什么是基带传输及基带信号传输速率

  在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带(简称基带)。这种矩形脉冲信号就叫做基带信号。在数字通信信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输。基带传输是一种最基本的数据传输方式。

  1.通信信道带宽对传输的影响

  计算机中的数据是用离散的二进制数0、1表示的。在计算机通信过程中，传输的数据流是随机的二进制比特序列。设计适用于计算机通信的数据通信系统，首先要讨论计算机数据的特征及对系统的要求，使用的分析工具是傅里叶级数。在通信技术中，观察与分析电信号的基本方法有两种:时域方法与频域方法。时域方法是以时间t为自变量，观察电信号(电压或电流)随时间变化的情况。频域方法通过傅里叶分析，以频率f(或角频率↵)为自变量，观察电信号的频谱组成、振幅与相位，分析电信号通过某一通信信道后频谱分量的变化，最终给出电信号波形的变化及引起传输失真的情况。从试验技术的角度看，时域方法是用示波器去观察信号的波形，频域方法则是用频谱仪去观察信号的频谱。

  在现代网络技术中，常常使用带宽(Broad)这个术语。为了理解带宽对网络与通信的重要性，需要先了解通信信道的频率特性、带宽及通信信道带宽对基带传输的影响等问题。

  为研究通信信道带宽对数据信号传输的影响，下面以连续发送一个8bit 组成的字符B为例说明，字符B的二进制ASCII码为01100010(含校验位)。如果重复发送该字符，就可以将该数据信号视为一个周期函数。图6-9(a)给出了作为发送数据B的脉冲信号波形与频谱。图6-9(b)表明:当通信信道带宽较窄，只允许发送信号的直流分量与基波分量通过时，可用傅里叶积分的方法，得到通过通信信道后，由直流分量与基波分量合成的接收信号波形；结果表明接收信号波形失真很大，接收端无法识别信号的正确编码。图6-9(c)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量与二次谐波分量通过时，接收信号波形仍然失真很大。图6-9(d)表明:当通信信道带宽允许发送信号的直流分量、基波分量、2次与4次谐波分量通过时，接收信号波形已开始接近发送信号波形。图6-9(e)表明:当通信信道带宽较宽，允许发送信号的直流分量、基波分量、2次~8次谐波通过时，接收信号波形已比较接近发送信号波形；接收端经波形整形后，可以正确地识别8位二进制值。

  从以上分析中可以看出:通信信道带宽对数据信号传输中失真的影响很大。信道带宽越宽，信号传输的失真就越小。

  2.数据传输速率的定义

  数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。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，单位为 b/s。对于二进制数据，数据传输速率为

  S=1/t (6-9)

  式中，t为发送每1bit所需要的时间。

  例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.104ms，那么信道的数据传输速率为 9600b/s。在实际应用中，1kb/s=103b/s，1Mb/s=106b/s，1Gb/s=109b/s。通过以上内容，可以看出信道带宽对基带信号传输的影响。在现代网络技术中，常以带宽表示通信信道的数据传输速率，带宽与速率几乎成了同义词。