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速率连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率也成为data rate 或bit rate单位是b/s,kb/s,Mb/s,Gb/s。 我们平时所讲的宽带的速度是以字为单位的但是实际中应用一般显示的是字节 一般是8~10倍的转换。带宽数据通信领域中数字信道能传送的最高数据率吞吐量在单位时间内通过某个网络的数据量时延即延迟。数据从一端传送到另一端所需要的时间。包括发送时延带宽大小影响发送时延、传播时延传播时延一般比较固定、处理时延、排队时延 发送时延 数据块长度比特/ 信道带宽比特/s 带宽决定的是信号在数据线路上的长度 光纤发送时延很小带宽大铜线发送时延会较大。主要因为电信号带宽过大会导致接收方无法识别 光纤的传播时延比铜线大光纤传播速度20.5万公里/s铜线23.1万公里/s时延带宽积传播时延 * 带宽 实际意义指的是计算机通信时有多少数据在线路上往返时间从发送方发送数据开始到发送方收到接收方确认
ipconfig 查询网络信息
ping IP地址发送信号得到往返时间如果往返时间超过200ms就会展示请求超时 如果ping同一个局域网里面的计算机互相ping的时候往返时间过长可能网络有某方面的问题可能是某一太计算机正在上传数据导致网络阻塞。
网络利用率 信道利用率有数据通过的时间/数据通过时间单位时间中数据通过时间的百分比网络利用率所有的信道利用率加权平均值。 D表示网络当前的时延D0表示网络空闲时的时延U表示信道利用率 DD0/(1-u)
物理层的基本概念
物理层如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流而不是指具体的传输媒体。
物理层的主要任务描述为确定传输媒体接口的一些特性
机械特性接口形状大小引线数目电气特性规定电压范围例如-5V到5V功能特性规定高低点位代表什么过程特性也称作规程特性规定建立连接时各个相关部件的工作步骤
数据通信基础
数字信号用01表示的信号 模拟信号使用波传递信号抗干扰能力强适合远距离传输 网卡发送的是数字信号 同一个局域网内部的通信是数字信号通信不会由调制解调器变成模拟信号。即通过交换机通信没有经过传输系统。
相关术语
通信的目的是传送信息
数据传送消息的实体信号数据的电气或电磁的表现 模拟信号信号的取值是连续的数字信号信号的取值是离散的 码元在使用时间域的波形表示数字信号时代表不同离散数值的基本波形就成为码元。 在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字这样的时间间隔内的信号成为二进制码元这个间隔称为码元长度。 根据离散值的可能性的不同一个码元可以携带的信息量是不同的。如果码元有x种状态则这个码元可以携带logx个比特信道一般表示向一个方向传递信息的媒体咋们平时所说的通信网络一般包含一条发送信息的信道和一条接受信息的信道 单工通信单向通信只能由一个方向的通信没有反方向的交互半双工通信双向交替通信通信的双方都可以发送信息但不能双方同时发送也不能同时接受必须是一个发送一个接受。例如对讲机全双工通信双向同时通信通信的双方可以同时发送和接受信息
基础知识
基带信号基本频带信号来自信号源的信号。带通信号把基带信号经过载波调制后把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输。即尽在一段频率范围内能够通过信道 在传输距离较近的时候计算机网络都采用基带传输的方式。
在传输距离较远的时候需要进行调制。
调制方法
调幅AM:载波的振幅随基带数字信号而改变调频FM:载波的频率随基带数字信号而改变调相PM:载波的初始相位随基带数字信号而改变
常用数字信号编码 单极性不归零码只是用一个电压值高电平表示1没电压表示0 双极性不归零码用正电平和负电平分别表示1和0正负幅值相等 单极性归零码RZ以高电平和零电平分别表示二进制1和0而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间其余时间返回零电平 双极性归零码正负零三个电平信号本身携带同步信息详见下面的例子 曼彻赫斯特编码低信号跳变为高信号表示0高信号跳变为低信号表示1。一个时钟周期只可表示一个bit并且必须通过两次采样才能得到一个bit但是它能携带时钟信号且可表示没有数据传输。 差分曼彻斯特编码bit中间一定有信号跳变如果两个bit之间有信号跳变表示0如果没有表示1。差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码相同但抗干扰能力强于曼彻斯特编码。
信道极限容量
奈氏准则给出了在假定的理想条件下为了避免码间串扰码元的传输速率的上限值。
在任何信道中码元传输速率是有上限的否则就会出现码间串扰的问题使得接收端对码元的判决即识别成为不可能。如果信道的频带越宽也就是能够通过的信号高频分量越多那么就可以用更好的传输速率传送码元而不出现码间串扰。
当传输速率过快带宽过大即使是没有电磁干扰在线路上的码元间的距离过小以至于识别成为不可能就叫做码间串扰。
信噪比
香农Shannon)用信息论的理论推导除了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
香农定理信道的极限信息传输速率CWlog(1S/N) b/s W是信道的带宽Hz) S是信道内所传信号的平均功率 N是信道内部的高斯噪声功率
香农定理的意义在于当有噪声的时候为了得到准确无差错的信息我们必须降低传输速率。
只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率就一定可以找到某种方法来实现无差别的传输
实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少香农极限传输速率是一个理论值
奈奎斯特定理和香农定理的应用范围 香农公式既适用于数字信号又适用于模拟信号奈氏准则只适用于模拟信号。
