ch2-数据通信基础

第二章 数据通信的基础知识本章内容 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 数据通信的基本概念 信道及其主要特征 传输媒体 数据编码 多路复用 数据交换技术 差错控制1

2.1数据通信的基本概念 2.1数据通信的基本概念 2.1.1 数据通信的一般概念数据及计算机通信术语 数据 数据(Data):传递 携带 信息的实体。 携带)信息的实体 ：传递(携带 信息的实体。 信息 信息(Information):是数据的内容或解释。 :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 ：数据的物理量编码 通常为电编码), 信号 通常为电编码 以信号的形式传播。 以信号的形式传播。模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带 与宽带(Broad band) 基带 与宽带

信道 信道(Channel):传送信息的线路 或通路 或通路) :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 ：信息量的单位。 比特 个数。 个数。 码元 码元(Code Cell):时间轴上的一个信号编码单元。 :时间轴上的一个信号编码单元。2

码元1 码元

码元2 码元

码元3 码元

码元4 码元

码元5 码元 t

信号

同步脉冲

同步脉冲：用于码元的同步定时， 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3

误码率：信道传输可靠性指标，是概率值。 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。 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。 数据编码：将数据用物理量表示的方法。例如：字符‘ 的 编码(是信息编码的一种 例如：字符‘A’的ASCII编码 是信息编码的一种 为 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

带宽信号具有的频带宽度。 “带宽”本来的意思是指某个信号具有的频带宽度。带宽 带宽”本来的意思是指某个信号具有的频带宽度 的单位是赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz)等。 的单位是赫兹 、千赫 、兆赫 等 对于数字信道， 带宽”是指在信道上(或一段链路上 或一段链路上)能 对于数字信道，“带宽”是指在信道上 或一段链路上 能 数字信号的速率， 数据率或比特率。比特(bit) 够传送的数字信号的速率 够传送的数字信号的速率，即数据率或比特率。比特 是计算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。 是计算机中的数据的最小单元，它也是信息量的度量单位。 带宽的单位就是比特每秒(bit/s)。 。 带宽的单位就是比特每秒 带宽有时也

称为吞吐量。 带宽有时也称为吞吐量。 吞吐量

如果我们在网络中某一个点上观察数字信 号流随时间的变化， 号流随时间的变化，那么信号在时间轴上的宽 度就随着带宽的增大而变窄。 度就随着带宽的增大而变窄。下图是这一概念 的示意图。 的示意图。

带宽

带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下 带宽是通信信道的宽度， 界之间之差，是介质传输能力的度量， 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( )为单位计量。 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 在计算机网络中，一般使用每秒位数 bps) 作为带宽的计量单位。主要单位：kb/s, 作为带宽的计量单位。主要单位： , Mb/s,Gb/s,Tb/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。8

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 时延之和=处理时延 排队时延 发送时延 发送时延+传播时 处理时延 延 处理时延=分组首部和错误校验等处理(微秒) 处理时延 分组首部和错误校验等处理(微秒) 分组首部和错误校验等处理 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 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 发送时延 数据位数/信道带宽 数据位数 传播时延= 毫秒) 传播速度≈ 传播时延=d/s(毫秒)d:距离 s:传播速度≈光 速9

正确的宽带和窄带概念宽带线路A B

窄带线路

A

B

宽带线路：每秒有更多比特从计算机 注入到线路。 宽带线路和窄带线路上比特的传播速率 是一样的。10

比喻：汽车运货宽带线路 窄带线路

宽带和窄带线路：车速一样 宽带线路：车距缩短

一种错误概念 ——“宽带”相当于“多车道”

多车道公路是并行传输

通信线路上通常都是串行传输……10010111010010011101000101101012

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 时延带宽乘积=带宽 带宽×体积=时延带宽乘积 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 万比特， 例如，某链路的时延带宽乘积为 时延带宽乘积为 万比特 着第一个比特到达目的端时，源端已发送了100万比 着第一个比特到达目的端时，源端已发送了 万比 特。13

往返时延 (Round-Trip Time ,RTT) 从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认所经 从信源发送数据开始， 历的时间 RTT≈2×传播时延 ≈2× ≈2