⑴ 碼元和碼字是什麼
所謂「碼元」,或稱為「碼位」,是對計算機網路傳送的二進制數字中的每一位的通稱。而由若干個碼元序列表示的數據單元代碼通常稱為「碼字」。例如,二進制數字1000001是由7個碼元組成的序列,可以視為一個碼字。在7位ASCII碼中,這個碼字表示字母A。
⑵ 幫忙解釋一下計算機網路中碼元的定義和信噪比的公式
在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一位二進制數字,這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元。信道比——是信道的信號功率比上信道內從高斯分布的雜訊的功率,通常用10log10S/N表示,單位是分貝。
公式是C=Hlog2(1+S/N)
⑶ 什麼是"碼元"
在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一位二進制數字。這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元
⑷ 在計算機網路中 碼元、比特、位元組、幀 分別表示什麼分別用在哪裡
碼元是數據的載體,一般表示通信中承載數字比特位的信號。打個比方,如果一個燈泡有二個狀態,代表1和0,那這個燈泡就是一個碼元,攜帶1個BIT的信息。但如果你一個燈泡可以發紅光綠光,那紅光開,紅光關,綠光開,綠光關,可以表示4個狀態,就說這個碼元(燈泡)帶有2BIT的信息。
比特:二進制中的1位。
位元組:8個比特=1位元組。
幀:網路傳輸中,鏈路層(這個請自己查)傳遞的基本數據單元,每次鏈路層發數據的時候,是以幀為單位發出去的,接收方接收的時候,也是以幀為單位收的,這個類似於包裹,若干個比特用一定的規則組成這個包裹(幀),以這個為基本單位發給對方(不能切成更小的)。
⑸ 數字信號和碼元有區別嗎如果有請詳細解釋一下它們的定義
碼元?好象沒怎麼聽說過,是不是說的是模擬信號??如果是的話,幫你找了點下面的材料,你看行不行!
什麼是碼元?什麼是碼元長度?
答:在數字通信中常常用時間間隔相同的符號來表示一位二進制數字。這樣的時間間隔內的信號稱為二進制碼元,而這個間隔被稱為碼元長度。
信號是運載消息的工具,是消息的載體。從廣義上講,它包含光信號、聲信號和電信號等。例如,古代人利用點燃烽火台而產生的滾滾狼煙,向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息,這屬於光信號;當我們說話時,聲波傳遞到他人的耳朵,使他人了解我們的意圖,這屬於聲信號;遨遊太空的各種無線電波、四通八達的電話網中的電流等,都可以用來向遠方表達各種消息,這屬電信號。人們通過對光、聲、電信號進行接收,才知道對方要表達的消息。
在信號這個大家族中,有兩兄弟特別引人注目,就是「模擬」和「數字」。
什麼是「模擬」?
「模擬」是「數字」的兄長。
「模擬」是對我們生活的實體的一種表達方式。
比如說你在看一本書,白紙黑字映入你的眼簾,在你的大腦中就會有反應,你從書中知道了一些東西,我們說印在紙上的字是一種「模擬」。與此相類似,你用筆在紙上記下的一個電話號碼或是寫下的一首詩歌,還有刻在石頭上的古代碑文,這些都是「模擬」。除了文字以外,我們在生活中還能見到許多「模擬」的東西,比如說一幅風景畫,又比如說你在電視上或是電影院的屏幕上看到聽到了孩子們的歡歌笑語,你在電話里聽到了朋友的聲音。
「模擬」需要載體或是信息的存儲媒體,比如說一張白紙,又比如說是一盒膠卷。
「模擬」需要工具,比如說你有一台電視機,那麼電視機的熒光屏和喇叭都屬於模擬設備。
「模擬」需要傳播方式,比如說你可以和一個十幾米外的朋友說話,但是如果你的朋友在幾百公里以外,你就不得不需要電話,電話網通過「模擬信號」將你的聲音傳到了幾百公里甚至幾千公里以外。
什麼是「數字」?
類似於「模擬」,數字也是我們生活中的實體的一種表達方式。
你可以用筆在紙上記下一個電話號碼,也可以把這個電話號碼輸入你的計算機存儲器;你可以看一本印刷成冊的書,也可以看存儲在CD-ROM中的電子出版物;你可以聽收音機播放的音樂,也可以聽一盤音樂光碟(CD)。
數字信息的最小度量單位叫做「比特」,有時也叫「位」,意即二進制的一位。在媒體中傳輸的訊號是以比特的電子形式組成你的數據。
比特的定義是:比特是一種存在的狀態:開或關,真或偽,上或下,入或出,黑或白。出於實用的目的,我們把比特想成1或0。
應該說這個定義相當准確,但一個在電腦和英語方面知識程度不高的人仍然沒有弄懂「比特」究竟是什麼。
「比特」是英語bit一詞的音譯。bit一詞是由binary(二進制的)和digit(數字)兩個詞壓縮而成的,所以bit即「二進制數字」,亦即0和1。「數字時代」准確的意思是「二進制數字時代」或「比特時代」那麼這0和1到底是什麼意思呢?我們從一個簡單的例子說起。
在使用電腦的時候,我們可以根據我們的需要和喜好,通過一些位於顯示器底部的旋鈕來調節顯示圖形,在這些旋鈕下面,分別寫著center(居中度)、size(大小)、brightness(亮度)、contrast(對比度)。這些調節都有一定的可調幅度,我們可能在這個幅度內任意選擇哪一種居中度、大小等。除這些旋鈕外,還有一個「機關」卻不是這樣,這個機關的兩邊分別寫著0和1。這就是顯示屏的開關。它沒有調節幅度,通過它我們只能選擇非此即彼的兩種狀態:開(on)和關(off)。顯示屏的亮度、對比度等都有兩個極點,在這兩個極點之間的「值」是多值性的。而開關的周期只有兩個值,即它的兩個極點。「進制」的「進」,就是周期所包含的「值」。比如「十進制」數字,就是一個變化周期里包含十個「值」數字。同樣道理,二進制數字就是變化周期里包含二個值的數字。我們採用何種「進制」對一種事物的存在狀態計數,表面上,要看衡量事物狀態的「值」的多少,其實「進制」與事物的狀態值並無必然的、唯一的關聯。事實上,電腦完全可以用0和1這兩個數字將多進制狀態的「值」表示或「翻譯」出來。數是抽象的,但數的觀念卻源於人的具體的感覺經驗。我們對於十進制計數方法習以為常。當一個人說「一年有12個月」這句話時,他可能覺得「12」這個數字唯一正確地表示了一年的月份數。進而他可能會認為,數字與事物的數量同樣都是客觀的--除了說一年有12個月,你還能說一年有多少個月?
這是對於數字本質的一種似是而非的看法。極端地說,對於「一年有多少個月」這個問題,可以有很多不同的「答案」。這樣說聽起來簡直荒唐透頂,細究起來卻並不然。當我們採用不同進制來表示事物的數量時,我們對事物的數量就可以說出不同的「答案」,而且這些「答案」都是對的。比如可以說一人有65歲,也可說他有01000001歲。只是後一種說法我們聽起來相當別扭,因為我們早已習慣了用十進制數字來表達數量。如果採用「六進制」數字(世界上似乎還沒有哪個民族採用過這種進制的數字),那麼就可以說一年有二「六」個月。如果螃蟹有朝一日進化到與人接近的水平,它們很可能採用「八進制數字」來計數,那麼在它們看來,一年就有一「八」又四個月。
這樣說並非完全是開玩笑。我只是想說明,「數字」其實並非我們通常所認為的那樣「客觀」。說到底,它是人對於客觀事物的數量的主觀映象。
除了「比特」(bit),我們還經常會遇到幾個數字信息度量單位。位元組(byte)是一種比「比特」更抽象或是高級的度量單位,一般來說,一個位元組有8位,即8個比特。還有三個縮寫,「K」、「M」和「G」。1K=1024,在中文裡我們通常叫它「千」;1M=1024×1K,在中文裡我們通常叫它「兆」;1G=1024×1M,在中文裡我們通常叫它「千兆」或者「吉」。
比特(位)通常用於數據在網路上傳輸的情況下,比如我們一般都說這條電話線一秒鍾可以傳送9600比特的二進制流,而不是說1200位元組。位元組通常用在數據的存儲系統中,比如說這個文件的大小是2M,這里指的是位元組而不是比特,又比如是1.44M軟盤、20G硬碟,指的也是位元組。
模擬信號和數字信號有著很大的區別。模擬信號是用連續變化的數值來表示要說明的信息;數字信號是用有限個「0」和「1」的代碼來表示信息中某一個字元,當很多字元組合起來時,才能表達完整的信息。
⑹ 計算機網路-物理層-通信基礎
一個數據通信系統可劃分為三大部分,即源系統(或發送端、發送方)、傳輸系統(或傳輸網路)和目的系統(或接收端、接收方)。
源系統一般包括以下兩個部分:
源點(source):源點設備產生要傳輸的數據,例如,從計算機的鍵盤輸入漢字,計算機產生輸出的數字比特流。源點又稱為源站,或 信源 。
發送器:通常源點生成的數字比特流要通過發送器編碼後才能夠在傳輸系統中進行傳輸。典型的發送器就是 調制器 。現在很多計算機使用內置的數據機(包含調制器和解調器),用戶在計算機外面看不見數據機。
目的系統一般也包括以下兩個部分:
接收器:接收傳輸系統傳送過來的信號,並把它轉換為能夠被目的設備處理的信息。典型的接收器就是 解調器 ,它把來自傳輸線路上的模擬信號進行解調,提取出在發送端置入的消息,還原出發送端產生的數字比特流。
終點(destination):終點設備從接收器獲取傳送來的數字比特流,然後把信息輸出(例如,把漢字在計算機屏幕上顯示出來)。終點又稱為目的站,或 信宿 。
在源系統和目的系統之間的傳輸系統可以是簡單的傳輸線,也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。
通信的目的是傳送消息(message)。 如話音、文字、圖像、視頻等都是消息。 數據(data)是運送消息的實體。 根據RFC4949給出的定義,數據是使用特定方式表示的信息,通常是有意義的符號序列。這種信息的表示可用計算機或其他機器(或人)處理或產生。 信號(signal)則是數據的電氣或電磁的表現。 根據信號中代表消息的參數的取值方式不同,信號可分為以下兩大類:
(1) 模擬信號,或連續信號一代表消息的參數的取值是連續的。 例如在上圖中,用戶家中的數據機到電話端局之間的用戶線上傳送的就是模擬信號。
(2) 數字信號,或離散信號一代表消息的參數的取值是離散的。 例如在上圖中,用戶家中的計算機到數據機之間,或在電話網中繼線上傳送的就是數字信號。在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數字信號時,代表不同離散數值的基本波形就稱為 碼元① 。在使用二進制編碼時,只有兩種不同的碼元,一種代表0狀態而另一種代表1狀態。
① 碼元 是指用一個固定時長的信號波形(數字脈沖)表示一位k進制數字,代表不同離散數值的基本波形,是數字通信中數字信號的計量單位,這個時長內的信號稱為k進制碼元,而該時長稱為碼元寬度。一個瑪元所攜帶的信息量是不固定的,而是由調制方式和編碼方式決定的。
信道按傳輸信號形式的不同,可分為傳送模擬信號的模擬信道和傳送數字信號的數字信道兩大類;信道按傳輸介質的不同可分為無線信道和有線信道。
信道上傳送的信號有基帶信號和寬頻信號之分。來自信源的信號常稱為基帶信號(即基本頻帶信號)。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。基帶信號將數字信號1和0直接用兩種不同的電壓表示,然後送到數字信道上傳輸(稱為基帶傳輸);寬頻(帶通)信號將基帶信號進行調制後形成頻分復用模擬信號,然後送利模擬信道上傳輸(稱為寬頻傳輸)。
信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。因此, 一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道 。從通信的雙方信息交互的方式來看,可以有以下三種基本方式:
(1) 單向通信 又稱為單工通信,即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬於這種類型。
(2) 雙向交替通信 又稱為半雙工通信,即通信的雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送(當然也就不能同時接收)。這種通信方式是一方發送另一方接收,過一段時間後可以再反過來。
(3) 雙向同時通信 又稱為全雙工通信,即通信的雙方可以同時發送和接收信息。單向通信只需要一條信道,而雙向交替通信或雙向同時通信則都需要兩條信道(每個方向各一條)。顯然,雙向同時通信的傳輸效率最高。
速率也稱數據率,指的是數據傳輸速率,表示單位時間內傳輸的數據量。可以用碼元傳輸速率和信息傳輸速率表示。
1)碼元傳輸速率。又稱波特率,它表示單位時間內數字通信系統所傳輸的碼元個數(也可稱為脈沖個數或信號變化的次數),單位是波特(Bud)。1波特表示數字通信系統每秒傳輸一個碼元。碼元可以是多進制的,也可以是二進制的,碼元速率與進制數無關。
2)信息傳輸速率。又稱信息速率、比特率等,它表示單位時間內數字通信系統傳輸的二進制碼元個數(即比特數),單位是比特/秒(b/s)。
注意:波特和比特是兩個不同的概念,碼元傳輸速率也稱調制速率、波形速率或符號速率。但碼元傳輸速率與信息傳輸速率在數量上卻又有一定的關系。若一個碼元攜帶比特的信息量,則M波特率的碼元傳輸速率所對應的信息傳輸速率為Mn比特/秒。
⑺ 計算機網路術語
LANLocal Area Network區域網,指作用范圍為幾十公里以內的網路及網路相關技術。
WANWide Area Network廣域網,指作用范圍為幾十公里到幾千公里的網路及網路相關技術。
數據(Data)傳遞(攜帶)信息的實體。
信息(Information)是數據的內容或解釋。
信號(Signal)數據的物理量編碼(通常為電編碼),數據以信號的形式在介質中傳播。
信道(Channel)傳送信息的線路(或通路)。
比特(bit)即一個二進制位。比特率為每秒傳輸的比特數(即數據傳送速率)。
碼元(Code cell)時間軸上的一個信號編碼單元。
波特(Baud)碼元傳輸的速率單位。波特率為每秒傳送的碼元數(即信號傳送速率)。
帶寬(Band width,BW)信道傳輸能力的度量。在傳統的通信工程中它指頻率的范圍;在計算機網路中,一般用每秒允許傳輸的二進制位數作為帶寬的計量單位。
Modem在模擬傳輸方式中,調制,將數字數據變換為模擬的調制信號;解調,將模擬信號重新還原為數字數據。調制器和解調器組合在一起就稱為數據機Modem
PCM脈沖編碼調制,也稱為脈沖調制,這是一個把模擬信號轉換為二進制數字序列的過程,包括三個步驟:采樣、量化和編碼。
TDM時分多路復用,是多路復用的一種方法。信號分割的參量是信號佔用的時間,故要使復用的各路信號在時間上互不重疊。在傳輸時把時間分成小的時間片,每一時間片由復用的一個信號佔用,每一瞬時只有一個信號佔用信道
虛電路分組交換技術的一種方式,兩個端用戶相互通信前必須建立一條邏輯連接,即虛電路。這條虛電路可以事先建立,也可以臨時建立。
協議為進行網路中的數據交換(通信)而建立
⑻ 計算機網路碼元傳輸數率的概念
所謂數據傳輸速率,是指每秒能傳輸的二進制信息位數,單位為位/秒(bits per sec-ond),、記作bps或b/s,它可由下式確定:
s=1/T·log2N (bps)
式中T為一個數字脈沖信號的寬度(全寬碼情況)或重復周期(歸零碼情況),單位為秒。一個數字脈沖也稱為一個碼元,N為一個碼元所取的有效離散值個數,也稱調制電平數,N一般取2的整數次方值。若一個碼元僅可取0和1兩種離散值,則該碼元只能攜帶一位(bit)二進制信息;若一個碼元可取00、01、10和11四種離散值,則該碼元就能攜帶兩位二進制信息。以此類推,若一個碼元可取N種離散值,則該碼元便能攜帶log2N位二進制信息。
當一個碼元僅取兩種離散值時,S =(1/T),表示數據傳輸速率等於碼元脈沖的重復頻率。由此,可以引出另一個技術指標一一'信號傳輸速率,也稱碼元速率、調制速率或波特率,單位為波特(Baud)。信號傳輸速率表示單位時間內通過信道傳輸的碼元個數,也就是信號經調制後的傳輸速率。若信號碼元的寬度為T秒,則碼元速率定義為:
B=1/T (Baud)
在有些調幅和調頻方式的數據機中,一個碼元對應於一位二進制信息,即一個碼元;,有兩種有效離散值,此時調制速率和數據傳輸速率相等。但在調相的四相信號方式中,一個碼元對應於兩位二進制信息,即一個碼元有四種有效離散值,此時調制速率只是數據傳輸速率的一半。由以上兩式合並可得到調制速率和數據傳輸速率的對應關系式:
S =B ·log2N (bps)
或B =S/log2N(Baud)
一般在二元調制方式中,S和B都取同一值,習慣上二者是通用的。但在多元調制的情況下,必須將它們區別開來。例如採用四相調制方式,即N=4,且T=833×10-6秒,則可求出數據傳輸速率為:
S=1/T·log2N=1/(833×10-6)·log24=2400 (bps)
而調制速率為:
B=1/T=1/(833×10-6)=1200 (Baud)
通過上例可見,雖然數據傳輸速率和調制速率都是描述通信速度的指標,但它們是完全不同的兩個概念。打個比喻來說,假如調制速率是公路上單位時間經過的卡車數,那麼數據傳輸速率便是單位時間里經過的卡車所裝運的貨物箱數。如果一車裝一箱貨物,則單位時間經過的卡車數與單位時間里卡車所裝運的貨物箱數相等,如果→車裝多箱貨物,則單位時間經過的卡車數便小於單位時間里卡車所裝運的貨物箱數。
2.信道容量
信道容量表徵一個信道傳輸數據的能力,單位也用位/秒(bps)。信道容量與數據傳輸速率的區別在於,前者表示信道的最大數據傳輸速率,是信道傳輸數據能力的極限,而後者則表示實際的數據傳輸速率。這就像公路上的最大限速值與汽車實際速度之間的關系一樣,它們雖然採用相同的單位;但表徵的是不同的含義。
奈奎斯特(Nyquist)首先給出了無雜訊情況下碼元速率的極限值與信道帶寬的關系:
B =2·H (Baud)
其中,H是信道的帶寬,也稱頻率范圍,即信道能傳輸的上、下限頻率的差值,單位為HZ。由此可推出表徵信道數據傳輸能力的奈奎斯特公式:
C =2·H·log2N (bpe)
此處,N仍然表示攜帶數據的碼元可能取的離散值的個數,C即是該信道最大的數據傳輸速率。
由以上兩式可見,對於特定的信道,其碼元速率不可能超過信道帶寬的兩倍,但若能提高每個碼元可能取的離散值的個數,則數據傳輸速率便可成倍提高。例如,普通電話線路的帶寬約為3KHz,則其碼元速率的極限值為6kBaud。若每個碼元可能取的離散值的個數為16(即N=16),則最大數據傳輸速率可達C=2×3k×log216=24k bps。
實際的信道總要受到各種雜訊的干擾,香農(Shannon)則進一步研究了受隨機雜訊干擾的信道的情況,給出了計算信道容量的香農舍式:
C =H·log2(1+S/N) (bps)
其中,S表示信號功率,N為雜訊功率,S/N則為信噪比。由於實際使用的信道的信噪比都要足夠大,故常表示成10log10(S/N),以分貝(dB)為單位來計量,在使用時要特別注意。例如,信噪比為30dB,帶寬為3kHZ的信道的最大數據傳輸速率為:
C=3k×log2(1+1030/10)=3k×log2(1+1001)=30kbps.
由此可見,只要提高信道的信噪比,便可提高信道的最大數據傳輸速率。
需要強調的是,上述兩個公式計算得到的只是信道數據傳輸速率的極限值,實際使用時必須留有充足的餘地。
⑼ 碼元和碼字是什麼
所謂「碼元」,或稱為「碼位」,是對計算機網路傳送的二進制數字中的每一位的通稱。而由若干個碼元序列表示的數據單元代碼通常稱為「碼字」。例如,二進制數字1000001是由7個碼元組成的序列,可以視為一個碼字。在7位ASCII碼中,這個碼字表示字母A。(借鑒的)