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第二章 数据通信基础
2022年考纲解读
1. 基础知识。
（2）计算机网络基础知识
④数据通信的基本知识。
考纲要求
考情分析
考点 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
数据交换技术 选择18 电路交换
主要技术指标 选择15 比特率
带宽和数据传输速率 选择18 传输速率最高
数据通信系统模型 选择15 DCE
数据线路的通信方式 选择16 单工通信
该章内容近几年考点分布在主要技术指标、数据传输方式、数据交换技术。本章中还有基本概念、差错控制技术也是属于基础知识部分的考点。另外，数据交换技术中只考了电路交换。复习时，这几个部分的知识也不能偏废，以识记为主，考试题型为1个选择题，5分。
复习策略
2.1 基本概念
1、信息
信息泛指那些通过各种方式传播的、可被感受的声音、文字、图像、符号等所表征的某一特定事物的消息、情报或知识。
2、数据
数据是对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。数据分为模拟数据和数字数据两种。
⑴ 模拟数据：取连续值的数据, 例如声音、语音、视频和动画片等。
⑵ 数字数据：取离散值的数据，通常所说的数据都是指数字数据。
2.1 .1 信息和数据
1、信道
传送信号的一条通道，可以分为物理信道、逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输介质
及其附属设备组成。
逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收发节点
之间不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。
2、信道分类
使用权限：专业信道 共用信道
传输介质：有线信道 无线信道
传输信号：模拟信道 数字信道
2.1.2 信道和信道容量
信道的传输能力是有限制的，某个信道传输数据的速率有一个上限。
信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系。
2、信道容量
信道容量用来表征一个信道传输数字信号的能力，它以数据传输速率作为指标，即信道所能支持的最大数据传输速率。
香农公式---带噪信道容量公式：
C=B× log2(1+S/N)
B为信道带宽 （Hz） S为接收端信号的平均功率
N为信道内噪声平均功率，C为信道容量，即极限传输速率
bps
S/N为信噪比， 单位分贝(dB)。
2.1.3 码元和码字
码元：在数字传输中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。将计算机网络传送中的每一位二进制数称为码元或码位。
码字：二进制数字1000001是由7个码元组成的序列，通常称为码字。在7位ASCII码中，这个码字就是字母A。
2.1.4数据通信系统主要技术指标
1、比特率
是一种数字信号的传输速率。是指每秒传送的二进制代码的有效位(bit)数。比特率又称“二进制位速率”，俗称“码率”。用于衡量数字信息的传送速度。比特率越高，传送数据速度越快。
比特率规定使用“比特每秒”（bit/s 或 bps）为单位，经常和国际单位制词头关联在一起，如“千”(kbit/s或kbps)，“兆”(Mbit/s或Mbps)，“吉”(Gbit/s或Gbps) 和“太”(Tbit/s或Tbps)。
带宽、网速各种单位换算
在计算机网络、IDC机房中，其宽带速率的单位用bps(或b/s)表示。换算关系为：
1Byte=8bit
1B=8b
1B/s=8b/s(或1Bps=8bps)
1KB=1024B
1KB/s=1024B/s
1MB=1024KB
1MB/s=1024KB/s
带宽、网速各种单位换算
512Kb=64KB(ADSL实际上行速度，商家喜欢用512K忽悠，实际就64K/S）。512/8=64KB
1Mb=1024Kb=128KB=0.125MB（大于1Mb/s就可以称为宽带）
1*1024Kb/8B=128KB/1024=0.125MB
2Mb=2048Kb/8B=256KB
256KB（一般称作2M带宽(下行），下载速度256K/S，真正的宽带，实际170K/S到200K/S左右)
4Mb=4*1024=4096Kb/8B=512KB
8Mb=8*1024Kb=8192Kb/8B=1024KB=1MB（ADSL的理论下行速度）
10Mb=10*1024Kb=10240Kb/8B=1280KB/1024M=1.25MB(小区宽带，光纤入户）
2.1.4数据通信系统主要技术指标
2、波特率
是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒载波调制状态改变的次数就是波特率，其单位是波特（Baud）。
“比特率”和“波特率”是在两种不同概念上定义的速度单位
3、误码率
指信息传输的错误率，也称错误率。是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。对于数字通信系统来说，差错率越小，可靠性越高 。
误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。
Pe=Ne/N
N是传送的总位数，Ne 是出错的位数。
在正常计算机通信网络中，误码率小于10-6 、数据延时 < 200ms、丢包率< 1%， 才不会出现卡顿，掉帧的现象。
4、吞吐量
单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。
吞吐量与带宽的区分
1、带宽指的是网络连接的最大传输速率，通常用Mbps或Gbps来表示。
它表示网络连接所能承载的最大数据量，就像一条水管的直径，它决定了一段时间内所能通过的最大数据量。例如，一条100Mbps带宽的网络连接可以在一秒钟内传输100兆位的数据。
2、吞吐量指的是在一段时间内通过网络连接传输的实际数据量。
它表示网络连接的实际性能和效率，就像水管的实际输送能力。例如，在一个小时内，一条100Mbps带宽的网络连接实际传输了60GB的数据，那么它的吞吐量就是60GB/小时。
吞吐量与带宽的区分
带宽和吞吐量之间的关系是：
带宽决定了网络连接所能承载的最大数据量，而吞吐量则取决于网络连接的实际使用情况和网络拥塞程度。
当网络连接的带宽较高时，吞吐量通常也会相应提高，但如果网络拥塞严重或出现其他性能问题，吞吐量可能会受到影响，即使带宽很高也无法达到最大的传输效率。
因此，要维护高效的网络连接，需要同时考虑带宽和吞吐量这两个指标。
5、信道的传播延迟
信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要一定的时间，这个时间称为传播延迟（或时延）。这个时间与信源端和信宿端的距离有关，也与具体信道中的信号传播速度有关。
计算数据包发送到接收完成总时间
完成总时间=发送时间+传播延迟时间
2.1.5 带宽与数据传输率
1、信道带宽
是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。单位：赫兹（Hz）
计算公式：信道带宽=信号最高频率-信号最低频率
带宽越大，所能达到的传输速率就越大。
信道带宽是衡量传输系统的一个重要指标。
2.1.5 带宽与数据传输率
2、数据传输率：
是描述数据传输系统的重要技术指标之一，是指通信线上传输信息的速度，在单位时间内（通常为一秒）传输的比特数。
数据传输速率有两种表示方法，即信号速率和调制速率。
信号速率S：指单位时间内所传送的二进制代 码的有效位数，以每秒多少比特 (bit) 数计，即 bps。
调制速率B：是脉冲信号经过调制后的传输速率，以波特(Baud) 为单位，通常用于表示调制器之间传输信号的速率。
2.1.6 数据通信系统的基本结构
任何一个通信系统都可以看作是由发送设备、传输信道和接收设备三大部分组成。我们把产生和发送信息的一端称为信源，把接收信息的一端称为信宿，把信源传送到信宿的通信线路称为信道。
在实际通信系统中，难免受到外界电磁波等噪音源的干扰影响。
通信系统的基本结构
数据+噪音
噪音源
信 源
信 道
信 宿
思维导图
（2018）15.比特率是指数字信号的传输速率，它的表示单位是（ ）
A.Aps B.bps C.cps D.dps
高考真题
（2022）下列选项中，传输速率最高的是( )
A.10Bps B.50MBps C.50Mbps D.100Mbps
模拟练习
1.比特率是指数字信号的传输速率，50kbps表示每一秒钟传输的二进制代码的位数是（ ）
A.50 B.512 C.1024 D.51200
2.为了衡量数据传输系统传输的可靠性，我们采用_________来表示（ ）
A.错误传输率 B.误码率 C.数据出错率 D.信噪比
3.通信三要素不包括（ ）
A.信源 B.信宿 C.信道 D.信号
4.数据传输速率bps为每秒钟传输的（ ）
A.字节数 B.位数 C.码元数 D.字数
5. 波特率指的是（ ）
A.每秒传输的字节数 B.每秒钟传输信号码元的个数
C.每秒钟可能发生的信号变化的次数 D每秒传输的比特
6.通信系统必须具备的三个基本要素是（ ）
A.信源、通信媒体、信宿
B.信号发生器、通信线路、信号接收设备
C.终端、通信设施、接收设备
D.终端、电缆、计算机
7.数据传输的可靠性指标就是( )。
A.速率 B.误码率
C.带宽 D.传输失败的二进制信号的个数
8._______就是信息传输的物理信道。 （ ）
A.信道 B.数据 C.编码 D.介质
9.香农定理从定量的角度描述了“带宽”与“速率”的关系。在香农定理的公式中,与信道的最大传输速率相关的参数主要有信道带宽与( )
A.频率特性 B.信噪比 C.相位特性 D.噪声功率
10.下列关于信道容量的叙述,正确的就是( )
A.信道所能允许的最大数据传输速率 B.信道所能提供的同时通话的路数
C.以兆赫兹为单位的信道带宽 D.信道所允许的最大误码率
完成配套习题
绘制本小节思维导图。
课堂作业

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