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计算机网络——数据通信过程 - 6DAN - 博客园

2011-05-02  唐伯龙

数据通信是指在两点或多点之间以二进制的形式进行信息交换。数据传输+通信控制。

 

数据通信的过程是把字符或符号转换成编码,产生与编码对应的信号,信号传送到目的地后被接受设备接收,按编码的规则将信号解码,再还原成相应的字符或符号。模拟信道的数据通信过程如图所示,数字信道的数据通信过程省略了调制和解调的步骤。


 

1 模拟信道的数据通信的过程

 

信号与信道

什么样的信道传输什么样的信号。图示如下:

2 数据、信号与信道

 

编码与调制

编码输出数字信号,调制输出模拟信号。

3 编码与调制

 

数据编码:

1.         PCM编码:

采样:按一定间隔对语音信号进行采样。

量化:把每个样本舍入到最近的量化级别上。

编码:对每个舍入后的样本进行编码。

4 PCM编码示意

2.         不归零编码

-5V表示二进制中的1+5V表示二进制中的0

3.         曼彻斯特编码

在每个码元的中间发生跳变,高à低的跳变代表1,低à高的跳变代表0

4.         差分曼彻斯特编码

在每个码元的中间发生跳变,码元开始处有跳变代表0,无跳变代表1

5 三种数字编码的波形图

 

采样定理

如果模拟信号的最高频率为F,若以大于等于2F的采样频率对其采样,则从采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。

 

数据通信性能指标

1.         时延。一个数据块从链路或网络的一端传送到另一端的时间。

总时延=发送时延+传输时延+转发时延

发送时延=数据块总长度/信息传输速率

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

2.         带宽。信道传输能力的度量。计算机网络中的单位为每秒钟传输的二进制位数。主要由b/sKb/sMb/sGb/s

3.         误码率。传输的码元被传错的概率。Pc=出错的码元/传输的总码元数

4.         信息传输速率。每秒传输的二进制比特数。

Shannon公式:有噪声干扰信道。

C = W log2 1+S/N

C——传输率,单位b/s

W—— 带宽,单位Hz

S/N——信噪比

5.         信道最大数据传输率

Nyquist公式:无噪声理想低通信道。估算已知带宽信道的最高数据传输速率。

C = 2W log2 M

C  ——数据传输率,单位b/s

W ——带宽,单位Hz

M ——信号编码级数

 

参考文献:

[1] 谢希仁. 计算机网络. 北京: 电子工业出版社.

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