Lecture Data communications and networks: Chapter 3 - Forouzan 

116 84 0
Lecture Data communications and networks: Chapter 3 - Forouzan 

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

One of the major functions of the physical layer is to move data in the form of electromagnetic signals across a transmission medium. Whether you are collecting numerical statistics from another computer, sending animated pictures from a design workstation, or causing a bell to ring at a distant control center, you are working with the transmission of data across network connections. Chapter 3 discusses the relationship between data, which are created by a device, and electromagnetic signals, which are transmitted over a medium.

Chapter Data and Signals 3.1 Copyright © The McGraw­Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display Note To be transmitted, data must be transformed to electromagnetic signals 3.2 3-1 ANALOG AND DIGITAL Data can be  analog  or  digital. The term  analog data  refers  to  information  that  is  continuous;  digital  data  refers  to  information  that  has  discrete  states.  Analog  data  take  on  continuous values. Digital data take on discrete values Topics discussed in this section: Analog and Digital Data Analog and Digital Signals Periodic and Nonperiodic Signals 3.3 Note Data can be analog or digital Analog data are continuous and take continuous values Digital data have discrete states and take discrete values 3.4 Note Signals can be analog or digital Analog signals can have an infinite number of values in a range; digital signals can have only a limited number of values 3.5 Figure 3.1  Comparison of analog and digital signals 3.6 Note In data communications, we commonly use periodic analog signals and nonperiodic digital signals 3.7 3-2 PERIODIC ANALOG SIGNALS Periodic  analog  signals  can  be  classified  as  simple  or  composite. A simple periodic analog signal, a  sine wave,  cannot be decomposed into simpler signals. A composite periodic  analog  signal  is  composed  of  multiple  sine  waves Topics discussed in this section: Sine Wave Wavelength Time and Frequency Domain Composite Signals Bandwidth 3.8 Figure 3.2  A sine wave 3.9 Note We discuss a mathematical approach to sine waves in Appendix C 3.10 3-6 PERFORMANCE One important issue in networking is the  performance  of  the  network—how  good  is  it?  We  discuss  quality  of  service, an overall measurement of network performance,  in  greater  detail  in  Chapter  24.  In  this  section,  we  introduce terms that we need for future chapters Topics discussed in this section: Bandwidth Throughput Latency (Delay) Bandwidth­Delay Product 3.102 Note In networking, we use the term bandwidth in two contexts ❏ The first, bandwidth in hertz, refers to the range of frequencies in a composite signal or the range of frequencies that a channel can pass ❏ 3.103 The second, bandwidth in bits per second, refers to the speed of bit transmission in a channel or link Example 3.42 The bandwidth of a subscriber line is 4 kHz for voice or  data. The bandwidth of this line for data transmission can be up to 56,000 bps using a sophisticated modem to  change the digital signal to analog 3.104 Example 3.43 If the telephone company improves the quality of the line  and  increases  the  bandwidth  to  8  kHz,  we  can  send  112,000 bps by using the same technology as mentioned  in Example 3.42 3.105 Example 3.44 A network with bandwidth of 10 Mbps can pass only an  average  of  12,000  frames  per  minute  with  each  frame  carrying  an  average  of  10,000  bits.  What  is  the  throughput of this network? Solution We can calculate the throughput as The  throughput  is  almost  one­fifth  of  the  bandwidth  in  this case 3.106 Example 3.45 What is the propagation time if the distance between the  two points is 12,000 km? Assume the propagation speed  to be 2.4 × 108 m/s in cable Solution We can calculate the propagation time as The  example  shows  that  a  bit  can  go  over  the  Atlantic  Ocean in only 50 ms if there is a direct cable between the  source and the destination 3.107 Example 3.46 What  are  the  propagation  time  and  the  transmission  time  for  a  2.5­kbyte  message  (an  e­mail)  if  the  bandwidth  of  the  network  is  1  Gbps?  Assume  that  the  distance  between  the  sender  and  the  receiver  is  12,000  km and that light travels at 2.4 × 108 m/s Solution We can calculate the propagation and transmission time  as shown on the next slide: 3.108 Example 3.46 (continued) Note that in this case, because the message is short and  the  bandwidth  is  high,  the  dominant  factor  is  the  propagation  time,  not  the  transmission  time.  The  transmission time can be ignored 3.109 Example 3.47 What  are  the  propagation  time  and  the  transmission  time for a 5­Mbyte message (an image) if the bandwidth  of  the  network  is  1  Mbps?  Assume  that  the  distance  between  the  sender  and  the  receiver  is  12,000  km  and  that light travels at 2.4 × 108 m/s Solution We  can  calculate  the  propagation  and  transmission  times as shown on the next slide 3.110 Example 3.47 (continued) Note that in this case, because the message is very long  and the bandwidth is not very high, the dominant factor  is  the  transmission  time,  not  the  propagation  time.  The  propagation time can be ignored 3.111 Figure 3.31  Filling the link with bits for case 1 3.112 Example 3.48 We  can  think  about  the  link  between  two  points  as  a  pipe.  The  cross  section  of  the  pipe  represents  the  bandwidth,  and  the  length  of  the  pipe  represents  the  delay.  We  can  say  the  volume  of  the  pipe  defines  the  bandwidth­delay product, as shown in Figure 3.33 3.113 Figure 3.32  Filling the link with bits in case 2 3.114 Note The bandwidth-delay product defines the number of bits that can fill the link 3.115 Figure 3.33  Concept of bandwidth­delay product 3.116 ... frequency,  and? ?B the bandwidth. Then The spectrum has only five spikes, at 100,? ?30 0, 500, 700,  and? ?900 Hz (see Figure? ?3. 13) 3. 40 Figure? ?3. 13? ? The bandwidth for Example? ?3. 10 3. 41 Example? ?3. 11 A periodic signal has a bandwidth of 20 Hz. The highest ... The lowest frequency must be at 40 kHz? ?and? ?the highest  at  240  kHz.  Figure  3. 15  shows  the  frequency  domain  and? ?the bandwidth 3. 44 Figure? ?3. 15  The bandwidth for Example? ?3. 12 3. 45 Example? ?3. 13 An  example  of ... frequency,  and? ?B the bandwidth. Then The spectrum contains all integer frequencies. We show  this by a series of spikes (see Figure? ?3. 14) 3. 42 Figure? ?3. 14  The bandwidth for Example? ?3. 11 3. 43 Example? ?3. 12

Ngày đăng: 23/09/2020, 13:32

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan