杨庚-计算机网络 CH02 物理层.pptVIP

计算机网络Computer Networks 南京邮电大学计算机学院 “计算机通信与网络”国家精品课程组 内容概要 内容纲要 数据通信基础 传输介质 编码与调制 多路复用技术 数据交换技术 物理层设备与接口 内容纲要 数据通信基础 传输介质 编码与调制 多路复用技术 数据交换技术 物理层设备与接口 2.1 数据通信基础 1、信息、数据和信号 2、数据通信系统 3、数据通信系统的性能指标 2.1 数据通信基础 数据(data)——通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。 信号(signal)——数据在传输过程中的电磁波的表示形式。 “模拟的”(analogous)——连续变化的。 “数字的”(digital)——取值是离散的。 调制——把数字信号转换为模拟信号的过程。 解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。 信道——表示向某一方向传送数据的传输介质。 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 传码速率：传码速率又称为调制速率、波特率，记作NBd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。 传信速率：又称为比特率，记作Rb，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 [例2-1]若信号码元持续时间为1×10-4秒，试问传送8电平信号，则传码速率和传信速率各是多少？ 解：由于T=1×10-4秒，所以传码速率NBd=1/T=10000波特 由于传送的信号是8电平，所以，M=8。 则传信速率Rb = NBdlog2 M =30000bit/s。 2.1 数据通信基础 信号带宽：(bandwidth)是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。 模拟信道：表示通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路带宽(通频带)。 数字信道：“带宽”是所能传送的“最高数据率”同义语，单位是“比特每秒”。 2.1 数据通信基础 常用的带宽单位是 千比每秒，即 kb/s （103 b/s） 兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s） 吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s） 太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s） 请注意：在计算机界，数据量的表示 K = 210 , M = 220, G = 230, T = 240。 2.1 数据通信基础 时间轴上信号的宽度随速率的增大而变窄，对应的信号频率增加，则占用带宽也增加。 2.1 数据通信基础 误码率：在一定时间内接收到出错的比特数e1与总的传输比特数e2之比。 Pe＝（e1/e2) ×100％ 由于实际的传输信道及通信设备存在随机差错与突发差错，而数据通信常采用数据块或帧为单位进行传输，使用误组率可以更好反映传输效率。 误组率：在一定时间内接收出错的组数b1与总的传输组数b2之比。 Pb＝（b1/b2) ×100％ 2.1 数据通信基础 发送时延（传输时延 ）：发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 信道带宽：数据在信道上的发送速率。常称为数据在信道上的传输速率。 2.1 数据通信基础 传播时延：电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。 2.1 数据通信基础 处理时延：交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。 处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。 有时可用排队时延作为处理时延。 2.1 数据通信基础 数据从源点经过网络传送，到达目的点所经历的总时延就是发送时延、传播时延和处理时延之和： 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 所谓高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。 提高网络传输速率，减小网络传输时延，主要是减少发送时延和处理时延。 2.1 数据通信基础 2.1 数据通信基础 信道容量是指在一定的条件下，给定通信路径（信道）上所能达到的最大数据传输速率。 2.1 数据通信基础 奈科斯特定理：任意一个信号如果通过带宽为W（Hz）的理想低通滤波器，当每秒传输2W码元，就可实现无码元间干扰传输。 在理想的条件下，即