计算机网络技术中的数据通信技术指标

2023-10-19 理论教育版权反馈

【摘要】：数据通信的技术指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的重要参数。传输速率传输速率是指数据在信道中传输的速度，可以用码元传输速率和信息传输速率两种方式来描述。比特在信息论中作为信息量的度量单位。在数据通信中，如使用“1”和“0”的概率是相同的，则每个“1”和“0”就是一个比特的信息量。误码率误码率是指二进制数据位传输时出错的概率。

数据通信的技术指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的重要参数。这些传输指标主要有信道带宽和信道容量、传输速率、误码率、时延等。

（1）信道带宽和信道容量

信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围（即信道频带），用赫[兹]（Hz）表示。信道带宽是由信道的物理特性决定的，如电话线路的频率范围是300 ～3 400 Hz，则这条电话线的信道带宽为300 ～3 400 Hz。

信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大位数，用位/秒或bit/s 表示。在信道中，当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时，在接收端收到的信号波形间就会失去清晰界限，从而使得信号变得模糊和无法识别。

（2）传输速率

传输速率是指数据在信道中传输的速度，可以用码元传输速率和信息传输速率两种方式来描述。

1）码元传输速率

码元传输速率也称波特率、传码率，是指单位时间内（每秒）信道上信号波形的变换次数，即通过信道传输的码元个数。码元（即一个数字脉冲）是数据信号的基本波形。例如，字母“A”的ASCII 码是1000001，则可用7 个脉冲信号来表示，即7 个码元可表示字母“A”。码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定，若码元取“0”和“1”两个离散值，则1 个码元携带1比特信息量。码元的单位是波特（Baud），常用符号B 来表示。

2）信息传输速率

信息传输速率也称数据传输速率、比特率等，是指单位时间内（每秒）信道上传输实际信息的比特数，单位是比特/秒，记为bit/s。比特在信息论中作为信息量的度量单位。在数据通信中，如使用“1”和“0”的概率是相同的，则每个“1”和“0”就是一个比特的信息量。

一个码元也可以由多个比特的信息量表示（可由数据调制技术来实现），因而具有相同码元传输速率的信道，其信息传输速率可能不同。或者说，信息传输速率除了与码元速率有关，还与系统所采用的进制序列有关。如果数字传输系统所传输的数字序列恰为二进制序列，则码元传输速率与信息传输速率等同。一般地，信息传输速率与码元传输速率间的关系可表达如下：

式中，RB 为码元传输速率，Rb 为信息传输速率，M 为采用的进制。(www.chuimin.cn)

例如，对于采用十六进制进行传输的信号，信息传输速率就是码元速率的4 倍；如果数字信号采用四级电平（即四进制传输），则信息传输速率就是码元速率的2 倍。

（3）误码率

误码率是指二进制数据位传输时出错的概率。它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低于10 -6，若误码率达不到这个指标，则可通过差错控制方法检错和纠错。

误码率的计算公式为：

式中，Ne 为传输过程中数据出错的位数，N 为传输的数据总位数。

注意：误码率属于概率的范畴。

【例2.1】设信道的带宽为3 000 Hz，误码率为10 -5，帧长为10 Kbit，则帧出错的概率是多少？

【解析】由于二进制数据位传输时出错的概率10 -5，因此二进制数据位传输正确的概率为（1 -10 -5），则帧正确传输的概率为（1 - 10 -5）10K。因此，帧出错的概率为：1 -（1 -10 -5）10K。

（4）传输时延

信号在信道中传输，从信源到达信宿需要一定的时间，这个时间称为传输时延。信号的传输时延与信道的传输介质、信源和信宿的距离有关。如第1章所述，传输时延一般由发送时延、传播时延、处理时延与排队时延四部分组成。

这里，需要再次指出的是，电磁波在自由空间的传播速率是光速，即3.0 ×108 m/s。电磁波在传输媒体中的传播速率要比自由空间略低些，在铜线电缆中的传播速率约为2.3 ×108 m/s，在光纤中的传播速率约为2.0 ×108 m/s。例如，1 000 km 长的光纤线路产生的传播时延大约为5 ms。

计算机网络技术中的数据通信技术指标

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