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信信息息是是对对数数据据的的认认识识和和解解释释,信信息息能能消消除除事事件件的的不不确确定定性性,信信息息是是可可以以计算的。
计算的。
(22)信息的单位:
比特()信息的单位:
比特(bit)(33)信息的计算)信息的计算式中,式中,PP-事件发生的概率事件发生的概率例例计算计算“抛出硬币的落地后哪一面朝上抛出硬币的落地后哪一面朝上”事件所包含的信息量。
事件所包含的信息量。
33信号信号(11)定义:
信号是数据的具体表现形式)定义:
信号是数据的具体表现形式(22)类型:
)类型:
模拟信号:
随时间连续变化的信号模拟信号:
随时间连续变化的信号数字信号数字信号三、数据通信的模型与调制解调器三、数据通信的模型与调制解调器11数据通信的模型数据通信的模型22调制解调器调制解调器(MODEM)(MODEM)传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC机四、数据通信方式四、数据通信方式1.1.数据传输方式数据传输方式(11)并行传输)并行传输指同时传输多个比特(位)的数据,每指同时传输多个比特(位)的数据,每个比特都用单独的一条线路传输,适合两个比特都用单独的一条线路传输,适合两个短距离设备之间的数据通信。
个短距离设备之间的数据通信。
(22)串行传输)串行传输串行传输使用一条线路,逐个比特(位)串行传输使用一条线路,逐个比特(位)地传送数据,因而它的传输速度比并行传地传送数据,因而它的传输速度比并行传输慢,但其在长距离通信中比并行通信更输慢,但其在长距离通信中比并行通信更加可靠。
加可靠。
22数据同步方式数据同步方式(11)异步传输)异步传输指发送方可以在任何时刻发送数据,但指发送方可以在任何时刻发送数据,但由于数据接收方并不知道数据会在什么时由于数据接收方并不知道数据会在什么时候到达、什么时候结束,因此,每次异步候到达、什么时候结束,因此,每次异步传输都必须由一个开始位开头,它通知接传输都必须由一个开始位开头,它通知接收方数据已经到达了,也给接收方响应和收方数据已经到达了,也给接收方响应和准备数据缓存的时间;
在传输结束时,由准备数据缓存的时间;
在传输结束时,由一个停止位表示一次传输的终止。
一个停止位表示一次传输的终止。
工工作作方方式式,没没有有传传送送数数据据时时线线路路始始终终保保持持为为“11”,开开始始位位为为“00”,最最后后,停停止止位为位为“11”。
基本特点,适用于低速设备,传输额外基本特点,适用于低速设备,传输额外开销比较大,每传输开销比较大,每传输11个字符(个字符(88位),需位),需要多传送要多传送22位,总传输负载增加了位,总传输负载增加了25%25%。
(22)同步传输)同步传输在在传传输输的的字字符符之之间间保保持持一一个个固固定定的的时时间间间间隔隔,这这个个时时间间间间隔隔由由数数字字时时钟钟确确定定,因因此此,没没有有起起始始位位和和停停止止位位。
同同步步传传输输包包括括外外同同步步和和自自同同步步两两种种,自自同同步步是是指指传传输输的的信号本身包含同步信息,如曼彻斯特编码。
信号本身包含同步信息,如曼彻斯特编码。
33数据通信方式数据通信方式(11)单工通信)单工通信指指通通信信只只在在一一个个方方向向上上进进行行。
特特点点,一一条信道,单向传输;
条信道,单向传输;
(22)半双工通信)半双工通信指通信可以分时段在二个方向进行,但指通信可以分时段在二个方向进行,但在某一时刻只能在一个方向上进行。
特点,在某一时刻只能在一个方向上进行。
特点,一条信道,轮流双向传输;
一条信道,轮流双向传输;
(33)全双工通信)全双工通信指通信可以同时在二个方向进行。
特点,指通信可以同时在二个方向进行。
特点,二条信道,任何时刻双向传输;
二条信道,任何时刻双向传输;
计算机网络是全双工通信。
五、数据传输中的一些概念五、数据传输中的一些概念11基带传输和频带传输基带传输和频带传输(11)基基带带传传输输是是一一种种不不搬搬移移数数据据信信号号频频谱谱的的传传输输体体制制,不不要要用用MODEMMODEM,如如局局域域网网,传传输距离不远。
输距离不远。
(22)频带传输是一种利用调制解调器搬)频带传输是一种利用调制解调器搬移数据信号频谱的传输体制,搬移频谱的移数据信号频谱的传输体制,搬移频谱的目的是为了适应传输信道的频率特性,达目的是为了适应传输信道的频率特性,达到远距离传输目的。
频带传输技术很成熟,到远距离传输目的。
频带传输技术很成熟,已经有已经有200200多年历史,为了达到远距离传输多年历史,为了达到远距离传输目的,采用载波传输。
目的,采用载波传输。
理想的载波信号是正弦波,有关正弦波理想的载波信号是正弦波,有关正弦波的性质如下:
的性质如下:
函数函数:
振振幅幅:
函函数数在在任任意意t时时刻刻的的值值,或或任任意意t时时刻正弦波在刻正弦波在yy轴上的投影;
轴上的投影;
周期周期T:
单位为秒(:
单位为秒(ss)频频率率f:
单单位位时时间间内内信信号号波波形形的的变变换换次次数数,单位为赫兹(单位为赫兹(HzHz);
);
相位:
下面函数中的相位:
下面函数中的(33)信号的带宽与信道的带宽)信号的带宽与信道的带宽所所谓谓信信号号的的带带宽宽是是该该信信号号的的频频率率范范围围,等等于于信信号号的的最最高高频频率率减减去去最最低低频频率率,单单位位为赫兹(为赫兹(HzHz);
所谓信道的带宽是该信道允许通过的信所谓信道的带宽是该信道允许通过的信号频率范围,单位为赫兹(号频率范围,单位为赫兹(HzHz);
一般来);
一般来说,在信号流量一定的情况下,信道的带说,在信号流量一定的情况下,信道的带宽越宽,信号传输速率越高。
宽越宽,信号传输速率越高。
22传输速率传输速率(11)调制速率)调制速率定定义义:
单单位位时时间间内内调调制制信信号号波波形形的的变变换次数换次数单位:
波特(单位:
波特(BaudBaud)计算:
计算:
式中,式中,TT11个单位调制信号波的时间长度,个单位调制信号波的时间长度,单位为秒(单位为秒(ss);
说说明明,在在数数据据通通信信中中,数数字字信信号号是是通通过过调调制制解解调调器器来来调调制制载载波波的的,或或者者说说调调制制信信号号是是由由调调制制解解调调器器产产生生的的,因因此此,调调制制速速率反映了调制解调器的工作能力。
率反映了调制解调器的工作能力。
(22)数据信号速率)数据信号速率定义:
单位时间内通过信道的信息量;
定义:
单位:
比特单位:
比特/秒(秒(b/s)计算:
mm并行传输的通路数,串行传输时,并行传输的通路数,串行传输时,m=1m=1;
TTi第第ii路路11个个单单位位调调制制信信号号波波的的时时间间长长度度,单单位为秒(位为秒(ss);
Ni第第ii路路调调制制信信号号波波的的状状态态数数,对对于于数数据据通通信,采用二进制,信,采用二进制,N=2N=2;
(33)调制速率与数据信号速率的关系)调制速率与数据信号速率的关系对于数据通信,采用二进制,对于数据通信,采用二进制,N=2N=2,同,同时串行传输时,时串行传输时,m=1,因此有,因此有但是但是RRb的单位是比特的单位是比特/秒,而秒,而RRBB的单位是的单位是波特,二者只是在数值上相等。
波特,二者只是在数值上相等。
(44)数据传输速率)数据传输速率定义:
单位时间内传送的数据量;
字符单位:
字符/分分例例11,异异步步传传输输当当使使用用数数据据信信号号速速率率为为2400b/s2400b/s的的传传输输电电路路按按起起止止同同步步方方式式来来传传送送ASCIIASCII码码数数据据时时,如如起起始始位位和和终终止止位位均均为为11位位,ASCIIASCII码码为为77位位加加11位位校校验验位位,计计算算ASCIIASCII码码数数据据传输速速率率。
如如果果要要传输汉字字,数据数据传输速率是多少。
速率是多少。
33传输信道的特性传输信道的特性(11)信道的带宽与信号的带宽关系)信道的带宽与信号的带宽关系一一般般情情况况下下,信信道道的的带带宽宽总总是是大大于于或或等等于信号的带宽。
于信号的带宽。
(22)信道容量的概念)信道容量的概念定定义义:
单单位位时时间间内内通通过过信信道道的的最最大大信信息量息量单位:
比特/秒(秒(b/s)(33)信道传输噪声的概念)信道传输噪声的概念定定义义:
影影响响正正常常传传输输的的有有害害信信号号(干干扰扰信信号号)称称为为噪噪声声,它它随随机机出出现现在在信信道道上上,可可以以用用仪仪器器测测量量,用用信信噪噪比比S/NS/N来来衡衡量,单位:
分贝(量,单位:
分贝(dB)。
)。
(44)有扰模拟信道的信道容量计算)有扰模拟信道的信道容量计算CC信道容量,单位:
比特信道容量,单位:
比特/秒(秒(b/sb/s);
B信道带宽,单位:
赫兹(信道带宽,单位:
赫兹(HzHz);
式中:
例例2,有一幅图像要在模拟电话信道进行,有一幅图像要在模拟电话信道进行数字传真,已知该图像有数字传真,已知该图像有2.5106个像素,个像素,每个像素有每个像素有16种颜色,每种颜色均等概率种颜色,每种颜色均等概率出现,模拟电话信道的带宽为出现,模拟电话信道的带宽为3.3KHz,信,信噪比为噪比为30dB,要求计算传输该幅图像所需,要求计算传输该幅图像所需的最小时间(计算的最小时间(计算log2x3.32lgx)。
2.22.2传输介质及主要特性传输介质及主要特性一、传输介质概述一、传输介质概述11传输介质类型:
有线,无线传输介质类型:
有线,无线22传输介质对通信质量有重要影响。
传输介质对通信质量有重要影响。
二、二、双绞线双绞线11结构结构22类型类型(11)标标准准分分类类,CAT5CAT5(支支持持100Mbps100Mbps),CAT5eCAT5e(支持(支持1Gbps1Gbps传输,传输,200M200M带宽)带宽)(22)结结构构分分类类,非非屏屏蔽蔽双双绞绞线线(UTPUTP),屏蔽双绞线(屏蔽双绞线(STPSTP);
33适用网络适用网络(11)主主要要用用于于星星型型拓拓扑扑,最最大大固固定定链链路路长度长度90m;
(22)连接器:
)连接器:
RJ45RJ45、信息模块、信息模块(33)专用工具)专用工具:
RJ45:
RJ45压线钳压线钳44布线方法(布线
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