数据通信主要技术指标《计算机网络—原理、技术与应用》

1.数据传输速率

比特率和波特率是用不同的方式来描述数据通信系统传输速率的主要参数量。

（1）比特率S

比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间（1秒）内所传送的二进制代码的有效位（bit）数。S用比特每秒bit/s、千比特每秒（kbit/s）或兆比特每秒（Mbit/s）等单位来表示。比特率计算公式：

S=1/Tlog₂N

式中，T为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s；

N为一个波形代表的有效状态数，为2的整数倍。如二进制的一个波形可表示0、1两种状态，故N=2，为一个波形能表示的二进制信息位数，1og₂2=1

当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。

（2）波特率B

波特率是一种调制速率，也称波形速率。该数值表示模拟信号在传输过程中，从调制解调器输出的调制信号，每秒载波调制状态改变的次数。或者说，在数据传输过程中，线路上每秒传送的波形个数，即波特率，单位为baud。波特率计算公式：

B=1/T

式中，T为信号码元的宽度，单位为s（秒）。

比特率和波特率的关系：

S=Blog₂N

比特率与波特率区别与联系，如图2-7所示。

图2-7 比特率和波特率的区别和联系

【例2-1】计算波特率与比特率。对信号采用16相位调制方式，即N=16，且T=8.33×10^-4s，则

波特率B=1/T=1/（8.33×10^-4）=1200（Baud）

比特率S=1/Tlog₂N=1/（8.33×10^-4）×log₂16=4800（bit/s）

2.信道容量(www.xing528.com)

（1）信道容量概念

信道容量一般是指物理信道能够传输信息的最大能力，单位为bit/s。信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，后者是实际的数据传输速率，这就像高速公路上的最大限速与汽车实际速度的关系类比一样。

（2）离散信道容量

奈奎斯特（Nyquist）无噪声下码元速率极限值B与信道宽度H的关系为：

B=2H

离散无噪信道的容量计算公式（Nyquist公式）：

C=2Hlog2N

式中，C为信道容量（单位为kbit/s）；H为信道宽度（带宽），即信道传输上、下限频率差值，单位为Hz；N为每一码元所取得离散值个数。

【例2-2】普通电话线路带宽约为3kHz，则码元速率极限值B=2H=2×3k=6k（Baud），若码元的离散值个数N=16，则最大数据传输速率C=2×3k×log₂16=24kbit/s；

（3）连续信道容量

连续信道容量公式（香农公式）：

C=Hlog₂（1+S/N）

式中，S信号功率；N噪声功率；S/N信噪比，信噪比表示为10lg（S/N），单位分贝（dB）。

【例2-3】已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，计算该连续信道的最大数据传输速率。

因10lg（S/N）=30，（S/N）=10³⁰/10=1000，故

C=Hlog₂（1+S/N）=3k×log₂（1+1000）≈30kbit/s

3.误码率

误码率是指码元在数据传输过程中被传错的概率，也称出错率。它是衡量数据通信系统在正常工作情况下数据传输可靠性的重要指标。计算机网络中，一般要求误码率低于10^-6，若实际误码率达不到这个指标，可通过差错控制方法进行检错和纠错的处理。计算误码率公式：

P_e=N_e/N

式中，N_e为其中出错的位数；N为传输的数据总位数。