數據通信速率

模擬信號是一種波形連續變換的電信號，它的取值可以是無限個，比如語音信號；而數位訊號是一種離散信號，它的取值是有限的。

基本介紹

• 中文名：數據通信速率
• 意義：波形連續變換
• 性質：電信號
• 特點：取值可以是無限個

簡介

信息、數據與信號

通信的目的是為了交換信息（Information）。信息的載體可以包含語音、音樂、圖形圖像、文字和數據等多種媒體。

計算機的終端產生的信息一般是字母、數字和符號的組合。

計算機之間信息的傳輸是通過二進制代碼來實現的。

被傳輸的二進制代碼稱為數據（Data）。

信號是數據在傳輸過程中的電信號的表示形式。

電話線上傳送的按照聲音的強弱幅度連續變化的電信號稱為模擬信號（Analog Signal）。模擬信號的電平是連續變化的。計算機中所產生的電信號是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈衝信號，這種電信號稱為數位訊號（Digital Signal）。數位訊號的波形如下圖所示。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型，可以將通信系統分為模擬通信系統與數字通信系統兩種。

1.1.2 數據通信系統的基本結構

數據通信系統的基本結構可以用一個簡單的通信模型來表示。產生和傳送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源與信宿通過通信線路進行通信。在數據通信系統中，也將通信線路稱為信道，如圖2-2所示。

1、模擬通信系統

普通的電話、廣播、電視等都屬於模擬通信系統，模擬通信系統的結構模型如下圖所示。模擬通信系統通常由信源、調製器、信道、解調器、信宿以及噪聲源組成。信源所產生的原始模擬信號一般都要經過調製後再通過信道傳輸。到達信道後，再通過解調器將信號解調出來。如圖2-3所示。

1-3 模擬信號系統的結構模型

2、數字通信系統

計算機通信、數字電話以及數位電視都屬於數字通信系統，數字通信系統的結構模型如圖2-4所示。數字通信系統由信源、信源編碼器、信道編碼器、調製器、信道、解調器、信道解碼、信源解碼器、信宿、噪聲源組成。在傳送端和接收端還要時鐘同步系統。

2.1.3 通信信道的分類

1、有線信道與無線信道

信道按所使用的傳輸介質分類，可以分為有線信道與無線信道兩種。

2、模擬信道與數字信道

按傳輸信道的類型分類，信道可以分為模擬信道和數字信道兩類。

3、專用信道和公用信道

信道按使用方式可以分為專用信道和公用信道

2.1.4 數據通信的技術指標

1. 數據通信速率（傳輸速率）

傳輸速率是指數據在信道中傳輸的速度。它分為兩種：碼元速率和信息速率。

碼元速率RB：每秒鐘傳送的碼元數，單位為波特/秒（Baud/s），又稱為波特率。

信息速率Rb：每秒鐘傳送的信息量，單位為比特/秒（bit/s），又稱為比特率。

信息速率和碼元速率之間的關係是：

Rb=RBlog2M

2. 誤碼率和誤比特率

誤碼率是指碼元在傳輸過程中，錯誤碼元占總傳輸碼元的機率。在二進制傳輸中，誤碼率也稱為誤比特率。

3. 信道頻寬與信道容量

信道頻寬是指信道中傳輸的信號在不失真的情況下所占用的頻率範圍，通常稱為信道的通頻帶，單位用赫茲（Hz）表示。

信道容量是衡量一個信道傳輸數位訊號的重要參數。信道容量是指單位時間內信道上所能傳輸的最大比特數，用比特每秒（bit/s）表示。

信道容量和信道頻寬具有正比的關係

2.2 數據的通信方式

引言：

通過現實生活中的通信方式引入計算機網路是如何通信的。

u 計算機之間如何實現通信

u 實現通信有哪幾種方式

2.2.1 串/並行通信

什麼是終端？

終端的特點是什麼？

具有通信功能的面向終端的計算機系統，或以單台計算機為中心的遠程在線上系統，被稱為第一代計算機網路——面向終端的計算機通信網路。

以SAGE為例進一步說明。

強調：面向終端的計算機通信網並不是真正意義上的計算機網路

2.2.2 通信電路的連線方式

1. 點對點的線路連線

點對點的連線就是在傳送端和接收端之間採用一條線路連線，使用的線路可以是專用線路、租用線路和交換線路，如下圖所示。

點到點的線路連線

2. 多點線路連線 多點線路連線是指各個站點通過一條公用通信線路連線，如圖2-9所示。

多點線路的連線方式

2.2.3 信道的通信方式

按照信號傳送方向與時間的關係，信道的通信方式可以分為單工、半雙工和全雙工三種。

1. 單工通信

單工方式指通信信道是單向信道，數據信號僅沿一個方向傳輸，傳送方只能傳送不能接收，而接收方只能接收而不能傳送，任何時候都不能改變信號傳送方向，如圖2-10所示。例如，無線電廣播和電視都屬於單工通信。

2. 半雙工通信

半雙工通信是指信號可以沿兩個方向傳送，但同一時刻一個信道只允許單方向傳送，即兩個方向的傳輸只能交替進行。例如，公安系統使用的“對講機”和軍隊使用的“步話機”。

3. 全雙工通信 全雙工通信是指數據可以同時沿相反的兩個方向進行雙向傳輸，如圖2-12所示。例如，電話機通話。

2.2.4 信號的傳輸方式

1. 基帶傳輸 就數位訊號而言，它是一個離散的矩型波，“0”代表低電平，“1”代表高電平。這種矩形波固有的頻帶稱為基帶，矩形波信號稱為基帶信號。

2. 頻帶傳輸

所謂頻帶傳輸，在傳送端就是將數位訊號調製成音頻信號後再進行傳送和傳輸，當音頻信號到達接收端時，再把音頻信號解調成原來的數位訊號。

3. 寬頻傳輸

寬頻傳輸系統實現聲音、文字和圖像的一體化傳輸，這也就是通常所說的“三網合一”，三網是指語音網、數據網和電視網。

通過三種傳輸方式的特點比較優劣。

小 結

（1）數據通信技術是網路技術發展的基礎。數據通信是指在不同計算機之間傳送表示字元、數字、文章、圖像的二進制代碼0或1比特序列的過程，目前數據通信中套用最廣泛的編碼標準是ASCⅡ碼。

（2）信號是數據在傳輸過程中的電信號的表示形式。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型可以分為：模擬信號和數位訊號兩類，相應地我們將數據通信系統分為模擬通信系統與數字通信系統兩種。

（3）設計一個數據通信系統時，首選要確定採用串列通信方式，還是採用並行通信方式。採用串列通信方式只需要在收發雙方之間建立一條通信信道；採用並行通信方式時，收發雙方之間必須建立多條並行的通信信道。

（4）數據通信按照信號傳送方向與時間的關係可以分為三種：單工通信、半雙工通信和全雙工通信。在單工通信方式中，信號只能向一個方向傳輸；在半雙工通信方式中，信號可以雙向傳送，但是一個時間只能向一個方向傳送；在全雙工通信方式中，信號可以同時雙向傳送。

（5）基帶傳輸系統安裝簡單、成本低，主要用於匯流排拓撲結構的區域網路；利用頻帶傳輸，不僅解決了利用電話系統傳輸數位訊號的問題，而且還可以實現多路復用，以提高傳輸信道的利用率；寬頻傳輸的優點：一是傳輸距離遠，最遠可達幾十公里；二是可同時提供多個信道。但它的技術較複雜，其傳輸系統的成本也相對較高。