計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ppt課件-展示頁
2025-05-12 07:14本頁面
【正文】 ，傳輸信息的同步方式有 異步式 和 同步式 兩種。 不存在任何巧妙的編碼方法使得最大數(shù)據(jù)傳輸率可以突破物理系統(tǒng)的根本限制 數(shù)據(jù)通信的方向 P16 (單工、半雙工、全雙工通信 ) 2． 4． 6 同步方式 P16 ? 所謂同步，就是 接收端要按發(fā)送端所發(fā)送的每個碼元的重復(fù)頻率以及起止時間來接收數(shù)據(jù) 。 當(dāng) 帶寬給定后，巧妙的編碼方法能實(shí)現(xiàn)在單位時間內(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)位 若信道是有噪音的，信噪比為 1000，那么，按照 香農(nóng)定理 C=W log2(1+S/N)計(jì)算，不管使用多少級電平，采用多大的采樣頻率，決不能以大于 3000*log2(1+1000)=30000 bit/s的速率傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)信道存在噪聲時， S表示信號功率， N表示噪聲功率， S/N表示信噪比，則最大數(shù)據(jù)傳輸率為 香農(nóng)定理： C=Wlog2(1+S/N) ? 注意信噪比的單位為分貝（ 10log10S/N),即 20分貝代表S/N=102 信噪比的測量方法： ? 例：一條帶寬為 400Hz，信噪比為 30dB的信道，最大的數(shù)據(jù)傳輸率為 C=400*log2(1+103)= C=400*log2(1001) = 400*10=4000 （ bit/s） 信道 功率電平 S 噪聲功率 N 波特率與信道容量 現(xiàn)在我們再舉一個例子：設(shè)信道帶寬為 3000Hz，被傳信號電平分為 16級。 ? 采樣定理： 從另一個角度來說，如果一個帶寬為 W模擬信號要通過數(shù)字信道，必須進(jìn)行采樣，那么每秒采樣 2 W次，在接收方通過低通濾波器就能完整地重現(xiàn)這個模擬的信號 (過采樣會出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余 )。若碼元的傳輸速率超過了奈氏準(zhǔn)則所給出的數(shù)值，則將出現(xiàn)碼元之間的互相干擾，以致在接收端就無法正確判定碼元是 1還是 0。它 度量數(shù)據(jù)傳送的速度 ，可 Sb=Blog2n （ bps， bit/s ? n為一個脈沖所表示的有效狀態(tài)，目前應(yīng)用最廣的是只表示兩種狀態(tài)的單位脈沖， n=2，即每個電信號只傳送一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 ? 舉例：一個正弦信號表示為正弦組合 sin(2nπ） n最小 301,最大 500，則這個信號的帶寬為多少Hz？ 信道的傳輸速率 2． 信號傳輸速率（碼元速率 ,波特率） B (P14) 信號傳輸速率是指每秒傳送的碼元數(shù) (或稱脈沖數(shù) )，單位為波特 (Baud)，它 度量信號傳輸速度 。同樣，信道所能傳送的頻率范圍稱為信道的帶寬。 信道的頻率特性 (P13) ? 不論是模擬信號還是數(shù)字信號，只要它是非正弦信號，根據(jù)傅立葉級數(shù)，該信號就可以分解為一系列不同振幅、不同頻率和不同初相的正弦信號之和。傳輸設(shè)備對不同的傅立葉分量的衰減程度不同。在這些編碼中，曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼的應(yīng)用很普遍，已成為局域網(wǎng)（網(wǎng)卡） 2． 4 通信信道及特性（ P12） ? ? 在 19世紀(jì)初期，法國數(shù)學(xué)家傅立葉證明：任何正常的周期為 T的函數(shù) g(t )，都可以由無限個正弦和余弦函數(shù)合成。比起單極性碼來，雙極性碼的可靠性要高，抗干擾性強(qiáng)。常用的 RS232就是一種典型的不歸零型雙極性二元碼接口電路(“1” V=3。 第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) （ P9） 圖 21 通信系統(tǒng)模型 模擬信號和數(shù)字信號的波形 頻帶傳輸 與 基帶傳輸 的特點(diǎn)（ P1013） ，往往只占有限的頻譜，稱為 頻帶傳輸 sin (2nπ) ，幾乎占據(jù)整個頻帶，稱為 基帶傳輸 輸形式 ,各有優(yōu)缺點(diǎn) 和 適用范圍 模擬數(shù)據(jù) 利用 數(shù)字信號傳輸 模擬數(shù)據(jù) 信源 編碼器 傳輸媒體 解碼器 信宿 噪聲 2． 2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)構(gòu)成 （ P10） （如：微機(jī)，打印機(jī)， … ） （如：網(wǎng)卡） （如：電話線，雙絞線，光纖） （如： MODEN，光電轉(zhuǎn)換器） 2． 3 傳輸編碼及波形 如何把數(shù)字信息用電信號表示出來，數(shù)字信號是離散的， 每個電壓或電流脈沖代表一個信號單元 (碼元 ) 2． 3． 1 單極性碼與雙極性碼 （ P11） 雙極性碼 0 0 0 單極性碼 表示信號的電壓或電流是單極性的，即邏輯 “ 1”用高電平或正向電流表示，而邏輯 “ 0”用 0電平表示。 雙極性碼 用正負(fù)電平來分別代表邏輯“ 1”和邏輯 “ 0”。 “0”,V=+4)。 曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼（ P12） 10M以太網(wǎng)采用曼徹斯特碼 4B/5B編碼 (百兆以太網(wǎng) ) P110表 51 ? 在光纖通訊，采用不歸零編碼，在單位時間內(nèi)閃滅一下代表“ 1”，不閃滅代表“ 0”，如果數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)長串的“ 0”： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 使接收方難以提取同步信號 ,4B/5B編號是將每 4B數(shù)據(jù) (16個信號）編為 5B編碼（ 32個編碼）采用其中 16個，保證每組編碼中至少兩位“ 1”,不出現(xiàn)連續(xù) 3個“ 0”，另外 8組編碼為控制信號 采用 4B/5B的編碼效率為 80%,如果要達(dá)到 100M數(shù)據(jù)傳送率，要 125M 波特時鐘頻率 Q1：采用歸零的曼徹斯特編碼，其編碼編碼效率為多少？如果要達(dá)到 100M數(shù)據(jù)傳送率，要多少波特時鐘頻率？ Q2：什么是 8B/10B編碼，在什么場合下采用？ 各種編碼的優(yōu)缺點(diǎn) (自己閱讀 ) ? 第一，脈沖寬度越大，發(fā)送信號的能量就越大，這對于提高接收端的信噪比有利； ? 第二，脈沖時間寬度與傳輸頻帶寬度成反比關(guān)系，歸零碼的脈沖比全寬碼的窄，因此它們在信道上占用的頻帶就比較寬，歸零碼在頻譜中包含了碼元的速率，也就是說，發(fā)送頻譜中包含有碼元的定時信息； 第三，雙極性碼與單極性碼相比，直流分量和低頻成分減少了，如果數(shù)據(jù)序列中 1的位數(shù)和 0的位數(shù)相等，那么雙極性碼就根本沒有直流輸出，交替雙極性碼也沒有直流輸出，這一點(diǎn)對于在實(shí)踐上的傳輸是有利的； 第四，曼徹斯特碼和差分曼徹斯特碼在每個碼元中間均有跳變，也沒有直流分量，利用這些跳變可以自動計(jì)時，因而便于自同步。 01100010的傅立葉展開系數(shù)見書中 P13 an bn 信道特性： 所有的傳輸設(shè)備在傳輸信號的過程中都要損失一些能量。通常，頻率從 0到 fc(以 Hz為單位 )范圍內(nèi)的諧波在傳輸過程中無衰減，而在此截止頻率以上的所有諧波在傳輸過程中衰減極大。因此，其主要成分都要占據(jù)一定的頻率范圍，我們將信號所占據(jù)的頻率范圍叫做信號的 帶寬 。 只有當(dāng)信道的帶寬大于被傳送的信號帶寬時，信號才能順利地通過信道。如果是二元調(diào)頻制， B=1/T （波特） B=10（波特）表示在一秒鐘內(nèi)傳送 10個信號， 此時周期為 T=1/B=1/10,表示發(fā)送每個信號要 1/10秒 Sb ? 信號傳輸速率是指每秒能傳送多少 脈沖數(shù) ? 數(shù)據(jù)傳輸速率是指每秒能傳送多少 比特?cái)?shù) （即二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)），單位是每秒比特 (bps)。 ? 舉 例 B=10（波特）表示在一秒鐘內(nèi)傳送 10個信號， Sb=10(bps)表示一秒鐘傳送 10個 bit數(shù)據(jù) ， 當(dāng)二元調(diào)制（即每個信號只有兩個狀態(tài)）時 10(baud)可以發(fā)送 10bit 數(shù)據(jù)（即 Sb=B) 例：電壓發(fā)生一次變化的時間為 T=1/10秒，其中電壓 5V代表 “ 00”； 10V代表 “ 01”； 15V代表 “ 1
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