信源数据码元信号信道信宿速率波特带宽

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于 2024-10-16 00:36:04 首次发布

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注：三篇相关概念合集。

计算机网络物理层：数据、信号、码元、信源、信道、信宿、速率、波特、带宽

李白于 2020-04-26 12:19:56 发布

物理层考虑的是怎样才能在连接各台计算机的传输媒体上传输数据的比特流。

1、数据、信号

1.1、定义

数据是传送信息的实体。信号是指数据的电气或电磁表现，是数据在传输过程中的存在形式。

数据和信号都可用 “模拟的” 或者 “数字的” 来修饰：

① 连续变化的数据（或信号）称为模拟数据（或模拟信号）；

② 取值仅允许为有限的几个离散数值的数据（或信号）称为数字数据（或数字信号）。

1.2、传输方式

数据传输方式可分为串行传输和并行传输。

串行传输是指一个一个的比特按照时间顺序传输（出于经济上的考虑，远距离通信通常采用串行传输）。

并行传输是指多个比特通过多提哦啊通信信道同时传输。

2、码元

码元是指一个固定时长的信号波形（数字脉冲）表示一位 K 进制数字。代表不同离散数值的基本波形、是数字通信中数字信号的计量单位，这个时长内的信号称为 K 进制码元，而该时长称为码元宽度。1 码元可以携带多个比特的信息量。例如，在使用二进制编码时，只有两种不同的码元：一种代表 0 状态，另一种代表 1 状态。

如果要用发送 0 1 1 0 1 1

① 用二进制码元： 1 代表 1，0 代表 0，则需要发送 6 个码元：0 1 1 0 1 1

② 用四进制码元： 0 代表 00，1 代表 01，2 代表 10，3 代表 11，则需要发送 3 个码元：1 2 3

③ 用八进制码元：0 代表 000，1 代表 001，…7 代表 111，则需要发送两个码元：3 3

3、信源、信道和信宿

3.1、定义

数据通信时指数字计算机或者其他数字终端之间的通信。一个数据通信系统主要划分为信源、信道和信宿三部分。

信源是产生和发送数据的源头。信宿是接收数据的终点。他们通常都是计算机或其他数字终端装置。发送端信源发出的信息需要通过变换器转换成适合于在信道上传输的信号，而通过信道传输到接收端的信号先由翻变换器转换为原始信息，再发给信宿。

信道和电路并不等同。信道是信号的传输媒介。一个信道可视为一条线路的逻辑部件，一般用来表示向某个方向传送信息的介质。因此一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接收信道。

噪声源是信道上的噪声（即对信号的干扰）及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示。

下面展示一个单向通信系统的模型。实际的通信系统大多为双向的。即往往包含一条发送信道和一条接收信道，信道可以进行双向通信。

3.2、信道的分类

3.2.1、按传输形式分类

模拟信道：传送模拟信号

数字信道：传送数字信号

信道上传送的信号有基带信号和宽带信号之分。基带信号将数字信号 1 和 0 直接用两种不同形式的电压表示，然后送到数字信道上传输（称为基带传输）；宽带信号将基带信号进行调制后形成频分复用信号，然后传送到模拟信道上传输（称为宽带传输）

3.2.2、按传输介质分类

无线信道和有线信道

3.2.3、按通信双方的交互方式来看

单工通信：只有单方向的通信，例如广播、电视广播

半双工通信：通信的双方都可以发送或接收信息。但任何一方都不能同时发送和接收信息。

全双工通信：通信双方可以同时发送和接收信息，也需要两条信道。

信道的极限容量是指信道的最高码元传输速率或信道的极限信息传输速率。

4、速率、波特

速率也称数据率，指的是数据的传输速度，表示单位时间内传输的数据量。可以用码元传输速率和信息传输速率表示。

4.1、码元传输速率

又称码元速率、波形速率等。它表示单位时间内数字通信系统所传输的码元个数（也可称为脉冲个数或信号变化的次数），单位是波特（Baud）。1 波特表示数字通信系统每秒传输一个码元。这里的码元可以是多进制的，也可以是二进制的，但码元的速率与进制数无关（不要觉得一个二进制码元携带信息少就传输快，速率是一样的）

4.2、信息传输速率

又称信息速率、比特率等，它表示单位时间内数字通信系统传输的二进制码元个数（即比特数），单位：b/s

波特与比特是两个不同的概念，码元传输速率也称调制速率、波形速率或符号速率。但码元传输速率与信息传输速率在数量上却又有一定的关系。若一个码元携带 n 比特的信息量，则 M 波特率的码元传输速率所对应的信息传输速率为 Mn 比特 / 秒

5、带宽

带宽原指信号具有的频带宽度，单位是赫兹 (HZ)。在实际的网络中，由于数据率是信道最重要的指标。而带宽与数据率存在数值上的互换关系，因为带宽也常用来表示网络的通信线路所能传输数据的能力。
带宽：单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的 “最高数据率”，此时单位是 b/s，不再是 HZ。

在通信系统中，什么是信源，什么是信宿？

城南邶风已于 2022-10-21 23:13:05 修改

1、一般的通信系统模型：

通信的过程就是信源和信宿通过信道收发信息的过程。

一般的通信系统模型有单向通信系统，例如广播、电视等；还有双向通信系统，例如商用的移动通信系统。

单向通信系统模型：

## 双向通信系统模型：

双向在同一端同时具有收信机和发信机，并且同时具有信源和信宿。

2、信源

位于发送端，负责将原始信号转换为电信号

例如：

1）麦克风作为信源，将声音转换为电信号发出去

2）摄像头作为信源，将图像转换为电信号发出去

3）发报机作为信源，将携带了文字的莫尔斯码转换为脉冲信号发送出去

3、信宿

位于接收端，负责将电信号转换为原始信息

例如：

1）扬声器作为信宿，将声音信号转换为声音

2）显示器作为信宿，将接收到的图像信号转换为回图像

3）收报机作为信宿，将接受到的脉冲信号转换回莫尔斯码

4、总结

信源和信宿作为通信系统重要的组成部分，位于通信系统的两端，分别用于发送和接受信号，同时都具有转换信息与信号的作用。

物理层接口特性、数据通信模型、物理层基本概念（数据、信号、码元、信源、信道、信宿、速率、波特、带宽）

BitHachi 于 2020-03-05 22:52:49 发布

0.思维导图

1. 数据通信相关术语

（1）数据、信号、信源、信宿、信道

（2）码元

（3）速率、波特、带宽

2. 物理层接口的特性

3. 典型的数据通信模型

4. 三种通信方式

5. 两种数据传输方式

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计算机网络物理层：数据、信号、码元、信源、信道、信宿、速率、波特、带宽_信源层信道层信号 - 优快云博客 李白于 2020-04-26 12:19:56 发布

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每日一问 – 什么是信源、信宿？_信源信宿 - 优快云博客 城南邶风已于 2022-10-21 23:13:05 修改 城南邶风已于 2022-10-21 23:13:05 修改

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物理层接口特性、数据通信模型、物理层基本概念（数据、信号、码元、信源、信道、信宿、速率、波特、带宽）_信源信道信宿概念-优快云博客 BitHachi 于 2020-03-05 22:52:49 发布

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