数据通信基础-2

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• 数据通信基础-2
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  • 数据通讯指标
    • 数据通信的主要技术指标 —— 吞吐量
  • 数据传输技术
    • 数据通信的基本结构
    • 数字数据到数字信号的编码方法

数据通讯指标

• 信道带宽——带宽就是它所能传输电磁波的最大有效频率与最小有效频率之差 $W$
• 信道容量——某个信道传输数据速率上限，也叫作信道的最大传输速率，$bps$。
• 奈奎斯特定理——有限带宽、无噪声信道的最大传输速率公式，$C=2W{\log }_{2}V(\mathrm{bps})$（低通条件）。$W$ 代表信道的带宽。$V$ 是信号有效状态的数量。
• 香农（Shannon）定理：有噪声信道的最大传输速率与带宽的关系，$C=W{\log }_2(1+S/N)(\mathrm{bps})$。$C$ 表示信道容量（最大传输速率），$W$ 代表信道的带宽。$S$ 是信号能量，$N$ 是噪声能量，$S/N$ 是信噪比，用来描述信道的质量
  • $SNR=10\log \frac{P_s}{P_n}$ or $SNR=20\log \frac{V_s}{V_n}$

数据通信的主要技术指标 —— 吞吐量

• 带宽
  • 信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽,Hz。
• 数据传输速率
  • 单位是比特/秒(bps) 在100Mbps传输速率的情况下，每比特传输时间为 10ns；在10Mbps传输速率的情况下，每比特传输时间为100ns。
• 最大传输速率（信道容量）
  • 每个信道传输数据的速率有一个上限，叫做信道的最大传输速率,bps。
• 波特率(码元速率)
  • 信号每秒钟变化的次数叫做波特率(Baud),Hz。
• 吞吐量
  • 信道在单位时间内成功传输的信息量。单位一般为比特/秒
  • 某信道在10分钟内成功传输了8.4M比特的数据，那么它的吞吐量就是 8.4Mb/600s=14kbps
• 利用率
  • 吞吐量和最大数据传输速率之比。
• 差错率(包括比特差错率、码元差错率、分组差错率)
  • 在计算机通信中最常用的是比特差错率和分组差错率。比特差错率是二进制比特错传的位数与传输总位数之比。码元差错率(对应于波特率)指码元被误传的概率。分组差错率是指数据分组被误传的概率
• 信号传播速度
  • 信号在信道上每秒钟传送的距离，单位是m/s。信号传播速度基本上是20万公里/秒，接近光在真空中的速度
• 延迟
  • 指从发送者发送第一位数据开始，到接收者成功的收到最后一位数据为止，所经历的时间,s
• 抖动(Jitter)
  • 延迟不是固定不变的，它的实时变化叫做抖动。抖动往往与机器处理能力、信道拥挤程度等有关
• 延迟敏感，如电话；抖动敏感，如实时图像传输

数据传输技术

数据通信的基本结构

• 发送方：
  • 信息 -> 数据；数据 -> 信号
• 信号通过能量传递
  • 电能、光能、无线电波、声波
• 目的地：
  • 能量中信号 -> 数据；数据 -> 信息

数字数据到数字信号的编码方法