第2章数据通信基础2.1数据通信模型2.1.2模拟和数字模拟数据是取某一区间的连续值，模拟信号（AnalogSignal）是一种波形连续变换的电信号，取值可以是无限个，比如电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号。波形如图（a）所示。数字数据取某一区间内有限个离散值，数字信号（DigitalSignal）是一种离散信号，取值是有限的，比如计算机中所产生的电信号，它是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号。波形如图（b）所示。1、数据通信速率（传输速率）数据在信道中传输的速度。有两种：码元速率和信息速率。码元（Codecell）：时间轴上的一个信号编码单元。1）码元速率RB：每秒钟传送的码元数，单位为波特/秒（Baud/s），又称为波特率。在数字通信系统中，由于数字信号是用离散值表示的，每个离散值就是一个码元。2）信息速率Rb：每秒钟传送的信息量，单位为比特/秒（bit/s），又称为比特率。一般来说，对于采用M进制信号传输信号时，信息速率和码元速率之间的关系是：Rb＝RBlog2M例如：当波特率为9600时,若M=2，数据传输率为9600b/s若M=16，数据传输率为4*9600=38.4kb/s二进制传输中，信息速率与码元速率相等。2、误码率与误比特率误码率：码元在传输过程中，错误码元占总传输码元的概率。1）误码率Pe＝传输出错的码元数/传输的总码元数2）误比特率Pb＝传输出错的比特数/传输的总比特数在二进制传输中，误码率也称为误比特率。3、信道带宽与信道容量1）信道带宽：信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，通常称为信道的通频带，单位用赫兹（Hz）表示。信道带宽是由信道的物理特性所决定的。例如，电话线路的频率范围在300~3400Hz，则它的带宽范围也在300~3400Hz。2）信道容量：单位时间内信道上所能传输的最大比特数，即最大传输速率，用比特每秒（bit/s）表示。它是衡量一个信道传输数字信号的重要参数。当传输速率超过信道的最大信号传输速率时就会产生失真。通常，信道容量和信道带宽成正比的关系。带宽越大，容量越高，要提高信号的传输率，信道就要有足够的带宽。增加信道带宽是可以增加信道容量。但实际上，信道带宽的无限增加并不能使信道容量无限增加，其原因是①信道带宽是由信道的物理特性所决定的。②信道中存在噪声或干扰，制约了带宽的增加。带宽与容量的关系（信道的最大数据传输率）非理想信道II）Shannon（香农）公式：用于有噪声干扰信道例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则C=3100×log2（1+2000）≈34kb/s即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。Nyquist公式和Shannon公式的比较2.3数据传输技术2、串行通信数据以串行方式在一条信道上传输。由于计算机内部都采用并行通信，因此，数据在发送之前，要将计算机中的字符进行并/串变换，在接收端再通过串/并变换，还原成计算机的字符结构，这样才能实现串行通信。优缺点：收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。串行通信通过计算机的串行口得到广泛的应用，而且在远程通信中一般采用串行通信方式。2.2.2信道的通信方式2.半双工通信半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换。半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的“对讲机”和军队使用的“步话机”。半双工方式在计算机网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。3.全双工通信全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向进行双向传输。例如，现实生活中的电话机通话就是一个全双工的通信过程。2.2.3信号的传输方式什么是交换？按某种方式动态分配传输线路资源。交换方式是指计算机之间、计算机与终端之间和各终端之间交换信息所用信息格式和交换装置的方式。根据交换装置和信息处理方法的不同，常用的交换方式有三种：电路交换、存储转发交换（报文交换和分组交换）。例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。最初的交换：人工转接交换为什么要采用交换技术？节省线路投资，提高线路利用率。实现交换的方法主要有：电路交换存储转发交换报文交换分组交换数据报方式虚电路方式电路交换（CircuitSwitching），也称为线路交换，它是一种直接的交换方式，在一对需要进行通信的节点之间建立一条临时的专用通道，即建立一条专用的传输通道，既可以是物理通道又可以是逻辑通道。常见的电路交换是电话系统，当交换机