计算机网络原理全套教学课件

计算机网络原理ComputerNetworksPrinciple第一章绪论1-1数据通信

电信(telecommunication)是指在一定距离上的通信(tele是希腊语，即“远程的”)；数据(data)是指以任何格式表示的信息，该格式需要创建和使用数据的双方达成共识；数据通信(datacommunication)是在两台设备之间通过某种形式的传输介质进行的数据交换。组件数据表示数据流本节要点:图1.1数据通信系统的五个组件message,sender,receiver,medium,protocol信息的数据表示：文本、数字、图像、音频、视频Note图1.2数据流(a.单工,b.半双工,c.全双工)1-2网络网络(network)是用通信链路连接起来的设备(通常称为节点)的集合。一个节点可以是计算机，打印机，或者是其他任何能够发送、接收数据的设备。分布式处理网络标准物理结构网络模型网络分类互联网络本节要点:大多数网络采用分布式处理，将任务划分给多台计算机，各自处理一小部分。Note网络准则：1.性能（吞吐量、延迟等）；2.可靠性；3.安全性。Note图1.3连接类型:点到点连接与多点连接图1.4拓扑结构分类图1.5全连接网状拓扑结构(5台设备)n×(n-1)条单工链路n×(n-1)/2条双工链路优点？缺点？图1.6连接4个工作站的星型拓扑结构图1.7连接3个工作站的总线拓扑结构图1.8连接6个工作站的环状拓扑结构图1.9混合型拓扑结构:一个星型结构为主干并具有三个总线结构的网络网络分类：网络归类取决于它的规模，主要包括局域网和广域网，以及介于两者之间的城域网。Note图1.1012台计算机连接到一个集线器的独立局域网图1.11广域网:交换广域网和点到点广域网当两个或者多个网络彼此连接，它们称为互联网络(internetwork)，即互联网(internet)，最为著名的互联网称为因特网(Internet)Note图1.12由四个广域网和两个局域网组成的混合网络1-3因特网因特网使我们日常生活的许多方面发生了革命性的变化，它不仅影响着我们商务活动的方式，还影响着我们生活娱乐的方式。因特网是一个通信系统，它把信息财富带到我们的指尖之上，将这些信息组织起来为我们所用。历史简介因特网现状(因特网服务提供商)本节要点:图1.13因特网层次结构组织1-4协议和标准在本节中，定义两个广泛使用的词:协议和标准。首先定义协议，它是规则的同义词，然后讨论标准，它是经过协商达成一致的规则。协议标准标准化组织互联网标准本节要点:

第二章网络模型

在日常生活中，我们使用分层的概念。例如，两个好朋友通过发送邮件来进行通信，如果没有邮局所提供的服务，那么两个人的通信过程会非常的复杂。本节所讨论的内容：发送方，接收方和载体层次结构2.1任务分层2.27图2.1发送信件所包含的任务服务：每一层都使用其直接下层提供的功能分层模型：开放系统互联OSI、TCP/IP模型Note2-2OSI模型国际标准化组织（ISO）成立于1947年,它是一个致力于在全世界范围内建立统一国际化标准的多国组织。一个包含网络通信的ISO标准是开放系统互联（OpenSystemInterconnection,OSI）的模型.它的第一次创立是在上世纪70年代分层结构

对等进程封装本节所讨论的内容ISO是组织.

OSI是模型.OSI不是一个协议，而是一个模型，其提供了一个用来进行网络系统设计的层次化框架。注：图2.2OSI七层模型图2.3OSI模型层次间的相互作用Figure2.4使用OSI模型传输过程2-3OSI模型的各个层在本节我们简要介绍OSI模型的各层的功能.物理层

数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层本节所讨论的内容图2.5物理层物理层负责位从一跳（节点）到另一跳（节点）的传递注图2.6数据链路层数据链路层将物理层─对数据不做任何改动的传输通道变成可靠的链路。注数据链路层负责帧从一跳（节点）到下一跳（节点）传递。注图2.7跳到跳的传递图2.8网络层网络层负责将各个分组从源地址传递到目的地址，可能会通过多个网络（链路）注图2.9源到目的传递图2.10传输层传输层负责一个报文从一个进程到另一个进程的传递。注图2.11一个报文在进程间的可靠传递

图2.12会话层会话层负责对话控制和同步注图2.13表示层表示层负责翻译、加密和压缩数据注图2.14应用层应用层负责向用户提供服务注图2.15各层功能的总结2-4TCP/IP协议簇TCP/IP协议簇

是在OSI模型之前所开发的，因此TCP/IP协议簇的各层并不与OSI模型的各层严格对应。TCP/IP协议簇被定义为四个层次:主机到网络层,互联网层,传输层和应用层。

然而,当TCP/IP与OSI模型进行比较的时候，可以说TCP/IP协议簇有五层:物理层,数据链路层,网络层,传输层和应用层。物理层和数据链路层

网络层

传输层应用层本节所讨论的内容:图2.16TCP/IP和OSI模型2-5寻址TCP/IP协议簇的应用网络中使用4层地址:物理地址,逻辑地址,端口地址和专用地址.物理地址

逻辑地址

端口地址

专用地址本节所讨论的内容图2.17TCP/IP中的物理地址图2.18TCP/IP协议中的各层与地址的关系在图2.19中，物理地址为10的节点想物理地址为87的节点发送了一个帧。这两个节点通过链路连接(总线结构的局域网)。如图所示，物理地址为10的计算机是发送方，物理地址为87的计算机是接收方。例2.1图2.19物理地址我们将在第13章看到，大多数的局域网使用48位（6个字节）的物理地址

，这个物理地址并被写成12个十六进制的数字；每个字节（2个十六进制数）用冒号分开，如下面所示：例2.207:01:02:01:2C:4B

6个字节(12个十六进制)物理地址。图2.20显示了由两个路由器连接三个局域网的互联网的一部分。为了相互的连接，每个设备（计算机或者路由器）都有一对地址（物理地址和逻辑地址）。在这个例子中，每台计算机只与一个链路相连，因此只有一对地址。然而，每个路由器和三个网络相连（在图中只显示了两个）。因此每个路由器有三对地址，一对地址对应一个连接。例2.3图2.20IP地址字母：逻辑地址数字：物理地址图2.21表示了两台计算机通过网络通信。发送方计算机有三个进程正在进行，分别使用端口a，b，c。同时，接收方计算机有两个进程正在进行，端口地址分别是j和k。在发送方计算机中的进程a需要和在接收方计算机的进程j通信。尽管从跳到跳物理地址会改变，但是逻辑地址和端口地址从源地址到目的地址保持不变。例2.4图2.21端口地址例2.5我们将在第23章中看到,16位的端口地址是用十进制数所表示，如下所示：753

一个16位端口地址被表示成一个数字。跳到跳时物理地址将改变，但是逻辑地址保持不变。注第3章数据和信号数据要进行传输，必须被转换成电磁信号。(物理传输介质)Note3-1模拟与数字数据可以是模拟的也可以是数字的。模拟数据指的是连续状态的信息；而数字数据指的是离散状态的信息。模拟数据采用连续值。数字数据采用离散值。模拟数据和数字数据模拟信号和数字信号周期信号和非周期信号本节讨论的主题:Note数据可以是模拟的也可以是离散的。模拟数据是连续的，它采用连续值。数字数据有离散状态，它采用离散值。（文本数据、语音数据）信号可以是模拟的也可以是数字的。模拟信号在一个范围内可以有无穷多个取值；而数字信号只能有有限个数值。Note图3.1模拟信号和数字信号的比较纵坐标表示信号强度，横坐标表示时间周期信号：在一个时间范围内完成一种模式，并且在后续的相同时间范围内重复模式。非周期信号：不随时间出现重复的模式。Note在数据通信中，通常使用周期模拟信号和非周期数字信号。（周期模拟信号需要更少的带宽，而非周期数字信号可以表示数据的变化）Note3-2周期模拟信号周期模拟信号可以分为简单类型或复合类型两种。简单类型模拟信号，即正弦波(sinewave)，不能再分解为更简单的信号。而复合型模拟信号则是由多个正弦波信号组成的。正弦波波长时域和频域复合信号带宽本节讨论的主题:图3.2正弦波单个正弦波可用三个参数表示：峰值振幅、频率、相位。Note家用电源的功率可以用峰值振幅为155V到170V的正弦波表示。但是，大家都知道美国家用的电压是110V到120V。不一样的原因在于这些均方根(rms)值。信号平方后再计算平均振幅。峰值等于2½×rms。例3.1图3.3相位和频率相同但振幅不同的两个信号a.高峰值振幅的信号b.低峰值振幅的信号电池电压是恒定的；这个恒定值可以看做是一个正弦波，我们会在后面看到。例如AA电池的峰值通常是1.5V例3.2频率与周期互为倒数。周期：信号完成一个循环所需要的时间；频率：1秒内的周期数；Note图3.4振幅和相位相同但频率不同的两个信号a.频率为12Hz的信号b.频率为6Hz的信号表3.1周期和频率的单位单位等价值单位等价值秒(s)1s赫兹(Hz)1Hz毫秒(ms)s千赫(kHz)Hz微秒(μs)s兆赫(MHz)Hz纳秒(ns)s吉赫(GHz)Hz皮秒(ps)s太赫(THz)Hz家用电的频率是60Hz。这个正弦波的周期就可以确定如下：例3.3用微秒表示周期为100ms。例3.4解：从表3.1中可以找到1ms的等价值（1ms=10−3s）和1s的等价值（1s=106μs），做以下替换：一个信号的周期是100ms。那么它以千赫为单位表示的频率是多少？例3.5解：先把100ms表示为秒，然后从周期计算出频率（1Hz=10−3kHz）频率表示1秒内的周期数，也表示相应于时间的变化速率。变化占用的时间短意味着频率高。变化占用的时间长意味着频率低。Note如果信号始终不变化，则其频率是0。如果信号瞬间发生变化，则其频率为无穷大Note相位描述了波形相对于时间0的位置。（将波形想象为能够沿着时间轴向前向后进行平移，则相位描述的就是这种偏移的数量）Note图3.5振幅和频率相同但相位不同的三条正弦波正弦波相对于0时刻的偏移量是1/6周期，相位的角度值和弧度值是多少？例3.6解：一个完整的周期是360°，所以1/6周期是：信号的频率与介质无关，但波长取决于频率和介质，表示为传播速度c和周期T的乘积：Note图3.6波长和周期时域分析：表示信号振幅随时间的变化情况；频率分析：表示信号频率与峰值振幅关系；Note图3.7正弦波的时域图和频域图a.时域图中的正弦波（峰值：5V频率：6Hz）b.频域图中的相同正弦波（峰值：5V频率：6Hz）用频域图中单个峰值可表示时域图中一个完整正弦波。Note图3.8三个正弦波的时域和频域a.三个频率分别为0、8和16的正弦波的时域表示b.三个相同信号的正弦波的频域表示当我们处理多个正弦波时，频域更简洁更有用。例如，图3.8显示了三个不同振幅和频率的正弦波。它们通过频域中的三个尖峰表示。单一频率的正弦波在数据通信中没有用处，我们需要发送复合信号，复合信号由许多简单正弦波组成。Note按照傅里叶分析，任何复合信号是由具有不同频率，相位和振幅的简单正弦波的组合而成。在附录C讨论傅里叶分析。Note如果复合后的信号是周期性的，分解得到的是一系列具有离散频率（频率取整数1、2、3等）的简单正玄波信号组合。如果复合后的信号是非周期性的，分解得到的是具有连续频率（取实数的频率）的无穷简单正弦波信号组合。Note图3.9复合周期信号图3.9显示了频率为f的周期复合信号。这种信号不是数据通信中的典型信号。我们可以把它看成三个告警系统，每一个有不同的频率。这个信号的分析可以让我们理解如何分解信号。图3.10复合周期信号在时域和频域中的分解a.复合信号的时域分解b.复合信号的频域分解频率为f的正弦波：1）其振幅几乎和复合信号的峰值振幅一样；2）其频率和复合信号的频率一样。称之为基础频率(fundamentalfrequency)或者第一谐波(harmonic)；频率为3f的正弦波的频率为基础频率的3倍，称为第三谐波；以此类推出第9谐波等。Note图3.11表示了一个非周期复合信号。它可以在一个或两个词发音时由麦克风或电话机产生。这种情况下，复合信号不可能是周期的，因为我们不可能以完全相同的音调重复相同的词或语句。例3.9图3.11非周期信号的时域和频域a.时域b.频域图3.11表示了一个非周期复合信号。它可以在一个或两个词发音时由麦克风或电话机产生。这种情况下，复合信号不可能是周期的，因为我们不可能以完全相同的音调重复相同的词或语句。分解为无数个简单正弦波的组合。复合信号的带宽是信号最高频率与最低频率的差值。Note图3.12周期复合信号和非周期复合信号的带宽a.周期信号的带宽b.非周期信号的带宽如果一个周期信号分解为5个正弦波信号，频率分别为100,300,500,700和900Hz，那么其带宽是多少？假定所有分量的最大振幅都为10V，试画出该信号的频谱。解：设fh为最高频率，fl为最低频率，B为带宽，则：例3.10频谱只有5个尖峰，分别位于100,300,500,700和900Hz的位置(见图3.13)。图3.13例3.10的带宽一个周期信号的带宽是20Hz，其最高频率是60Hz，最低频率是多少？如果信号包含具有相同振幅的所有整数频率，试画出其频谱。解：设fh为最高频率，fl为最低频率，B为带宽，则：例3.11频谱包含所有整数频率。用一系列尖峰表示(见图3.14)。图3.14例3.11的带宽一个非周期复合信号的带宽为200kHz，中间频率为140kHz，峰值振幅为20V。两个频率极值的振幅为0。画出这个信号的频域。解：最低频率一定是40kHz，而最高频率一定是240kHz。图3.15显示了频域和带宽。例3.12图3.15例3.12的带宽非周期复合信号的一个例子是调幅(AM)无线电站传播的信号。在美国，分配给每个AM无线电站10kHz的带宽。AM无线电的总带宽从530kHz到1700kHz。我们会在第5章说明这个10kHz带宽后面的基本原理。例3.13非周期复合信号的另一个例子是调频(FM)无线电站传播的信号。在美国，分配给每个FM无线电站200kHz的带宽。FM无线电的总带宽从88MHz到108MHz。我们会在第5章说明这个200kHz带宽后面的基本原理。例3.14非周期复合信号的另一个例子是老式模拟黑白电视接收的信号。电视屏幕由像素组成。如果我们假定分辨率为525×700,那么每个屏幕就会有367,500个像素。如果屏幕每秒扫描30次，每秒就是367,500×30=11,025,000个像素。最坏的情况是黑色像素和白色像素交替。我们用最低振幅表示一种颜色，而用最高振幅表示另一种颜色，每个周期我们能发送两个像素。因此，每秒我们需要11,025,000/2=5,512,500个周期(或Hz)。所需的带宽是5.5125MHz。例3.153-3数字信号数据除了可以用模拟信号表示外，还可以使用数字信号表示。例如，1可以编码为正电平，0可以编码为零电平。一个数字信号可以多于两个电平。在这种情况，每个电平就可以发送多个位。比特率

位长

数字信号是一种复合模拟信号应用层本节讨论的主题:图3.16两个数字信号:一个有两个电平而另一个有四个电平a.两个电平的数字信号b.四个电平的数字信号Note信号有L个电平，则每个信号位可以携带log2L个bit位。一个数字信号有8个电平。那么每个电平需要多少个位？我们根据下面公式进行计算：例3.16每个信号电平用3位表示；或者说，每个信号电平可以携带3bit位的信息。一个数字信号有9个电平，问每个电平可表示多少位？我们根据公式计算，得出每个信号电平用3.17个位表示。但是，这个答案是不现实的。每个电平发送的位数必须是整数并且是2的幂。这个例子中，4位用来表示一个电平。例3.17Note大多数数字信号都是非周期的，这样周期和频率就不再适用，而用比特率来描述数字信号。比特率：是1秒钟发送的位数，以每秒位(bitspersecond,bps)表示。假定我们需要每分钟100页的速率下载文本文档。所需的通道比特率是多少？解:一页平均24行，每一行80个字符。如果我们假定每个字符需要8位，比特率：例3.18应该除以60s，才是bps。我们会在第4章中看到，数字化语音通道是通过数字化4kHz带宽的模拟语音信号形成的。我们需要以最高频率的2倍对信号进行采样(即每赫兹两个样本)。我们假定每个样本需要8位。那么所需的比特率是多少？

解：比特率计算如下：例3.19高清晰电视(HDTV)的比特率是多少?

解：HDTV使用数字信号广播高质量视频信号。HDTV屏幕通常为16:9。每屏有1920×1080个像素,每秒刷新30次。24位代表一种颜色像素。我们计算比特率如下：例3.20电视台通过压缩把比特率降为20Mbps到40Mbps。Note数字信号是一种复合模拟信号，基于傅里叶分析，带宽是无穷大的。水平线段无变化，频率为0，垂直线段突变，频率无穷大，所以整体带宽是无穷大。图3.17周期数字信号和非周期数字信号的时域和频域a.周期数字信号（数据通信很少见）的时域和频域（带宽无穷，频域离散）b.非周期数字信号的时域和频域（带宽无穷，频域连续）数字信号的传输1）讨论非周期数字信号的情况，是数据通信中常见的信号形式；2）基带传输vs宽带传输。Note图3.18基带传输基带传输就是通过通道发送数字信号，该信号不转换成模拟信号。基带传输需要一个带宽下限频率为0的低通通道，即带宽从0开始的通道。数字信号是无穷大带宽的复合模拟信号。Note图3.19两条低通通道的带宽a.低通通道、宽带宽b.低通通道、窄带宽情形1：宽带宽的低通通道Note图3.20使用专用介质的基带传输输入信号的带宽输出信号的带宽介质支持的带宽宽带宽通道输入信号输出信号f1很接近0，f2很接近无穷大，则可以更准确的传输非周期数字信号。只有我们有无穷大或非常大带宽的低通通道，保持数字信号形状的数字信号基带传输才是可能的。Note专用通道(介质的整个带宽用于一条单通道)的一个例子是LAN。几乎现在的每一个有线LAN使用专用通道用于两个站之间的互相通信。在多点连接的总线拓扑结构LAN中，每个时刻只有两个站可以互相通信(时间共享)，而其他站限制发送数据。在星型拓扑结构LAN中，每个站和集线器之间的整个通道用于这两个实体间的通信。我们会在第14章学习LAN。例3.21情形2：有限带宽的低通通道Note在有限带宽的低通通道中，把数字信号近似成模拟信号，近似程度取决于可用的带宽。（这也说明，比较困难的是，存在近似无穷大带宽的信道来传输标准波形的数字信号，所以只能传输近似的模拟信号来企图表示数字信号。）图3.21对于最坏情形的数字信号使用第一谐波的大致近似图3.22使用三个第一谐波模拟数字信号增加了谐波个数(3个)，增大了带宽，使得模拟信号更近似于数字信号。(虽然数字信号的比特率没有变。)Note1）在基带传输中，所需的带宽与比特率成正比；如果我们需要更快地发送位，我们就需要更大的带宽；2）同样比特率情况下，叠加更多谐波，其合成后的模拟信号越近似于数字信号，则需要更宽的带宽，尽管比特率没有增加，但更容易识别信号。表3.2带宽需求量（纵、横分别比较）比特率谐波1谐波1,3谐波1,3,5n=1kbpsB=500HzB=1.5kHzB=2.5kHzn=10kbpsB=5kHzB=15kHzB=25kHzn=100kbpsB=50kHzB=150kHzB=250kHz如果我们需要使用基带传输发送1Mbps，那么低通通道所需的带宽是多少?

解：答案取决于所需的准确性。a.最小带宽,是B=比特率/2,即500kHz。

b.使用第一和第三谐波可以得到更好的结果，所需带宽是B=3×500kHz=1.5MHz。

c.使用第一、第三和第五谐波仍然可以得到更好的结果，所需带宽是B=5×500kHz=2.5MHz。例3.22We我们有一条带宽为100kHz的低通通道。那么这条通道的最大比特率是多少？

解：如果我们使用第一谐波可以得到最大比特率。比特率是2倍有效带宽，即200kbps。例3.23图3.23带通通道的带宽带通通道宽带传输：使用调制，把数字信号转换成模拟信号进行传输；调制允许使用带通通道；如果可用通道是带通通道，我们不能直接发送数字信号到通道；我们需要在传输前把数字信号转换成模拟信号。Note图3.24数字信号在带通通道传输的调制过程使用调制的宽带传输的一个例子是通过电话用户线传输计算机数据，电话用户线连接住所到中心电话局。这些线路设计用有限带宽承载语音。这个通道通常被看做带通通道。我们从计算机把数字信号转换成模拟信号，然后发送模拟信号。我们要安装两个转换器用来在发送端把数字信号转换成模拟信号以及在接收端把模拟信号转换回数字信号。在这种情况下，转换器称为调制解调器，我们会在第5章更详细地讨论调制解调器。例3.24第二个例子是数字蜂窝电话。为了更好地接收，数字蜂窝电话把模拟信号转换成数字信号(见第16章)。虽然分配给公司提供数字蜂窝电话服务的带宽很广，但是我们不能不经转换发送数字信号。原因是，我们在主叫方和被叫方之间只有一条可用的带通通道。我们需要在发送前把数字信号转换成复合模拟信号。例3.253-4传输减损信号通过介质进行传输，但是其传输并非是完美无缺的。不完美的地方导致了信号减损。这意味着信号在介质的开始一端和结束一端是不相同的。发送的信号并非就是接收到的信号。通常会发生三种类型的减损：衰减、失真和噪声。衰减

失真

噪声本节讨论的主题:图3.25减损的原因减损原因衰减失真噪声图3.26衰减假设信号通过一种传输介质传输后，它的功率降低了一半。这可以表示为P2=(1/2)P1，这种情况下衰减(损失的能量)可以计算为：例3.26–3dB或者3dB衰减等价于功率损失了一半。假定信号通过一个放大器，它的功率增大为原来的10倍。这表示P2=10P1。在这种情况下，放大量(功率增益)可以计算为：例3.27工程人员使用分贝来计算信号强度变化的原因之一是，当涉及计量多处(级联)而不仅仅是两处的信号强度时，分贝数可以相加(或相减)。在图3.27中，一个信号从位置1传输到位置4。在这种情况下，分贝可以计算为：例3.28图3.27例3.28的分贝有时候分贝用来以毫瓦计量信号功率。这种情况下，它成为dBm，计算为dBm=10log10Pm,这里Pm是以毫瓦为单位的功率。如果信号的功率为dBm=−30，计算它的功率。解：我们计算信号的功率如下：例3.29电缆中的损耗一般定义为每公里分贝数(dB/km)。如果电缆每公里分贝数为−0.3dB/km，信号在电缆开始端的功率为2mW,则在5km处信号的功率是多少？解：电缆中的损耗为5×(−0.3)=−1.5dB。我们计算功率如下：例3.30图3.28失真图3.29噪声信号的功率是10mW，噪声的功率是1μW，那么SNR和SNRdB是多少？解：SNR和SNRdB可以计算如下:例3.31对于无噪声通道的SNR和SNRdB是：例3.32我们在现实中不会得到这样的比率，它是理论上的。图3.30SNR的两种情形:高SNR和低SNR3-5数据速率限制数据通信中一个非常重要的问题是：在一个通道中能够以多快的速率发送数据，即每秒钟的比特数。数据速率取决于三种因素：1.有效带宽（带宽越宽，第一谐波频率越高，速率越快）2.使用的信号电平数（logL）3.通道的质量(噪声电平SNR、叠加谐波的个数)无噪声通道:奈奎斯特比特率

噪声通道:香农容量定理

使用两种限制条件本节讨论的主题:无噪声信道：奈奎斯特比特率比特率=2*带宽*log2LNote增加信号电平数会减弱系统的可靠性。Note奈奎斯特公式是否适用于基带传输中描述的直觉上的比特率？解：当只有两个电平时它们匹配。我们说，在基带传输中，如果我们在最坏情况只使用第一谐波，那么比特率是2倍带宽。但是，奈奎斯特公式比我们直觉上得到的更通用，它可以应用到基带传输和调制，也可以应用到有两个或多个信号电平的情况。例3.33考虑带宽为3000Hz的无噪声通道，传输两种电平的信号，则最大比特率计算为：例3.34考虑同样的无噪声通道，传输具有四种信号电平的信号(每一种电平发送两个位)。最大比特率可以计算为：例3.35我们需要通过带宽为20kHz的无噪声通道发送265kbps。我们需要多少信号电平？解：我们使用奈奎斯特公式如下:例3.36因为结果不是2的幂，所以我们需要增加电平数或者减小比特率。如果我们有128个电平，比特率是280kbps。如果我们有64个电平，比特率是240kbps。噪声信道：香农容量定理通道容量（最高速率）=带宽*log2(1+SNR)Note公式中没有指出信号电平，这意味着无论使用多少个电平，都不可能获得比通道容量更高的数据速率考虑一个极端的噪声通道，其信噪比的值接近于0。换句话说，噪声很强而信号很弱，对于该通道，其容量C计算为：例3.37这意味着通道的容量为0，与带宽无关。换句话说，通过该通道不能接收到任何数据。我们可以计算一条常规电话线路理论上的最高比特率。通常情况下，电话线路的带宽为3000Hz。信噪比通常为3162。对于这一通道，其容量计算为：例3.38这表示电话线路的最高比特率是34,860kbps。如果要使数据发送速率比这更快，则可增大线路的带宽或者提高信噪比。信噪比通常以分贝给定。假定SNRdB=36，通道带宽是2MHz。理论上的通道容量计算为：例3.39为了实际操作方便，当SNR很大时，假定SNR+1几乎与SNR相等，理论通道容量可以简化为：例3.40例如，我们可以计算前一例子的理论容量为：有一个1MHz带宽的通道。通道的信噪比是63，合适的比特率以及信号电平是多少？解：首先，使用香农公式确定上限：例3.41尽管香农公式计算结果是6Mbps,但这是上限。为了获得更好的性能，可选择低一些的值，如4Mbps。然后使用奈奎斯特公式计算信号电平的数量：例3.41(continued)香农容量定理给出数据速率的上限，奈奎斯特公式给出所需的信号电平数。Note3-6性能网络中的一个重要问题是网络的性能——网络怎么好？我们会在第24章更详细地讨论服务质量、网络性能的整体衡量。这一节，我们介绍以后章节会用到的术语。带宽

吞吐量

延迟带宽与延迟的乘积本节讨论的主题:在网络中，我们在两种情况下使用术语带宽。❏第一种，以赫兹衡量的带宽指复合信号包含的频率范围或者通道能通过的频率范围。❏第二种，以每秒比特数衡量的带宽指通道或链路中位传输的速率。关系：基本上，以赫兹衡量的带宽的增长意味着以每秒比特数衡量的带宽的增长，还要取决于是否基带传输或者调制传输等。Note用于语音或数据的用户线带宽是4kHz。使用复杂的调制解调器把数字信号转换成模拟信号，这种线路用于数据传输的带宽可以达到56,000bps。例3.42如果电话公司提高线路的质量，把带宽增加到8kHz,通过例3.42提到的相同技术，可以发送112,000bps。例3.43吞吐量：带宽是链路的潜在衡量值，而吞吐量是发送速度快慢的实际衡量值。Note带宽为10Mbps的网络每分钟只能平均传输12,000个帧，每个帧平均携带10,000个位。那么这个网络的吞吐量是多少？解：我们可以计算吞吐量为：例3.44这个例子中的吞吐量几乎是带宽的五分之一。延迟：报文第一个bit从源开始发送到整个报文完全到达目的站点所经历的时间。包含：传播时间、传输时间、排队时间、处理延迟。Note如果两点之间的距离是12,000km，传播时间是多少？假定电缆中的传播速度是2.4×108m/s。解：我们可以计算传播时间为：例3.45这个例子说明如果源和目标之间有直接电缆，一个位经过大西洋只需要50ms。如果网络的带宽是1Gbps，那么2.5千字节的报文(一封电子邮件)的传播时间和传输时间是多少？假定发送方和接收方之间的距离是12,000km，光以速度2.4×108m/s传输。解：我们计算传播时间和传输时间为下页所示：例3.46在这个例子中，因为报文较短而带宽较高，主导因素是传播时间而不是传输时间。传输时间可以忽略不计。例3.46(continued)如果网络带宽是1Mbps，那么5M字节的报文(一张图像)的传播时间和传输时间是多少？假定发送方和接收方之间的距离是12,000km，以速度2.4×108m/s传输。解：我们计算传播时间和传输时间为下页所示：例3.47注意这个例子中，因为报文较长而带宽不是很高，所以主导因素是传输时间而不是传播时间。传播时间可以忽略不计。例3.47(continued)带宽延迟乘积：定义了能充满链路的位数。Note图3.31在情形1中用位充满链路我们把两点间的链路看做管道。管道的横截面表示带宽，管道的长度表示延迟。我们可以说管道的容量定义了带宽延迟乘积，如图3.33所示。例3.48图3.32在情形2下用位充满链路图3.33带宽延迟乘积的概念Chapter4数字传输（DigitalTransmission）4-1DIGITAL-TO-DIGITALCONVERSION本章说明以数字方式传输数据所用的机制和技术，包括三种技术:linecoding

(线性编码),blockcoding（块编码或分组编码）,和scrambling（扰码）.LineCoding(线性编码)LineCodingSchemes(线性编码方案)

BlockCoding(块编码)Scrambling(扰码)Topicsdiscussedinthissection:Figure4.1Linecodinganddecoding线性编码是将数字数据转换为数字信号的过程数据元素(dataelement):表示一块信息的最小实体，即位(bit)，是被承载的，信号元素是载体信号元素(signalelement)：是数字信号的最小单元，是传输载体比率r的定义如果一个数据元素被一个信号元素承载，则r=1如果一个信号元素承载两个数据元素，则r=2如果两个信号元素承载1个数据元素，则r=½如果三个信号元素承载四个数据元素，则r=4/3如果r>1,意味着1个人驾驶一辆车如果

r>1,意味着多个人乘坐一辆车如果r=½，意味着1个人驾驶一辆车和一辆拖车Figure4.2Signalelementversusdataelement（信号元素和数据元素）信号元素与数据元素的关系就是如何用信号表示传输的数据，即如何表示0,1数据速率与信号速率

DataratevsSignalRate数据速率：1秒钟发送的数据元素(位)的数量，即bps(bitspersecond),或b/s,也叫比特率信号速率：1秒钟发送的信号元素的数量，单位是波特率(baud)，或者叫做脉冲速率(pulserate),调制速率(modulationrate)或波特率(baudrate)目标：增加数据速率而降低信号速率（更少的车辆运输更多的物品）数据速率与信号速率

DataratevsSignalRateN：数据速率，单位bpsc:情形因子(casefactor),会根据情形改变S：是信号元素的数量r:比率因子（前面定义的）一个信号携带数据，一个数据元素编码成一个信号元素(r=1)。如果比特率是100kbps，c在0和1之间，那么波特率的平均值是多少？（Asignaliscarryingdatainwhichonedataelementisencodedasonesignalelement(r=1).Ifthebitrateis100kbps,whatistheaveragevalueofthebaudrateifcisbetween0and1?）Solution假定c的平均值是1/2，那么波特率是：（Weassumethattheaveragevalueofcis1/2.Thebaudrateisthen）Example4.1虽然数字信号的真实带宽是无限的，但有效带宽是有限的。(Althoughtheactualbandwidthofadigitalsignalisinfinite,theeffectivebandwidthisfinite.)Note是波特率而不是比特率决定了数字信号的带宽(车辆数量影响了交通，而不是运输的人数)波特率和带宽是有关系的若给定通道带宽，则可以得到最大数据速率

通道的最大数据速率是Nmax=2×B×log2L（由奈奎斯特公式定义），这与前面定义的Nmax公式一致吗？Themaximumdatarateofachannel(seeChapter3)isNmax=2×B×log2L(definedbytheNyquistformula).DoesthisagreewiththepreviousformulaforNmax?Solution有L个电平信号，每个电平可以携带log2L个比特。如果每个电平与一个信号元素对应，假定一般情形(c=1/2),则AsignalwithLlevelsactuallycancarrylog2Lbitsperlevel.Ifeachlevelcorrespondstoonesignalelementandweassumetheaveragecase(c=1/2),thenwehaveExample4.2基线、基线偏移和直流分量基线(Baseline)：接收方计算收到信号功率的运行平均值基线偏移(BaselineWandering)：0或者1的长字串会引起基线偏移，使得接收方不能正确地进行解码。好的线路编码方案需要防止基线偏移。直流分量(DCComponents):接近于零的频率成为直流分量。会给不允许通过低频率的系统，或者使用电子耦合的系统带来问题。自同步自同步(self-synchronization):接收方的位间隔与发送方的位间隔严格对应与匹配。数字信号在传输的数据中包含有定时信息。通常是使用信号中包含有提示接收方起始、中间和结束位置的脉冲的跳变(transition)Figure4.3Effectoflackofsynchronization在数字传输中，接收方时钟比发送方时钟快0.1%,如果数据速率是1kbps，则接收方每秒钟可以接收到多少额外的位?如果数据速率是1Mbps呢?Solution在1kbps时,接收方接收的速率是1001而不是1000bps.Example4.3在1Mbps时，接收方接收的速率是1,001,000而不是1,000,000bps.Figure4.4Linecodingschemes线路编码方案(Line

codingschemes)Figure4.5UnipolarNRZscheme单极性编码(Uniploar)Figure4.6PolarNRZ-LandNRZ-Ischemes不归零(NRZ)Inversion,反相在极性NRZ(polarNRZ)编码中，信号有两个电平，常有NRZ-L（NRZ电平编码,NRZ-Level）和NRZ-I（NRZ反相编码，NRZ-Invert）在NRZ-L中，电平决定了位值.

在NRZ-I中电平是否反相决定了位值.NoteNRZ-L和NRZ-I都有N/2Bd的平均信号速率.NRZ-L和NRZ-I都有DC问题系统使用NRZ-I传输10-Mbps的数据.试问平均信号速率和最小带宽是多少?Solution平均信号速率是S=N/2=500kbaud.平均波特率的最小带宽是Bmin=S=500kHz.Example4.4Figure4.7PolarRZscheme极性归零码(Polar

RZ)在每个位中间信号变为0信号有三个值：正值，负值和零缺点：占用的带宽大，三个电平的生成和辨别更加困难双相码(biphase)曼彻斯特(Manchester)编码和差分曼彻斯特(DifferentialManchester)编码曼彻斯特编码：RZ的位中间跳变+NRZ-L位的持续时间被二等分，前半部分电平保持一个水平，后半部分编程另外一个水平位中间的跳变提供了同步0：由高低，1：由低高差分曼彻斯特编码：RZ+NRZ-I中间总有跳变，值在位起始位置0：起始没有跳变；0：起始有跳变，Figure4.8Polarbiphase:ManchesteranddifferentialManchesterschemesInManchesteranddifferentialManchesterencoding,thetransitionatthemiddleofthebitisusedforsynchronization.Note在曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码中，位中间的跳变用于同步值要么在位中间，要么在位起始位置TheminimumbandwidthofManchesteranddifferentialManchesteris2timesthatofNRZ.Note曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的最小带宽是NRZ的两倍在双极性编码中，使用三种电平：正电平，负电平，零Note双极性(bipolar)也称为多电平二进制(multilevel

binary)编码一个数据元素的电平是0，另一个数据元素的电平在正值和负值间交替。AMI(alternatemarkinversion)和伪三元编码(pseudoternary)双极性编码的两个例子AMI：交替传号反码传号就是1交替1的翻转替换0:0电平，1：交替正负电平伪三元编码是AMI的一个变形1编码成0电平，0编码成正负交替电平Figure4.9Bipolarschemes:AMIandpseudoternary多电平编码(multilevelschemes)通过把m个数据元素的模式编码成n个信号元素的模式，增加每波特的位数。只有两种数据元素(0,1),表示m个数据元素组可以产生2m个数据模式组合。不同信号元素可以用不同的电平表示，L个不同的电平，可以产生Ln个信号模式组合。若2m=Ln，每个数据模式编成一个信号模式若2m<Ln，数据模式只能占据一个信号模式的子集若2m>Ln，无法数据编码在mBnL方案中,m

个数据元素模式编码成n

信号元素模式，2m≤Ln.NotemBnL，m表示二进制模式的长度B表示二进制数据n是信号模式的长度L是信号的电平数，若L=2，用B替换；若L=3，则用T替换；若L=4，则用Q替换Figure4.10Multilevel:2B1QschemeFigure4.11Multilevel:8B6Tscheme平均信号速度理论值：最小带宽接近：4D-PAM54维5级脉冲振幅调制(fourdimensionalfive-levelpulseamplitude)4D:数据同时通过4条线路发送5个电平：-2，-1,0,1,20只用于发送差错检测若编码是一维的，4个电平产生类似于8B4Q信号速率可以降低到N/8G比特LAN使用这个技术来通过4条铜线（能处理125MBd）发送1Gbps的数据。Figure4.12Multilevel:4D-PAM5scheme多线路传输MLT-3三电平多线路传输信号电平多于两个情况下，一种多于两个跳变规则的差分编码三种电平是：+V,0,-V规则：如果下一位是0，没有跳变如果下一位是1且当前电平不是0，下一个电平是0如果下一位是1且当前电平是0，下一个电平是最后一个非零电平的相反值Figure4.13Multitransition:MLT-3schemeTable4.1Summaryoflinecodingschemes线路编码方案小结块编码通常称为mB/nB编码技术，用n-bit位组替换m-bit.Note4.1.3块编码(block

coding)Figure4.14BlockcodingconceptFigure4.15Usingblockcoding4B/5BwithNRZ-IlinecodingschemeTable4.24B/5Bmappingcodes4B/5B编码方案解决了同步问题，克服了NRZ-I的缺陷，但是它增加了NRZ-I的信号速率，冗余位增加20%的波特我们需要以1-Mbps的数据速率发送数据，使用4B/5B和NRZ-I或

曼彻斯特组合，最小的带宽是多少?Solution首先4B/5B块编码增加比特率到1.25Mbps.使用NRZ-I的最小带宽是N/2或625kHz.曼彻斯特编码需要的最小带宽1MHz.第一个选择需要更低的带宽，但有DC分量;第二个选择需要更高的带宽，但没有DC分量.Example4.5Figure4.178B/10Bblockencoding8B/10B编码类似于4B/5B编码，8位数据组被置换成10位编码提供了更高的差错控制能力实际上5B/6B编码和3B/4B编码的组合为了防止连续0或者1的长串，使用不均等性控制，可见0比1多。编码有：210-28=768个冗余组Figure4.18AMIusedwithscrambling扰码(Scrambling)两相编码适用于LAN工作站间的专用链路，不适用于长距离通信块编码和NRZ编码的组合有DC分量，也不适合于长距离通信双极性AMI有窄带宽，且没有DC分量，当连续0的长序列会失去同步。所以，需要不会增加位数并提供同步的技术：B8ZS和HDB3（思路：把一串0或1，替换为高低交替的电平）Figure4.19TwocasesofB8ZSscramblingtechnique8个连续0电平会被替换成000VB0VB，V表示违反(Violation)，是个非零电平，与前一个非零脉冲极性相同的极性，违反了AMI编码规则，B表示双极，表示与AMI相一致的非零电平，即与一个非零脉冲极性相反的极性B8ZS(bipolar

with8-zero

substitution)B8ZS把8个连续零置换成000VB0VB.NoteFigure4.20DifferentsituationsinHDB3scramblingtechniqueHDB3(highdensitybipolar3-zero)4个连续0电平被置换成000V或B00V两个不同的置换是由于为了维持每次置换后非零脉冲为偶数如果最后一次置换后的非零脉冲数是奇数，置换为000V，使得非零脉冲总数为偶数。如果最后一次置换后的非零脉冲数是偶数，置换为B00V，使得非零脉冲总数为偶数。HDB3根据最后一次置换后非零脉冲数把4个连续0置换成000V或B00VNote4-2模拟到数字转换

ANALOG-TO-DIGITALCONVERSION在第三章，我们已经看到数字信号优于模拟信号.今天的趋势是把模拟信号转换成数字信号,两种方案是脉冲码调制(pulsecodemodulation)和Delta调制(deltamodulation).PulseCodeModulation(PCM)

DeltaModulation(DM)Topicsdiscussedinthissection:Figure4.21ComponentsofPCMencoder脉码调制PCMFigure4.22ThreedifferentsamplingmethodsforPCM根据Nyquist定理,为了再生原始模拟信号，采样速率必须至少是信号所含最高频率的2倍.NoteFigure4.23Nyquistsamplingrateforlow-passandbandpasssignals对于Nyquist定理的一个直观实例，让我们以三种采样率对简单正弦波进行采样:fs=4f(2倍奈奎斯特速率),fs=2f(奈奎斯特速率),和

fs=f(一半奈奎斯特速率).图4.24给出了采样后和后续的信号恢复.

可以看到，以奈奎斯特速率进行采样可以得到与原始正弦波较好近似的信号(图4.24a).图4.24b部分过采样得到相同的近似，但它是冗余的，没必要。低于奈奎斯特速率的采样(图4.24c)不能产生与原始正弦波相似的信号.Example4.6Figure4.24Recoveryofasampledsinewavefordifferentsamplingrates一个有趣的例子，如果我们对诸如时钟指针旋转的周期性事件进行采样，我们会看到什么？时钟的分针周期为60秒。根据奈奎斯特定理，我们需要每隔30秒(Ts=1/2Torfs=2f)对分针进行采样（拍照并发送）.在图4.25a中,样本点依次为12,6,12,6,12,和6.样本的接收方无法知道时钟是向前走还是向后走。在图4.25b部分，我们以两倍奈奎斯特(每隔15s)进行采样，样本点依次是12,3,6,9,和12.在图4.25c中,我们低于奈奎斯特速率的采样率(Ts=¾Torfs=4/3f)进行采样。样本点依次是12,9,6,3,和12.虽然时钟在向前走，但接收方认为时钟在往后走。Example4.7Figure4.25Samplingofaclockwithonlyonehand与例子4.7相似的一个例子是电影中向前移动的汽车看起来车轮向后转。这可以用欠采样解释。电影以每秒24帧的速度拍摄，如果车轮以高于每秒12次的速度旋转，欠采样就会产生向后旋转的印象.Example4.8电话公司假定语音的最高频率为4000Hz对语音进行采样，因此采样率是每秒8000个样本.Example4.9

一个复杂的低通信号带宽为200kHz，那么这个信号的最小采样率是多少？.Solution低通信号的带宽在0和f之间,这里f是信号的最大频率.因此，我们以两倍这个最高频率(200kHz)对这个信号进行采样.因此采样速率是每秒400,000个样本.Example4.10

一个复杂的帯通信号带宽为200kHz，那么这个信号的最小采样率是什么?Solution

因为我们不知道带宽从何开始到何结束，所以我们无法找到这个例子中的最小采样率。我们不知道这个信号中的最大频率.Example4.11Figure4.26Quantizationandencodingofasampledsignal量化(Quantization)量化采样后的结果是一系列振幅值介于信号最大振幅和最小振幅间的脉冲。量化等级(Quantizationlevels),L量化误差(Quantizationerrors)量化是一个近似过程输出值与实际输入值之间差值可以证明量化误差对信号SNRdB的影响取决于量化级别L或每个样本位数nb.图4.26例子中的SNRdB

是多少?Solution我们可以使用公式来解决这个量化值.有8个级别，每个样本有3位，所以

SNRdB=6.02(3)+1.76=19.82dB

结论：增加级别数就会增加SNR.Example4.12电话用户线路必须有高于40SNRdB.那么每个样本的最小位数是多少?Solution我们可以计算位数如下：Example4.13电话公司一般每个样本分配7或8个位.PCM均匀量化：△的高度是固定的非均匀量化：也就是△的高度不是固定的，低振幅时△较大，而接近高振幅时△较小；编码：采样后的数据用多少为比特表示，每个样本可以转换成nb个位的码字。要数字化人的语音，假定每个样本有8个位，那么比特率是多少?Solution人的语音通常包含0到4000Hz的频率.因此采样率和比特率可以计算如下:Example4.14原始信号恢复(Originalsignalrecovery)Figure4.27ComponentsofaPCMdecoder原始信号恢复(Originalsignal

recovery)

有一个4kHz的低通信号.如果发送这个模拟信号，需要最小带宽是4kHz的通道.如果数字化这个信号并且每个样本发送8个位，需要最小带宽是8×4kHz=32kHz的通道.Example4.15通道的最大数据率

Maximumdatarateofachannel通道的数据速率是设发送的数字信号有L个电平，每个电平是一个信号元素，这表示比特率，即最大带宽是如果情形因子c变大，数据速率就减小所需最小带宽Figure4.28TheprocessofdeltamodulationDelta调制Figure4.29DeltamodulationcomponentsFigure4.30Deltademodulationcomponents4-3传输模式(TRANSMISSIONMODES)

通过链路传输二进制数据可以采用并行模式或者串行模式。在并行模式中，每个时钟脉冲发送多少位。在串行模式中，每个时钟脉冲发送1位。并行传输只有一种方式，串行传输则分为三类：异步(asynchronous)、同步(synchronous)和等时(isynchronous).并行传输（ParallelTransmission）

串行传输（SerialTransmission）Topicsdiscussedinthissection:Figure4.31DatatransmissionandmodesFigure4.32Paralleltransmission并行传输(parallel

transmission)每次使用n条线路传送n位并行传输的优点是速度缺点是成本高，需要n条线路Figure4.33Serialtransmission位是一个一个依次传输的两个通信设备之间只需要一条通道串行传输的优点是只要一条通信信道，成本只有并行的1/n在异步传输过程中，需要在每个字节开始时发送1个起始位，结束时发送1个或者多个停止位。在每个字节之间会有一个时间间隔。Note异步传输在传输中信号的时序并不重要，信息的接收和转换通过约定的模式进行。约定模式基于将位流组成字节的方式建立，作为一个单位沿着链路传输。没有同步时钟，增加起始位和停止位异步在这里是指在字节级上的异步，但是每位仍然要同步，它们的持续时间是相同的NoteFigure4.34Asynchronoustransmission在同步传输模式中，依次发送位流而不含起始位、停止位和间隙，接收方负责将位流进行分组。Note同步传输Figure4.35Synchronoustransmission同步传输的优点是速度快同步传输通常多用于传输大块二进制数据。等时(isochronous)保证数据以固定速率到达在实时音频和视频中，帧间的不等延迟是不可接受的整个流必须同步。作业：P90页13、14、15、16、21、24、28Chapter5模拟传输（AnalogTransmission）5-1DIGITAL-TO-ANALOGCONVERSION将数字数据转换为帯通模拟信号传统上称为数字到模拟转换。将低通模拟信号转换为帯通信号传统上被称为模拟到模拟转换。

数字到模拟转换的概念(AspectsofDigital-to-AnalogConversion)

幅移键控(AmplitudeShiftKeying)

频移键控(FrequencyShiftKeying)相移键控(PhaseShiftKeying)正交振幅调制(QuadratureAmplitudeModulation)Topicsdiscussedinthissection:Figure5.1Digital-to-analogconversionFigure5.2Typesofdigital-to-analogconversion比特率是每秒发送的位数，波特率是每秒发送的信号元素数。在数字数据模拟传输中，波特率小于等于比特率.Note模拟信号的每个信号单元运送4位，如果每秒发送1000个信号单元，试求比特率.Solution这里r=4,S=1000,N未知.利用公式可以求得NExample5.1Example5.2一个信号的比特率为8000bps，波特率为1000baud，问每个信号元素携带多少个数据元素？需要多少个信号元素?Solution在这个例子中,S=1000,N=8000,r和L位置.先得到r，再得到L.Figure5.3Binaryamplitudeshiftkeying载波信号：在模拟传输中，发送设备产生一个高频率信号作为基波来承载信息，被称为载波信号(carriersignal)或者载波频率。幅移键控Figure5.4ImplementationofbinaryASKASK带宽：B=（1+d）*SS是信号速率，B是带宽，d是0-1因子。Example5.3有100kHz的可用带宽，范围从200到300kHz.如果通过使用d=1的ASK调制数据，那么载波频率和比特率是多少?Solution

带宽中点是250kHz，这意味着载波频率可以是fc=250kHz，可以使用带宽的公式得到比特率.(d=1和r=1).Example5.4

在数据通信中，通常使用双向通信的全双工链路，需要把带宽分成两部分，每部分个有一个载波频率，如图5.5所示.图中给出了两个载波频率和带宽的位置。每个方向可用带宽现在是50kHz,因此每个方向的数据速率为25kbps.Figure5.5Bandwidthoffull-duplexASKusedinExample5.4Figure5.6Binaryfrequencyshiftkeying频移键控如果两个频率的差是2△f,那么BFSK要求的带宽是

Example5.5有一个100kHz的可用带宽，范围从200to300kHz.如果使用d=1的FSK调制数据，那么载波频率和比特率应该是多少?Solution这个问题类似于5.3,使用FSK进行调制.频带的中点是在250kHz.选择2Δf为50kHz，这以为着

Figure5.7BandwidthofMFSKusedinExample5.6BFSK有两种实现方法：非相干(noncoherent)和相干(coherent)在非相干BFSK中，当一个信号元素结束下一个信号元素开始时相位不连续。在相干BFSK中，两个信号元素的边界处的相位是连续的。相干BFSK中可以使用一个压控振荡器(VCO),根据输入电平改变频率。Example5.6我们需要用3Mbps的比特率每次发送3位，载波频率是10MHz，计算使用不同频率的个数、波特率和带宽。Solution

使用不同频率的个数L=23=8.波特率S=3MHz/3=1000Mbaud.这意味着载波频率必须是相隔1MHz(2Δf=1MHz).带宽是B=8×1000=8000MHz.图5.8给出了频率和带宽的分配.Figure5.8Ban