第02章_数据传输系统质量指标汇总
数据通信概论数据通信的主要质量指标
第一节 数据通信发展 第二节 数据通信系统 第三节 数据通信特点 第四节 数据的传输方式 第五节 数据通信的主要质量指标 第六节 数据通信网络 第七节 数据通信实例
数据通信概论
本章重点难点
❖ 掌握数据通信的定义、特点和系统组成 ❖ 了解数据通信信道及网络类型 ❖ 了解数据的传输方式 ❖ 能计算数据通信系统性能指标 ❖ 掌握数据通信网和计算机网的关系
的。
数据通信概论
第 一节 数据通信发展
二、数据通信的发展趋势
❖ 移动数据业务蓬勃发展：我国开放的移动数据业务主要有短消息业务、 多媒体短消息、移动位置服务、移动上网、信息查询、电子商务应用 等，随着第三代移动通信的推广和普及，移动数据业务的发展将迈向 新的台阶；
❖ 向超大容量系统发展：为满足数据、语音和多媒体综合承载业务需求， 数据网络应具有高速的包转发和处理能力，强大的VPN组网能力以及 完善的QoS机制，这些都使得网络设备向超大容量方向发展；
数据通信概论
第 二节 数据通信系统
二、数据通信系统组成
2、数据电路终接设备(DCE)
用来连接 DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终接设 备(DCE)，可见该设备为用户设备提供入网的连接点。
❖ DCE的功能就是完成数据信号的变换。因为传输信道可能是模拟的，也 可能是数字的，DTE发出的数据信号不适合信道传输，所以要把数据信
❖ I/O设备提供操作员和终端间界面，将人可以识别的数据变换成计算机可以 处理的二进制信息，或反变换；
❖ 为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须按一定的规程进行，如收发双 方的同步、差错控制、传输链路的建立、维待和拆除及数据流量控制等， 所以必须设置通信控制器(TC)来完成这些功能，对应于软件部分就是通信 协议，这也是数据通信与传统电话通信的主要区别 。
计算机网络基础知识之数据通信中的主要技术指标
$2.1.2 数据通信中的主要技术指标 数据通信的任务是传输数据信息,希望达到传输速度快、出错率低、信息量⼤、可靠性⾼,并且既经济⼜便于使⽤维护。
这些要求可以⽤下列技术指标加以描述。
1.数据传输速率所谓数据传输速率,是指每秒能传输的⼆进制信息位数,单位为位/秒(bits per sec-ond),、记作bps或b/s,它可由下式确定:s=1/T·log2N (bps)式中T为⼀个数字脉冲信号的宽度(全宽码情况)或重复周期(归零码情况),单位为秒。
⼀个数字脉冲也称为⼀个码元,N为⼀个码元所取的有效离散值个数,也称调制电平数,N⼀般取2的整数次⽅值。
若⼀个码元仅可取0和1两种离散值,则该码元只能携带⼀位(bit)⼆进制信息;若⼀个码元可取00、01、10和11四种离散值,则该码元就能携带两位⼆进制信息。
以此类推,若⼀个码元可取N种离散值,则该码元便能携带log2N位⼆进制信息。
当⼀个码元仅取两种离散值时,S =(1/T),表⽰数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
由此,可以引出另⼀个技术指标⼀⼀'信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率,单位为波特(Baud)。
信号传输速率表⽰单位时间内通过信道传输的码元个数,也就是信号经调制后的传输速率。
若信号码元的宽度为T秒,则码元速率定义为:B=1/T (Baud)在有些调幅和调频⽅式的调制解调器中,⼀个码元对应于⼀位⼆进制信息,即⼀个码元;,有两种有效离散值,此时调制速率和数据传输速率相等。
但在调相的四相信号⽅式中,⼀个码元对应于两位⼆进制信息,即⼀个码元有四种有效离散值,此时调制速率只是数据传输速率的⼀半。
由以上两式合并可得到调制速率和数据传输速率的对应关系式:S =B ·log2N (bps)或B =S/log2N(Baud)⼀般在⼆元调制⽅式中,S和B都取同⼀值,习惯上⼆者是通⽤的。
但在多元调制的情况下,必须将它们区别开来。
评价数字通信系统的指标
评价数字通信系统的指标1.引言数字通信系统是指利用数字信号进行信息传输的系统，广泛应用于现代通信领域。
为了评价数字通信系统的性能和效果，人们提出了一系列指标。
本文将介绍数字通信系统的指标及其评价方法，以帮助读者更好地理解和评价这些系统。
2.信噪比（S NR）信噪比是用于衡量信号与噪声之间相对强度的指标。
它可以表达为信号功率与噪声功率之比。
在数字通信系统中，一个好的信噪比意味着信号的强度高于噪声的强度，使得接收到的数据更加可靠。
通常，信噪比的单位为分贝（d B），其计算公式如下：3.误码率（B ER）误码率是衡量数字通信系统传输错误的概率。
它表示在接收端检测到的错误比特数与发送的总比特数之比。
对于同一个数字通信系统，在不同的信噪比下，误码率会有所不同。
通常，误码率以小数形式表示，如$10^{-6}$，表示每传输一百万个比特中有一个错误。
4.频带宽度（B a n d w i d t h）频带宽度是指数字通信系统能够传输的频率范围。
在数字通信系统中，不同的通信信道和传输介质会有不同的频带宽度限制。
较大的频带宽度可以提供更高的传输速度和容量。
5.数据速率（D a t a R a t e）数据速率是指数字通信系统在单位时间内能够传输的比特数。
它是衡量系统传输效率的重要指标。
通常以比特每秒（b ps）作为单位。
6.延迟（Dela y）延迟是指数据从发送端到接收端所需的时间。
在数字通信系统中，延迟往往由信号传输、处理和排队等因素引起。
较低的延迟可以提高实时性和响应性。
7.抗干扰能力（Antiin terference）抗干扰能力是指数字通信系统在面对外部干扰时的稳定性和可靠性。
数字通信系统应能有效抵御各种干扰源，如电磁干扰、多径传播干扰等。
8.谱效率（S pect ral E fficiency）谱效率是指数字通信系统在单位频谱资源上传输的比特数。
它是衡量系统频谱利用率的指标。
数据链路层技术的性能评估指标
数据链路层技术的性能评估指标在计算机网络中，数据链路层是位于物理层和网络层之间的重要一层，它负责将网络层传递过来的数据帧在物理层的传输介质上进行可靠传输。
数据链路层技术的性能评估是为了判断网络传输的质量和效率，确保数据能够可靠地传送。
本文将从几个方面深入讨论数据链路层技术的性能评估指标。
一、吞吐量吞吐量是衡量数据链路层性能的重要指标之一。
它表示在某一时间范围内，数据链路层能够成功传输的数据量。
吞吐量高表示链路的数据传输速率较快，能够更快地完成数据传输任务。
吞吐量的计算公式为：吞吐量=传输的数据量/传输所需时间。
通过该公式，可以定量地评估数据链路层技术的传输效率。
二、延迟延迟是数据链路层另一个重要的性能指标。
它衡量了传输数据所需的时间延迟，即从发送端发送数据到接收端接收数据所经过的时间。
延迟可分为发送延迟和接收延迟。
发送延迟指的是数据从发送端发送到传输介质上所需的时间，而接收延迟表示数据从传输介质上到达接收端所需的时间。
数据链路层技术应该尽量减小延迟，以提高数据传输的实时性和效率。
三、误码率误码率是衡量数据链路层技术可靠性的重要指标。
它表示在传输过程中，由于噪声或其他干扰因素引起的数据错误的概率。
误码率越低，表示数据链路层技术越可靠。
误码率的计算公式为：误码率=传输错误的比特数/传输的总比特数。
通过监测传输过程中错误比特的数量，可以评估数据链路层技术的可靠性和数据传输的质量。
四、带宽利用率带宽利用率是衡量数据链路层技术效率的重要指标。
它表示数据链路层成功传输数据的占用带宽与总带宽之间的比值。
带宽利用率的计算公式为：带宽利用率=成功传输的数据量/总带宽。
通过该公式，可以评估数据链路层技术的带宽利用程度，以便进行性能优化。
五、可扩展性可扩展性是评估数据链路层技术可扩展能力的重要指标。
它表示在网络规模扩大时，数据链路层技术能否继续保持高效的数据传输。
可扩展性涉及到链路带宽的分配、拓扑结构设计等方面。
当网络规模扩大时，数据链路层技术应该能够根据需求进行灵活调整，避免带宽浪费和网络拥塞的问题。
完整word版,传输系统的主要性能指标.
传输系统的主要性能指标我们知道传输系统主要分为两类：数字传输系统和模拟传输系统。
由于信号在介质中的传输特征是相同的，所以这两种传输系统的性能指标也是相似的。
衡量一个传输系统的性能优劣，其主要性能指标有两个：有效性和可靠性。
（1）有效性有效性是传输信号的“速率”问题。
对于模拟通信系统而言，它的有效性表示为频带，单位为Hz；对于数字通信系统而言，它的有效性表示为比特率，单位为bps。
（2）可靠性理想的信道是不存在的，任何信道在传输信号时或多或少都会受到外界的干扰，只是程度的轻重而已。
我们将这种干扰称为噪声。
如果信道上传输的是电信号，就会受到电磁场的干扰，而光纤信道则基本上不受电磁场的干扰。
无论是模拟传输系统，还是数字传输系统，可靠性都是指信号在传输过程中没有产生错误。
信号传输错误码，在模拟传输系统中叫“失真”，在数字传输系统中叫“误码”。
正如我们所理解的那样，模拟信号的特征是无穷多个、连续的取值。
简而言之，任何值对模拟信号而言都可能是有效的，这就决定了模拟传输系统在传输过程中无法有效地去除混入的噪声。
噪声的累积必将引起信号失真，也就是说，噪声功率的大小是影响信号失真程度的决定性因素，故模拟信号采用信噪比参数作为衡量传输可靠性的指标。
由此可知，模拟传输系统只是近似的传输信号，不能保证信号的准确无误的传输，所以采用“信噪比”来评估传输的可靠性。
抛开设备的因素，和模拟传输系统一样，在数字传输系统中造成数字信号传输错误的主要原因也是信道上的噪声。
但数字信号的特征是有限多个取值，只要噪声控制在一定程度就可以通过再生的方法去除，如果噪声信号太强造成接收端甄别不清，就会造成误码，因此数字传输系统采用误码率作为衡量传输可靠性的指标。
综上所述，我们可以归纳，数字信号不同于模拟信号，一切损伤、干扰和衰减都表示在BER上，而BER更多地取决于测试点的信噪比参数，例如DVB-C标准要求信道的误码率小于10-6。
另外，我们还可以发现，数字信号和模拟信号的本质区别在于离散近似和连续真实，模拟信号一旦发生畸变就没有办法使其复原，畸变就意味着失真，因而模拟信号的最终传输距离取决于用户对失真的认可度。
SDH传输性能指标及其分配
成绩中国农业大学结课论文（2015-2016学年秋季学期）论文题目：SDH传输性能指标及其分配课程名称：微波工程基础任课教师：李俐班级：通信131学号：1308130228姓名：阮小琴页脚内容- 1 -SDH传输性能指标及其分配SDH的诞生背景：SDH技术的诞生有其必然性，随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而现有的网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。
SDH就是在这种背景下发展起来的。
SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。
SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性，提供了一个国际支持框架，在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。
这种传输网易于扩展，适于新电信业务的开展，并且使不同厂家生产的设备互通成为可能，这正是网络建设者长期以来追求的目标。
SDH的简介：SDH是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。
SDR网是由终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(RED)和同步数字交叉连接设备((sdxc)基本网元组成，在光纤上进行同步信息传愉、复用、分插和交叉连接的网络：SDH网的特点SDH的速率等1.对网络节点接口进行了统一的规范(速率等级、帧结构、复接方法、线路接日、监控管理等)，使各厂家设页脚内容- 1 -备横向兼容。
2.可容纳北美、日本和欧洲准同步数字系列(1.5M、2M、6.3M、34M、45M和140M）,便于PDH向SDH过渡。
3.采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，因而只需利用软件即可从高速信号中直接分插出低速信号，使上下业务十分容易。
4.2.3 数据通信系统的主要质量指标_现代通信技术（第2版）_[共2页]
![4.2.3 数据通信系统的主要质量指标_现代通信技术（第2版）_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/049fdb99852458fb760b5627.png)
现代通信技术（第2版）－ 66 － 归纳思考 不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。
归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。
单极性码会积累直流分量，这样就不能使变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流耦合，直流分量还会损坏连接点的表面电镀层；双极性码的直流分量大大减少，这对数据传输是很有利的。
4.2.3 数据通信系统的主要质量指标 了 解数据通信系统的主要质量指标包括：传输速率；误码率；信道容量；带宽。
数据通信的指标是围绕传输的有效性和可靠性来制定的。
这些主要质量指标如下。
1．传输速率（1）信息传输速率信息传输速率R b 是指单位时间内所传递的信息量（二进制代码的有效位数）。
信息传输速率R b 简称比特率。
它表示单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位是比特/秒，可记为bit/s （或bps ）。
在数字信道中，当传输速率较高时，常用kbit/s ，Mbit/s ，Gbit/s ，Tbit/s 等来表示比特率。
比特率公式：21log b R N T= 式中，T ——码元长度；N ——一个码元信号代表的有效状态数，是2的整数位；log 2N ——单位码元能表示的比特数。
（2）码元传输速率码元传输速率R B （又称波特率），它表示单位时间内传输码元的数目，简称符号速率，单位是波特（Baud ），记为B 。
波特率公式：B 1R T=对于数字信号传输过程，波特率指线路上每秒钟传送的码元波形个数。
例如，若1秒内传2400个码元，则波特率为2400B 。
数字信号有多进制和二进制之分，但码元速率与进制数无关，只与传输的码元长度T 有关。
通常在给出码元速率时，有必要说明码元的进制。
由于N 进制的一个码元可以用log 2N 个二进制码元去表示，因而在保证信息速率不变的情况下，N 进制的码元速率N B R 与二进制。
数字通信系统的主要性能指标
作业
P11 1-3 1-4 1-5
A 00 10 01 11 11 10 00 01 11 01
+3 +1
t 0 -1
-3 四电平数据信号
它共有四种电平：+3、+1、-1、-3。
有效性指标
信息传输速率 Rb （bit/s）
描
比特/秒
述
通信的 符号传输速率（传码率） “速度 Nhomakorabea参
RB(Bd)波特
”问题.
数 频带利用率 bit/s/Hz Bd/Hz
信息传输速率
1、定义：单位时间内系统所传送 的信息量
2、别名：传信率 比特率 3、 符号：Rb 4、单位： bit/s 比特/秒
符号传输速率
1、定义：单位时间内传送的码元 数
2、别名：码元速率、传码率、波 特率、符号速率、调制速率
3、符号： RB 4、单位：波特
频带利用率
1、定义：单位时间、单位频带上传输信 息量的的多少。
长、时间段应具有普遍性
信号抖动
1、、定义：信号抖动是指数字信号码相对于标准位 置的随机偏移
2、特点：数字信号位置的随机偏移，即信号抖动的 定量值的表示也是统计平均值，它与传输系统特性、 信道质量及噪声等有关。
3、多中继段链路传输时，信号抖动具有累积效应。
信号抖动示意图
小结
数字通信技术，是在通信 的可靠性和有效性这一对矛盾 的不断转化过程中发展起来的。 但它的发展是以新理论、新器 件、新技术为基础的。
1.2数字通信系统的主要性能指标
指标分类： 先进性------反映现代技术水平 可行性---------可以实现 可测性------利用现代的手段，仪器工具测量 有效性-----提高资源利用率 传输速率，信道利 用率 可靠性----尽可能准确无误 误码率，错误时间 率 抖动 漂移
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第2章 数据传输系统质量指标
3. 数据信号速率与调制速率的关系 数据信号速率S与调制速率B有如下关系： S=Blog２N (b/s) 或 B=S/log2N (Baud) 其中N为一个脉冲信号所表示的有效状态。在二进制中，脉冲只有两种状态0或 1，即N=2，则数据信号速率S与调制速率B是一致的。当采用不同的调制方式时， N的取值可不同，这时即使调制速率相同，得到的数据传输速率也是不同的，见 表2.1。
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第2章 数据传输系统质量指标
2.3 传输质量
2.3.1 相关概念 数据信号在传输过程中，接收到的信号常常和发送的信号不一样，这是 由于在传输过程中信号的衰减、畸变、噪声及串音干扰等因素造成的。下面 介绍几个相关的基本概念。 1. 衰减 所谓衰减指信号电能经过传输系统传输后，系统输出的电功率小于输入端 的电功率。模拟信道可以采用放大器对衰减的信号进行放大，数字信道可以 用中继器对信号进行再生整形。 2. 增益 信号电能经过传输系统传输后，系统输出的电功率大于输入端的电功率。 3. 失真 信号通过传输系统时，其波形可能发生畸变，波形的畸变称为失真。 由衰减随频率的变化引起的失真称为衰减失真或振幅失真。 由不同频率分量的传播速度不一致所引起的失真，称为相位失真或群延时 失真。
第2章 数据传输系统质量指标 2.信号传输速率(调制速率) 信号调制过程中，单位时间内通过信道传输的码 元数，单位为波特，记作 Baud 。通常用于表示调制器 之间传输信号的速率。 计算公式为 B=1/T(Baud) 式中T——信号码元的宽度，单位为s。 信号传输速率，也称码元速率、调制速率、波特 率或传码率。
第2章 数据传输系统质量指标
在数据通信网络中，信号的传送是由数据传 输系统来完成的，对传输系统的性能进行评价 是一个重要的问题，通常用传输速度、信道容 量、带宽以及可靠性等指标来对数据传输系统 进行定量分析，下面讨论这些指标的含义。
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第2章 数据传输系统质量指标
2.1 传输速率
传输速率是指单位时间内传输信息单元的数量。它是衡量数据 通信系统传输能力的重要指标，有两种表示方法。 1. 数据传输速率 指单位时间内所传送的二制位代码的有效位数，以每秒多 少比特数计，单位为位/秒，记作b/s。 计算公式为 S=1/T log２N (b/s) 式中 : T—— 一个数字脉冲信号的宽度 (全宽码 ) 或重复周期 ( 归 零码)，单位为秒(s)； N——一个码元所取的离散值个数。 通常N=2K，K为二进制信息的位数，K=log２N。 N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。 数据传输速率也称作传信率或比特率。
表2.1 调制方式、调制速率、数据传输速率的关系 调制速率(Baud) 1200 调制方式 调频(N=2) 数据信号速率(b/s) 1200 1200 四相调制(N=4) 2400 1600 八相调制(N=8) 4800 2400 十六相调制(N=16) 9600
在有些情况下，表示传输速率还有一种表示方法，即单位时间内传送的数据 量。其单位可以是字符、码组等，时间单位可以是秒(s)、分(min)、小时(h)等， 通常用的单位是：字符/分。这时它和数据信号速率之间的转换需考虑数据之外 4 的附加传输的比特数，例如起止同步比特。
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第2章 数据传输系统质量指标
5. 串音干扰 引起传输损害的还有串音干扰等因素，串音干扰是由于电磁耦 合所引起的线对之间信号的相互串扰，称为串音干扰。串音干扰 分为近端串扰和远端串扰。串音干扰与电缆质量、线对间位置以 及信号频率等有关。实际工作中，在综合布线工程中有一项工作 就是测试线缆的串音干扰指标。 6. 畸变 数据信号的畸变有两种类型：规则畸变、不规则畸变。 规则畸变包含两个分量：偏畸变、特性畸变。主要因信道特性、 群延时失真引起。 (1) 偏畸变：二进制“1”和“0”的时间变长或缩短。分为正偏和 负偏。 (2) 特性畸变：短“1”和短“0”的时间都伸长(正特性畸变)或都 缩短(负特性畸变)。 不规则畸变没有规律，随机发生，主要由噪声、串扰等引起。
第2章 数据传输系统质量指标
2.2
信道容量
2.2.1 信道带宽 带宽是描述信号的一个重要参数，同时也是描述传输系统 的一个重要参数。信号是由特定的电磁波来传输的，而电磁波 都有一定的频率范围，信号的带宽是指信号含有的频带宽度， 在实际应用中指信号能量比较集中的那个频率范围。而任何实 际的信道所不失真传输的信号频率也有一定的范围，这一范围 称为该信道频带的宽度，即带宽。信道的带宽是由传输媒介和 相关的附加设备及其电路的频率特性等综合确定的。信道的带 宽限制了信道的传输能力，信道的带宽越宽，则其传输能力越 强。如传输信道的带宽超过所传输信号的频带宽度，在传输过 程中就不会引起信号失真。 信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒 (b/s)，也就是信道传输信息的最大能力。
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第2章 数据传输系统质量指标
4. 噪声 噪声是通信系统中存在的独立于有用信号，并且叠加在有用信 号之上的无用成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用， 但又不能完全控制。噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可 分为通信系统外部噪声和系统内部噪声。 (1) 外部噪声：是指有用信号在系统的传输过程中，由外界辐射 引入的噪声，包括：自然噪声 (雷暴产生的电磁辐射、宇宙星系 产生的宇宙电磁辐射、核辐射等)、人为干扰(高压输电线、火花 电弧、电动器具等电磁波源引起的干扰 )。这一类噪声随机性很 强，强度也很大，又称冲击噪声，它很难以某一统计规律来描述。 (2) 内部噪声：是指系统内部各级电路 (包括天线在内的馈线 )产 生的噪声，包括热噪声(电阻、馈线等无源器件中因自由电子的 布朗热运动所引起的噪声)、散粒噪声(半导体等有源器件中因电 子发射不均匀产生的噪声)、其他噪声(因电路自激、电源交流声 等引起的噪声 )，又称随机噪声。这种噪声在时间上分布较平稳， 频谱也比较均匀，可以用统计规律来描述。