《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課件-數(shù)據(jù)通信主要性能指標(biāo)

數(shù)據(jù)通信主要性能指標(biāo)目錄Contents了解數(shù)據(jù)通信主要的性能指標(biāo)；掌握數(shù)據(jù)通信性能指標(biāo)的計(jì)算方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1數(shù)據(jù)傳輸速率2信道帶寬3信道容量4實(shí)際信道容量5誤碼率數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸率是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，可用“比特率”和“波特率”來表示。比特?指單位時(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù)，單位為位/秒（bitspersecond），記為bps或b/s

T為數(shù)字信號(hào)脈沖重復(fù)周期N為一個(gè)脈沖信號(hào)代表的有效狀態(tài)數(shù)，是2的整數(shù)倍例如二進(jìn)制的一個(gè)脈沖可以表示為“0”和“1”兩個(gè)狀態(tài)，故N=2數(shù)據(jù)傳輸速率波特率:線路上每秒傳送的波形個(gè)數(shù)。波特率又稱為波形速率或碼元速率，單位為波特，記作Baud。在通信系統(tǒng)中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號(hào)單元稱為碼元，也稱為符號(hào)（symbol）。通信系統(tǒng)有點(diǎn)像我們的公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)。我們可以把通信系統(tǒng)中碼元類比為公共交通車輛，例如公交車、地鐵、的士……。通信系統(tǒng)所傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)量類比為出行的人，則比特率為出行人口流動(dòng)速度，波特率就是發(fā)車率。比特碼元波特率比特率信道帶寬在模擬信道中，信道帶寬（Bandwidth，簡(jiǎn)稱帶寬）又叫頻寬，是指信道所能傳送的信號(hào)的頻率寬度，也就是可傳送信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差。如：標(biāo)準(zhǔn)電話電路的頻帶是300HZ-3400HZ，即帶寬為3100HZ在數(shù)字信道中，用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路傳送數(shù)據(jù)的能力，即單位時(shí)間內(nèi)在信道上所能通過的“最高傳輸速率”常用的帶寬單位有b/s，Kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s。 1Kb/s=103b/s 1Mb/s=106b/s 1Gb/s=109b/s 1Tb/s=1012b/sb/sB/s10M1.25M1Byte=8bit信道帶寬信道帶寬表示介質(zhì)的整體數(shù)據(jù)傳輸率，代表了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力。例如：一個(gè)由光纖構(gòu)成的FDDI主干線支持4個(gè)波長(zhǎng)，每一個(gè)波長(zhǎng)上的信道的傳輸速率為2.5Gb/s，則該光線干線的帶寬為：4*2.5=10Gb/s

信道帶寬例：我校的校園網(wǎng)在設(shè)計(jì)時(shí)，如果考慮在校園網(wǎng)上開展視頻網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，其中規(guī)定教學(xué)要哪個(gè)的視頻信息，每秒至少要播放30幀分辨率為640*480、256色的圖象，則如果要達(dá)到動(dòng)態(tài)、連續(xù)的效果，則至少要求我校的校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬為多少？解答：要支持256色，則必須要8個(gè)二進(jìn)制位（2^8=256），即1個(gè)字節(jié)（byte)來存儲(chǔ).

00000000-----111111111

一幅圖象的文件大小為：640*480*8=2457600bit=307200B=300kB所須的每秒最小傳輸速率為：30*2457600b/s=73728000b/s=74Mb/S------我校的校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬要設(shè)計(jì)為100M的網(wǎng)絡(luò)信道容量信道容量是衡量一個(gè)信道傳輸數(shù)字信號(hào)的重要參數(shù)，信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道上所能傳輸數(shù)據(jù)的最大容量，單位是bit/s。奈奎斯特公式：C=2×H×log2N（b/s）其中：H是信道的帶寬，也稱頻率范圍，單位Hz，N表示攜帶數(shù)據(jù)的碼元可能取得的離散值的個(gè)數(shù)。例3-3：普通電話線路的帶寬約為3kHz，則其碼元速率為6kBaud。若每個(gè)碼元可能取的離散值的個(gè)數(shù)為16（即N=16），則最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)：C=2×3k×log216=24kbps實(shí)際信道容量輸入信號(hào)波形輸入信號(hào)波形輸出信號(hào)波形（失真不嚴(yán)重）通信質(zhì)量較好的信道（帶寬受限、有較少噪聲、干擾和失真）通信質(zhì)量很差的信道（帶寬受限、有較大噪聲、干擾和失真）輸出信號(hào)波形（失真嚴(yán)重）實(shí)際信道容量的香農(nóng)公式：

C=2×H×log2(1+S/N)

（b/s）其中：S表示信號(hào)功率，N為噪聲功率。信道的噪聲比常表示為10log10（S/N），以分貝（dB）為單位計(jì)量。誤碼率誤碼率（BER：biterror）：是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標(biāo)。指二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。

誤碼率計(jì)算公