[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]數(shù)據(jù)通信基本概念-在線瀏覽
2025-03-08 17:32本頁(yè)面
【正文】 ，其極限速率又為多少？ 解： （ 1）奈奎斯特定理： Cmax=2Hlog2N, H=4KHz Cmax= 2*4K*log28 = 24Kbps （ 2）香農(nóng)定理： Cmax=Hlog2（ 1+S/N） ,H=4KHz, 又 ∵ 10lgS/N=30 ∴ S/N=1000 Cmax=4K*log2（ 1+1000） ≈ 40Kbps 思考：該題究竟該以哪個(gè)為準(zhǔn)？ 二、數(shù)據(jù)通信的特性 ? 奈奎斯公式和香農(nóng)公式的比較 奈奎斯公式： C=2Hlog2N 數(shù)據(jù)傳輸率 C隨信號(hào)編碼級(jí)數(shù)增加而增加。因?yàn)樵肼暤拇嬖趯⑹咕幋a級(jí)數(shù)不可能無(wú)限增加。 發(fā)送端 接收端串行通信信道(a)發(fā)送端b0b1b2b3b4b5b6b7b7b6b5b4b3b2b1b0接收端b0b1b2b3b4b5b6b7并行通信信道(b)三、數(shù)據(jù)通信方式 串行通信與并行通信的特點(diǎn)： ① 串行通信采用一條信道進(jìn)行通信，并行通信采用多條信道同時(shí)通信； ② 串行通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)從低位到高位依次進(jìn)行，并行通信同時(shí)進(jìn)行； ③ 相同速率下，并行通信傳輸?shù)拇a元數(shù)是串行通信的 n倍； ④ 在實(shí)際通信中，大都采用串行通信。例：電視機(jī) ② 半雙工：信號(hào)可以雙向傳輸，但是必須交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳輸，它是一種切換方向的單工通信。例：電話 三、數(shù)據(jù)通信方式 數(shù)據(jù)的傳輸方式 ? 基帶傳輸 基帶： 計(jì)算機(jī)或終端的數(shù)字信號(hào)都是二進(jìn)制序列，它是一 種矩形脈沖信號(hào)，這種矩形脈沖信號(hào)稱為基帶信號(hào)。 特點(diǎn)： ① 基帶傳輸傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，不需要調(diào)制解調(diào)器； ② 基帶傳輸受距離和傳輸介質(zhì)的限制，距離長(zhǎng)，容易發(fā)生畸變，適合 短距離 的數(shù)據(jù)傳輸，用于局域網(wǎng)。 ? 頻帶傳輸 將基帶信號(hào)變換（調(diào)制）成能在模擬信道中傳輸?shù)哪M信 號(hào)（頻帶信號(hào)），再將這種頻帶信號(hào)在模擬信道中傳輸。 三、數(shù)據(jù)通信方式 ? 寬帶傳輸 借助頻帶傳輸，將鏈路容量分解成多個(gè)信道，每個(gè)信道可 以攜帶不同的信號(hào)，這就是寬帶傳輸。 例： CATV、 ISDN等?；鶐?shù)據(jù)傳輸速率通常在 1Mb／ s～／ s；寬帶數(shù)據(jù)傳輸速率通常在 5Mb／ s～ 10 Mb／。 三、數(shù)據(jù)通信方式 數(shù)據(jù)同步方式 同步的目的是使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致 ( 包括開(kāi)始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等 )。 數(shù)據(jù)通信的同步有： ? 位同步 ? 字符同步 ? 幀同步 三、數(shù)據(jù)通信方式 ① 位同步 接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的 時(shí)鐘頻率與數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻 ， 校正自己的 時(shí)鐘頻率與接收數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻 ，這個(gè)過(guò)程叫做 位同步 。 ? 內(nèi)同步法（自同步法） 通過(guò)特殊編碼 (曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼 )，這些數(shù) 據(jù)編碼信號(hào)包含了同步信號(hào)，接收方從中提取同步信號(hào)來(lái)鎖 定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。 字符傳輸時(shí)設(shè)置 1個(gè)起始位、 8個(gè)數(shù)據(jù)位和 2個(gè)停止位，下一字 符的起始位在前一字符的停止位之后的任意時(shí)間出現(xiàn)。例：采用 1個(gè)起始位、 8個(gè)數(shù)據(jù)位、 2個(gè)停止位時(shí)，其效率為 8/1172%。 原理 在每組字符之前加上一個(gè)或多個(gè)用于 同步控制的字符 SYN，字 符之間不再添加任何附加的位。 同步制字符同步的性能 : 同步方式效率高，但 一旦有錯(cuò)誤，就要全部重傳 ，在通信中 多普遍采用同步制字符傳輸。 例 2：某公司采用一條租用專線與在外地的分公司相連，使用 的 Modem的數(shù)據(jù)傳輸率為 2400bps,現(xiàn)有數(shù)據(jù) 12 106字節(jié)，若以 異步方式傳送，不加校驗(yàn)位， 1位停止位，則最少需要多少時(shí) 間（以秒為單位）才能傳輸完畢？（設(shè)數(shù)據(jù)信號(hào)在線路上的傳 播延遲時(shí)間忽略不計(jì)）問(wèn) 1分鐘能傳多少漢字？ 三、數(shù)據(jù)通信方式 ③ 幀同步 幀同步方式是以識(shí)別一個(gè)幀的開(kāi)始和結(jié)束來(lái)同步的。 ① 幀（ Frame） 是數(shù)據(jù)鏈路中的傳輸單位，由數(shù)據(jù)和控制信息部分組成的二進(jìn)制序列。例： BSC協(xié)議 ③ 面向比特的幀同步方式是以 特殊位序列（ 7EH，即01111110） 來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開(kāi)始，適用于任意數(shù)據(jù)類型的幀。 四、傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)是連接網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理通道，分為有 線介質(zhì)和無(wú)線介質(zhì)。由于外 導(dǎo)電體具有屏蔽電磁作用，所以抗干擾性強(qiáng)，但價(jià)格較 貴，逐步淘汰。廣泛用于局域網(wǎng) 和廣域網(wǎng)中。 四、傳輸介質(zhì) 分類 : 屏蔽雙絞線 (STP) ：一般用于室外； 非屏蔽雙絞線 (UTP) ：用于室內(nèi) 或按傳輸特性分為 5類 常用 3類和 5類雙絞線，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最常用的是第 5類非屏 蔽雙絞線。 特點(diǎn)： 價(jià)格便宜，布線方便，但傳輸距離較短，無(wú)中繼器只能傳 輸 100M。 ① T568A線序 綠白 綠 橙白 藍(lán) 藍(lán)白 橙 棕白 棕 ② T568B線序 橙白 橙 綠白 藍(lán) 藍(lán)白 綠 棕白 棕 直通線： 兩頭都按 T568B線序標(biāo)準(zhǔn)連接 交叉線： 一頭按 T568A線序連接，一頭按 T568B線序連接 四、傳輸介質(zhì) ? 光纖 光纖具有寬帶、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離 遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，用于高速網(wǎng)中，但費(fèi)用較高。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖 (一來(lái)一去 )組成傳輸系統(tǒng) 光纖特點(diǎn)：傳輸速率高，目前已達(dá)到 ， 10Gbps等 也在研發(fā)中。 微波是沿直線傳播的 ，故在地面的傳播距離有限，一般采用接力傳輸。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制，三個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域。 幾種傳輸介質(zhì)的比較 ? 雙絞線 :價(jià)格最便宜，但傳輸距離較短，傳輸?shù)恼`碼率較高目前普遍使用。 ? 光纖：帶寬高、速率快、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)，適合高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目前主要應(yīng)用在主干網(wǎng)上。 五、數(shù)據(jù)編碼 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼（基帶傳輸） 基帶傳輸是利用數(shù)字信道直接傳輸數(shù)字信號(hào)，這種傳輸沒(méi)有 改變數(shù)字信號(hào)的頻帶，所以傳輸效率高。 ③ 當(dāng) 0或 1占優(yōu)勢(shì)時(shí)，容易形成直流分量的累積。（也可相反，只要有電平跳變即可） 特點(diǎn) ① 每個(gè)比特的中間有一次電平跳變，利用電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào)，因此曼徹斯特編碼也稱為自含時(shí)鐘編碼； ② 曼徹斯特編碼的效率低。 問(wèn)題：采用曼徹斯特編碼的 10Mbps局域網(wǎng)的波特率是多少？ 五、數(shù)據(jù)編碼 ? 差分曼徹斯特編碼 編碼規(guī)則 ① 第一位是 0則從低到高跳變，第一位是 1從高到低跳變； ② 第一位之后，若源碼為 1，則其編碼的前半部分與前一個(gè)編碼的電平相同，后半部分與其前半部分相反；若源碼為 0，則其編碼的前半部分與前一個(gè)編碼的電平相反，后半部分與其前半部分相反； ③ 每個(gè)比特的值取決于其開(kāi)始是否有跳變。 調(diào)制： 將發(fā)送端數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)的過(guò)程 解調(diào)： 將接收端模擬信號(hào)還原
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