《高性能计算机网络》课程教学课件（讲义）第八章 物理层 第48讲 数据速率与多路复用

第48 讲数据速率与多路复用

第48 讲数据速率与多路复用

8.6数据传输速率的定义与信道速率的极限8.6.1数据传输速率的定义·数据传输速率等于每秒传输构成数据代码的二进制比特数，单位为bit/s，表示为bps;常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps、Gbps与Tbps。其中：31kbps=1× 10.bps1Mbps=1×16bps1Gbps=1×10° bps1Tbps=1×102 bps

8.6数据传输速率的定义与信道速率的极限 8.6.1数据传输速率的定义 •数据传输速率等于每秒传输构成数据代码的 二进制比特数，单位为bit/s，表示为bps； •常用的数据传输速率单位有： kbps、Mbps、 Gbps与Tbps。其中： 3 1kbps=1×10 bps 1Mbps=1×106 bps 1Gbps=1×109 bps 1Tbps=1×1012 bps *

“"调制速率"与"波特率。调制速率描述模拟数据信号传输过程中调制解调器每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是1/s，称为波特（baud调制速率也称为波特率；·数据传输速率S（单位为bps）与调制速率B（单位为baud）之间关系可以表示为：S=B·log2k，式中k为多相调制的相数；

“调制速率”与“波特率” • 调制速率描述模拟数据信号传输过程中 调制解调器每秒钟载波调制状态改变的 数值，单位是1/s，称为波特（baud）， 调制速率也称为波特率； •数据传输速率S（单位为bps）与调制速 率B（单位为baud）之间关系可以表示 为：S=B·log2k，式中k为多相调制的相 数； *

调制速率与数据传输速率的关系数据传输速率（bps）调制速率（baud）多相调制的相数1200二相调制（k=2）12001200四相调制（k=4）24001200八相调制（k=8）36001200十六相调制（k=16）4800

调制速率与数据传输速率的关系 • 调制速率（baud ）多相调制的相数 数据传输速率（bps） 1200 1200 1200 1200 二相调制（k=2） 四相调制（k=4） 八相调制（k=8） 十六相调制（k=16） 1200 2400 3600 4800 *

8.6.2奈奎斯特准则与香农定律的基本内容奈奎斯特定理描述有限带宽、无噪声的理想信道的最大传输速率与信道带宽的关系：香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信号噪声功率比之间的关系

8.6.2奈奎斯特准则与香农定律的基本内容 •奈奎斯特定理描述有限带宽、无噪 声的理想信道的最大传输速率与信 道带宽的关系； •香农定理则描述了有限带宽、有随 机热噪声信道的最大传输速率与信 道带宽、信号噪声功率比之间的关 系。 *

奈奎斯特准则·奈奎斯特准则指出：如果表示码元的窄脉冲信号以时间间隔为元/（W=2元f）通过理想通信信道，则前后码元之间不产生相互串扰；·根据奈奎斯特准则，二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与理想信道带宽B（B=f，单位Hz）的关系可以写为：Rmax=2·f（bps）；·对于二进制数据，如果信道带宽B=3000Hz，则最大传输速率为6000bps

奈奎斯特准则 •奈奎斯特准则指出：如果表示码元的窄脉冲信 号以时间间隔为π/ω（ω=2πf）通过理想通信 信道，则前后码元之间不产生相互串扰； •根据奈奎斯特准则，二进制数据信号的最大数 据传输速率Rmax与理想信道带宽 B（B=f，单 位Hz）的关系可以写为：Rmax=2·f（bps）； • 对于二进制数据，如果信道带宽 B=3000Hz， 则最大传输速率为6000bps。 *

香农定理·香农定理指出：在有随机热噪声的信道中传输数据信号时，传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：Rmax=B·log2（1+S/N）；式中，Rmax单位为bps，带宽B单位为HZ；·信噪比是信号功率与噪声功率之比的简称。在通信系统中，信噪比通常以分贝（db）表示。如果信噪比S/N为1000，根据信噪比计算公式：S/N（db）=10·lg（S/N），则用表示的该信道的信噪比S/N为30db；·如果S/N=1000，信道带宽B=3000Hz，则该信道的最大传输速率Rmax~30kbps；·香农定律给出一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值

香农定理 •香农定理指出：在有随机热噪声的信道中传输数据信 号时，传输速率Rmax与信道带宽 B、信噪比S/N的关系 为：Rmax=B·log2（1+S/N）；式中，Rmax单位为bps， 带宽 B单位为Hz； •信噪比是信号功率与噪声功率之比的简称。在通信系 统中，信噪比通常以分贝（db）表示。如果信噪比 S/N为1000，根据信噪比计算公式：S/N（db）=10·lg （S/N），则用表示的该信道的信噪比S/N为30db； •如果S/N=1000，信道带宽 B=3000Hz，则该信道的最 大传输速率Rmax≈30kbps； •香农定律给出一个有限带宽、有热噪声信道的最大数 据传输速率的极限值。 *

由于信道的最大传输速率与带宽之间存在着明确关系，因此人们可以用"带宽"表示"速率"；人们常将网络的"高传输速率"用网络的"高带宽"表述

•由于信道的最大传输速率与带宽 之间存在着明确关系，因此人们 可以用“带宽”表示“速率” ； •人们常将网络的“高传输速率”用 网络的“高带宽”表述。 *

8.7多路复用技术8.7.1多路复用的基本概念·多路复用技术的实质是：发送方将多个用户的数据通过复用器汇集，并将汇集的数据通过一条物理线路传送到接收方；接收方通过分用器将数据分离成各个单独的数据，然后分发给接收方的多个用户

8.7多路复用技术 8.7.1多路复用的基本概念 •多路复用技术的实质是：发送方将 多个用户的数据通过复用器汇集， 并将汇集的数据通过一条物理线路 传送到接收方； •接收方通过分用器将数据分离成各 个单独的数据，然后分发给接收方 的多个用户。 *

多路复用系统的结构与功能信过韩道高速通信线路多路多路复用器复用器信道通n高速通信线路道信道......信道信通

多路复用系统的结构与功能 *