–控制字段 –数据字段 – 检验字段 –帧结束字段
2.1.4 －同步传输原理
?在无数据传输时，发送空闲信息
?有数据传输时，检测同步字符（SYN）
?按收、发双方约定的时钟频率对约定的数据进行接收 ?差错控制，完成一个数据帧的传输。
?同步传输的特点是：数据传输额外开销小，但实现复杂，常用于高速数据传输 。2.1.5 数据通信中的主要技术指标
?数据传输速率 ?误码率 ?信道容量
?三个指标之间的关系
2.1.5 －数据传输速率
?数据传输速率又称比特率，指单位时间内所传送的二进制位的个数 ?单位为比特每秒，表示为bps或b/s。
–S — 表示比特率 –T — 表示脉冲宽度
–N — 表示一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数，通常为2的整数倍。 2.1.5 － 例
?若一连续信号，f = 1200Hz，每个信号可表示4个不同的状态，则
?波特率为1200
?数据传输速率（比特率）为2400bps。
2.1.5 －信号传输速率
?信号传输速率又称波特率或调制速率，指单位时间内所传送的信号的个数， ?单位为baud（波特）
B = 1 / T
–B 波特率
–T 信号周期。
? 例：若f = 1200Hz 的一连续信号，
则 B = 1/T = 1200 （波特） 2.1.5 － 波特率和比特率之间关系
?比特率针对的是二进制位数传输，波特率针对信号波形的传输
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?N为 一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数
2.1.5 － 误码率
?误码率主要用于衡量数据传输的质量。
?定义为：二进制数据位在传输中出错的概率。
Pe = Ne / N
–Pe 误码率
–Ne 出错的位数 –N 传输的总位数
2.1.5 －信道容量
?信道容量指信道所能承受的最大数据传输速率（受信道的带宽限制） ?单位为bps或b/s。 ?两种衡量的方法
– 有限带宽无噪声信道
（奈奎斯特公式）
– 有限带宽随机噪声信道
（香农公式）
2.1.5 －奈奎斯特公式
?其中：C 最大数据速率（信道容量） ? H 信道的带宽（Hz）
? N 一个脉冲所表示的有效状态数，即调制电平数
? 奈奎斯特公式表明，对某一有限带宽无噪声信道，带宽固定，则调制速率也固定，但可以通
过提高信号能表示的不同的状态数，以提高信道容量。 2.1.5 －例
?若某信道带宽为4kHz，任何时刻信号可取0、1、2和3四种电平之一，则为:
2.1.5 －香农公式
–H 信道的带宽（Hz） –C 信道内信号的功率
–N 信道内服从高斯分布的噪声的功率
?S/N 是信噪比，通常用 表示 ? 单位： dB 、分贝
2.1.5 －例
?信噪比为30dB，带宽为4kHz的信道最大的数据速率为多少？
?S/N=1000
?表示无论采用何种调制技术，信噪比为30dB，带宽为4kHz的信道最大的数据速率约为40kbps。
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2.1.5 －三个指标之间的关系
?数据速率是信道的实际数据传输速率 ?信道容量是信道的最大数据传输速率 ?误码率用于衡量信道传输数据的可靠性。
2.1.5 － 例
?在数字传输系统中，调制速率为1200波特，数据传输速率为3600bps，则每个信号可有几种不
同状态？如要使调制速率和数据传输速率相等，则每个信号应有几种不同状态？ 2.1.5 －例
?在电话系统中，一路电话的带宽是3KHz，典型的信噪比是35dB，请计算电话线上可以取得的
理论上最大的数据传输速率？
?先求解S/N：35dB=10log10S/N，所以S/N≈3162，利用香农公式求解信道容量：C=Hlog2（1+S/N）
=3KHz×log2（1+3162）≈34880bps，即35Kbps左右的比特率将是常规调制解调器的上限 2.2 数据传输介质
2.2.1 传输介质基本概念 2.2.2 双绞线 2.2.3 同轴电缆 2.2.4 光纤 2.2.5 无线介质
2.2.1 －传输介质基本概念
?传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。 ?类型
– 双绞线、同轴电缆、光纤、无线 信道、卫星通信信道
? 特性
– 物理、传输、连通、地理范围、抗干扰、相对价格
2.2.2 －双绞线
?双绞线由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成，把两条导线按一定密度对扭在一起可以减少相
互间的电磁干扰。
?双绞线芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。双绞线一般分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽
双绞线（FTP、STP、）。 2.2.2 －非屏蔽双绞线 UTP
?UTP Unshielded Twisted Pair
?是 将一对或多对双绞线线对（常用4对）放入一个绝缘套管，外面没有屏蔽层。
2.2.2 －屏蔽双绞线 FTP、STP
?屏蔽双绞线是在一对或多对双绞线线对的外面加上一个用金属丝编织成的屏蔽层，然后再放入
一个绝缘套管。
?按屏蔽层设置的不同分成外层屏蔽双绞线（FTP，Floated Twisted Pair），全屏蔽双绞线（STP，
Shielded Twisted Pair）
?屏蔽双绞线的抗干扰性能（尤其是线对间抗干扰性能）要远高于非屏蔽双绞线（UTP），价格
也比非屏蔽双绞线高
2.2.2 － FTP STP 2.2.2 －双绞线的特性
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?传输特性
–用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。
?连通性
–双绞线可常用于点到点连接，也可用于多点连接。
?地理范围
–双绞线可以很容易地在15公里或更大范围内提供数据传输。
?抗干扰性
–在低频传输时，抗干扰性高于同轴电缆；而在10～100KHz时，则低于同轴电缆。
?价格
–双绞线的相对价格最便宜
2.2.3 －同轴电缆
? 内芯
– 金属导体，用于传输数据
? 绝缘层
– 用于内芯与屏蔽层间的绝缘
? 屏蔽层
– 金属导体，用于屏蔽外部的干扰
? 塑料外套
– 用于保护电缆
2.2.3 －同轴电缆特性
?同轴电缆内芯一般是铜质的，能提供良好的传导率。 ?同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两类。
–基带同轴电缆 用于传输数字信号
–宽带同轴电缆 既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号，通常用于传输电视信号。
?可用于点到点连接和多点连接 ?抗干扰性通常高于双绞线 ?高于双绞线，低于光纤
2.2.4 －光纤
?传输速率高达几百Mbps、误码率极低，是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。
?
2.2.4 －光纤
?直径50-150?m 导光介质。
? 由纤芯、包层、外保护层组成。
? 分室外、室内、桌面型。单模光纤、多模光纤。
2.2.4 －单模光纤与多模光纤
?单模光纤
– 光纤上光信号单角度（轴线）、单光线传输 – 纤芯小、性能好
? 多模光纤
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– 光纤上光信号多角度、多光线传输 – 纤芯大、性能不如单模光纤
2.2.4 －光纤的特性
?传输特性：
–要实现双向通信就必须成对使用。
?连通性
–只用于点到点连接。
?地理范围
–适用于长距离信号传输
?抗干扰性
–具有良好的抗干扰性，不受任何强电磁的影响，安全性也好。
?价格
–价格比较昂贵。在有线介质中，光纤的价格最高
2.2.5 －无线介质
?频带范围：低频-特高频传输方式：地波、天波、空间波 ?缺点：易受天气等因素影响，信号幅度变化较大 ?优点：技术成熟、应用广泛、发射功率要求小 ?适用：长、中、短波，电视
2.2.5 －微波通信
?频带范围：100M-10G
?传输方式：空间波直线传播 ?缺点：只能视距传播、架高天线
?优点：微波能量集中，发射功率要求小，适合点到点接力传播。 ?适用：调频、电视、移动、定向通信 2.2.5 －卫星通信
?特点：通信距离远、覆盖面积大、不受地理条件限制、费用与距离无关、信道带宽宽、可多址通信和移动通信 ?卫星、地球站
?转发器使用不同频率接受、放大和 发送信号 ?上行链路 Uplink ?下行链路 Downlink
2. 3 数据编码与传输技术
?数据通信是在信源与信宿之间进行信息交流。 ?用模拟信道进行的数据通信称为模拟数据通信 ?用数字信道进行的数据通信称为数字数据通信。
2.3.1 －模拟数据通信
?模拟信道传输模拟数据
–典型的例子是声音在普通电话系统中的传输。
? 模拟信道传输数字数据
– 典型的例子是通过电话系统实现两个计算机（数字设备）之间的通信。
? 由于电话系统只能传输模拟信号，所以需通过调制解调器（Modem ）进行数字信号与模拟
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