数据通信技术的性能要求与指标

9.1.4.1　数据通信速率

1.传输速率

传输速率是指数据在信道中传输的速度。分为RB和Rb。

码元速率RB：每秒中传送的码元数，即波特率，波特/秒（Baud/s）。

信息速率Rb：每秒中传送的信息量，即比特率，比特/秒（bit/s或bps）。

两者关系如下：Rb=RBlog2M（其中M为采用的进制）。

例如对于采用八进制进行传输信号，则其信息速率就是码元速率的3倍。

2.码元速率与信息速率的比较方法

确定进制码元间的关系：如数字信号采用四级电平即四进制，则一个四进制码元对应两个二进制码元（4=22）。

确定数字信号对应的电平：如数字信号为01100001110110，则四进制数据为1201312，其电平符号（用A、B、C、D由高到低表示）为CBDCACB。

与之对应的数字信号波形图如图9-5所示。

图9-5　数字信号波形图

9.1.4.2　误码率和误比特率

误码率Pe是指码元在传输过程中，错误码元占总传输码元的概率。（多进制系统中）

误比特率Pb是指在信息传输过程中，错误的比特数占总传输的比特数的概率。（二进制系统中）

9.1.4.3　信道带宽与信道容量

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所决定的。

信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用比特/秒（bit/s或bps）表示。

1.数据传输速率(www.xing528.com)

数据传输速率在数值上等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，计作bps。

对于二进制数据传输速率S=1/T（T为发送每一比特所需要的时间）。

2.带宽与数据传输速率

1924年，奈奎斯特推导出具有理想低通矩形特性的信道，在无噪声情况下的最高速率与带宽关系的公式，这就是奈奎斯特准则。

奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω（ω=2πf）通过理想通信信道传输的脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f）的关系为：Rmax=2f（bps）。

香农定理指出：在有噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N（S为信道中传送信号的平均功率、N为信道中的随机噪声功率）的关系是：Rmax=B log2（1+S/N）。

3.时延（delay或latency）

时延是指一个报文或分组从一个网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。

时延由以下几个不同的部分组成。

（1）传播时延。传播时延是从一个站点开始发送数据到目的站点开始接收数据所需要的时间。传播时延的计算公式是：

传播时延=信道长度÷信道上的传播速率

（2）发送时延。发送时延是发送数据所需要的时间，即从一个站点开始接收数据到数据接收结束所需要的时间。发送时延的计算公式是：

发送时延=数据块长度÷信道带宽

（3）排队时延。这是数据在交换结点等候发送，在缓存的队列中排队所经历的时延。

（4）传输时延/总时延。数据经历的总时延就是以上三种时延之和：

总时延/传输时延=传播时延+发送时延+排队时延

网络性能的两个度量传播时延和带宽相乘，就得到另一个很有用的度量：传播时延带宽积，即[（传播时延）×（带宽）]。链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。

在计算机网络中，往返时延也是一个重要的性能指标，它表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认，总共经历的时延。