数据(Data):传递(携带)信息的实体。 信息( nformation):是数据的内容或解释。 信号( Signa〕:数据的物理量编码(通常为电编 码),数据以信号的形式传播。 ■模拟信号与数字信号 ■基带( Base band)与宽带( Broad band) 第2页

第2页 2.1 基本概念 数据及计算机通信术语 – 数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 – 信息(Information)：是数据的内容或解释。 – 信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编 码)，数据以信号的形式传播。 模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带(Broad band)

信道( Channel):传送信息的线路(或通路) 比特(bit):信息量的单位。比特率为每秒传输 的二进制位个数。 码元( Code cell):时间轴上的一个信号编码单 元 第3页

第3页 – 信道(Channel)：传送信息的线路(或通路) – 比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输 的二进制位个数。 – 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单 元

码元1:码元2:码元3:码元4}码元5 信号 同步脉冲 同步脉冲:用于码元的同步定时,识别码元的开始 ▲同步脉冲也可位于码元的中部 个码元也可有多个同步脉冲相对应 第4页

第4页 t 码元1 码元2 码元3 码元4 码元5 信号 同步脉冲 同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始 ▲同步脉冲也可位于码元的中部 ▲一个码元也可有多个同步脉冲相对应

波特(Baud):码元传输的速率单位。波特率为 每秒传送的码元数(即信号传送速率)。 1 Baud log2M(bit/s) 其中M是信号的编码级数。也可以写成 bit Baud log2M 上式中:R比特率, Baud波特率 个信号往往可以携带多个二进制位,所以 在固定的信息传输速率下,比特率往往大于 波特率。 ■换句话说,一个码元中可以传送多个比特 ■例如,M=16,波特率为9600时,数据传输 率为384kbs 第5页

第5页 – 波特(Baud)：码元传输的速率单位。波特率为 每秒传送的码元数(即信号传送速率)。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信号的编码级数。也可以写成 Rbit = Rbaud log2M 上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率 一个信号往往可以携带多个二进制位，所以 在固定的信息传输速率下，比特率往往大于 波特率。 换句话说，一个码元中可以传送多个比特。 例如，M=16，波特率为9600时，数据传输 率为38.4kbit/s

误码率:信道传输可靠性指标,是概率值 信息编码:将信息用二进制数表示的方法。 数据编码:将数据用物理量表示的方法。 ■例如:字符‘A的ASC编码(是信息编码的一种)为 01000001,其数据编码可能为 第6页

第6页 – 误码率：信道传输可靠性指标，是概率值 – 信息编码：将信息用二进制数表示的方法。 – 数据编码：将数据用物理量表示的方法。 例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为 01000001，其数据编码可能为 0 1 0 0 0 0 0 1 t

一带宽 ■带宽是通信信道的宽度,是信道频率上界与 下界之间之差,是介质传输能力的度量,在 传统的通信工程中通常以赫兹(Hz)为单位 计量。 在计算机网络中,一般使用每秒位数(b或 bps作为带宽的计量单位。主要单位: Kb/s, Mb/s, Gb/s 个以太局域网理论上每秒可以传输1千万 比特,它的带宽相应为10Mb/s 第7页

第7页 – 带宽 带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与 下界之间之差，是介质传输能力的度量，在 传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位 计量。 在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或 bps) 作为带宽的计量单位。主要单位： Kb/s，Mb/s，Gb/s 一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万 比特，它的带宽相应为10Mb/s

语音信道带宽的由来 Basic speech energy 15 Intelligibility 810 500100015002000250030003500 FIGURE 2.10 Acoustic spectrum for speech. SOURCE:[FREE891 第8页

第8页 语音信道带宽的由来

时延 信息从网络的一端传送到另一端所需的时间 ■时延之和=处理时延+排队时延+发送时延+ 传播时延 处理时延≡分组首部和错误校验等处理(微秒) 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数信道带宽 传播时延=ds(毫秒)d:距离s:传播速度≈光 速 第9页

第9页 –时延 信息从网络的一端传送到另一端所需的时间 时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+ 传播时延 – 处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒） – 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 – 发送时延=数据位数/信道带宽 – 传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度≈光 速

时延带宽乘积 ■某一链路所能容纳的比特数 ■时延带宽乘积=带宽×传播时延 体积=时延带宽乘积 带宽 链路 传播时延 ■例如,某链路的时延带宽乘积为100万比特, 这意味着第一个比特到达目的端时,源端已 发送了100万比特。 第10页

第10页 – 时延带宽乘积 某一链路所能容纳的比特数 时延带宽乘积=带宽×传播时延 例如，某链路的时延带宽乘积为100万比特， 这意味着第一个比特到达目的端时，源端已 发送了100万比特。 链路 带宽 传播时延 体积=时延带宽乘积