數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)2(編輯修改稿)
2025-07-19 14:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 利用電話網(wǎng)來傳輸數(shù)字信號(hào),就必須將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。傳輸方式 (1)并行傳輸方式特點(diǎn):傳輸速率高。需要n條傳輸線路,成本較高。通常用于近距離傳輸，距離限制在25英尺內(nèi)。一組比特同時(shí)發(fā)送，每個(gè)比特都占據(jù)一條獨(dú)立的線路。(2)串行傳輸方式：特點(diǎn): 線路數(shù)少,利用率高,投資小。需要進(jìn)行并/串,串/并轉(zhuǎn)換。該方式只有一條傳輸線路，比特依次發(fā)送。(3)異步傳輸以字符為單位進(jìn)行傳輸，發(fā)送方和接收方在發(fā)送數(shù)據(jù)之前無需進(jìn)行時(shí)間上的協(xié)調(diào)。每個(gè)字符都有起始位和停止位。特點(diǎn):簡單、有效。傳輸速度較慢，額外開銷較大。(4)同步傳輸將多個(gè)字符組成數(shù)據(jù)塊，以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸數(shù)據(jù)。傳輸過程中有專門的時(shí)鐘節(jié)拍使發(fā)送方、接收方保持同步，使兩者以同一頻率工作。特點(diǎn):傳輸速度快，效率較高。實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜。RS232標(biāo)準(zhǔn)（電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA提出的異步通信標(biāo)準(zhǔn)） “1”：3V～15V； “0”：+3V～+15V；每次傳輸一個(gè)字符，7位或8位；每位電壓持續(xù)時(shí)間相同；每個(gè)字符前加一起始位（0），表示傳輸開始；傳送完后加一停止位（1），表示傳輸結(jié)束；物理連線必須在15米內(nèi)。異步傳輸 ..RS232特點(diǎn) ..在數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間進(jìn)行串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換的接口 ..極化編碼； ..連接距離短（最大連接距離不超過15米）； ..多用于計(jì)算機(jī)與Modem、鍵盤或終端之類的設(shè)備之間近距離傳輸字符。 ..為提供更大的傳輸距離和傳輸速率 ..RS422 ..RS423 數(shù)據(jù)傳輸信道 ..傳輸信道是指以傳輸物理媒質(zhì)為基礎(chǔ)，為發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備而建立的信號(hào)通路。 ..由有線或無線線路（包括交換設(shè)備）組成的信號(hào)通路。1．信道分類 ..按傳輸媒體：有線信道和無線信道。 ..按信號(hào)復(fù)用形式：頻分制信道、時(shí)分制信道、波分制信道和碼分制信道(CDMA)。 ..按信號(hào)類型：模擬信道和數(shù)字信道。 ..按信號(hào)傳輸方向：單工信道、半雙工和全雙工信道。 ..按信道使用：專用信道、公用信道。 數(shù)據(jù)通信的主要指標(biāo)..在通信系統(tǒng)中，通信質(zhì)量是人們關(guān)心的問題。所謂通信質(zhì)量是指整個(gè)通信系統(tǒng)的性能，主要是傳輸?shù)挠行院涂煽啃浴?.傳輸存在著或多或少的損耗，接收到的信號(hào)和發(fā)送的信號(hào)都會(huì)有所不同。..影響傳輸損耗的主要參數(shù)有：衰減、失真、延遲變形和噪聲等。（1）衰減（attenuation）..衰減A定義為：輸入信號(hào)功率與輸出信號(hào)功率的比值，并取以10為底的對(duì)數(shù)，表示輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的功率電平之差：A=10lg（P1/P2）(dB) 。式中，P1為輸入信號(hào)功率（mW）, P2為輸出信號(hào)功率（mW）（2）時(shí)延失真（3）噪聲(隨機(jī)噪聲、脈沖噪聲)2．頻帶利用率..頻帶利用率：單位頻帶內(nèi)所能實(shí)現(xiàn)的碼元速度（或者單位頻帶內(nèi)的傳輸速度）。..帶寬：.數(shù)字信號(hào)：指單位時(shí)間內(nèi)鏈路通過的數(shù)據(jù)量（單位bps）。.模擬信號(hào)：帶寬又稱為頻寬，信號(hào)的最高頻率分量與最低頻率分量之差，以赫茲（Hz）單位。..帶寬：.信道：指能夠有效通過該信道的信號(hào)下限頻率和上限頻率之差。如：電話信道，假定其頻率范圍從300~3300Hz，帶寬為3kHz。2．頻帶利用率..頻帶利用率：單位頻帶內(nèi)所能實(shí)現(xiàn)的碼元速度（或單位頻帶內(nèi)的傳輸速度）。單位為波特/赫（B / Hz），或者比特/秒赫（bit／sHz）。..例：某信道帶寬為2400Hz，傳輸速度為4800bit/s，頻帶利用率為多少？2 Bps/Hz ..指每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù)，單位為位/秒記作bps，其計(jì)算公式為：T為一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度，單位為秒。一個(gè)數(shù)字脈沖也稱為一個(gè)碼元；N為一個(gè)碼元所取的有效離散值個(gè)數(shù)，也稱調(diào)制電平數(shù)，一般取2的整數(shù)次方值。比特率=波特率X 單個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。 ..信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：位/秒(bps) ..信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別： .前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限； .而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。 .像公路上的最大限速與汽車實(shí)際速度的關(guān)系一樣。（1）奈奎斯特定理（Nyquist） ..Nyquist定理指出無噪聲條件下，最大的數(shù)據(jù)傳輸速率C（信道容量）： ..式中Ｗ為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz。N是離散性信號(hào)或電平的個(gè)數(shù)。 例21：一個(gè)無噪聲的信道，帶寬是4000Hz，采用4相調(diào)制解調(diào)器傳送二進(jìn)制信號(hào)，問信道容量是多少？解：4相調(diào)制解調(diào)器傳送二進(jìn)制信號(hào)的離散信號(hào)數(shù)為4，所以N=4，則信道容量 16(kbit/s) （2）香農(nóng)定理（Shannaon） ..有噪聲的環(huán)境中，信道容量將與信噪功率比有關(guān)。 ..根據(jù)香農(nóng)公式，在給定帶寬W(Hz)，信噪功率比 S/N的信道中，最大數(shù)據(jù)傳輸速率C為:式中，S/N為信噪功率比(S為信號(hào)功率，N為噪聲功率)，用分貝形式。 例22：一個(gè)數(shù)字信號(hào)經(jīng)信噪比為20dB的 3000Hz帶寬信道傳輸，其數(shù)據(jù)速率不會(huì)超過多少？解：按Shannon定理，信道最大容量為：。已知信噪比為20dB，則信噪功率比 : S/N =100 （1）誤碼率：指在一定時(shí)間內(nèi)，二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。設(shè)傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)總數(shù)為N位，其中出錯(cuò)的位數(shù)為Ne，則誤碼率表示為：Ne/N（2）誤組率:是指在傳輸?shù)拇a組總數(shù)
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