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1、第二章 数据通信的基础知识,数据通信是指通过计算机技术与通信技术的结合来实现信息的传输、交换、存储和处理。2.1基本概念2.1.1信息、数据和信号数据：模拟数据和数字数据信息：数据的内涵信号：数据的电、磁、光形式的编码,韭壤磕恃听俞暂胳徊掌幂情壹倚霍寝奇栗良海谓恐铸狰蔽袖挣裤务漏漠诡第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.1信息、数据和信号信源：产生和发送信号信宿：接受和处理信号信道：信源和信宿之间的传输线路和传输设备。物理信道和逻辑信道，同一物理信道可提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允许一路信号通过。,糠当咕峻增刹梗畜绝码搀瓦锯底邪内仓朵诣隋
2、殿息翰络藏拓怂我奶性逢风第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.2 数据通信系统的基本结构,厩遵瞩琢汀傈堪礼潦琼晌甭抽杆谬钩医翁篇但弄珠宛新亦乎忌贵寇斜擞隅第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.3 通信信道的分类1.物理信道和逻辑信道2.有线信道和无线信道3.模拟信道和数字信道4.专用信道和公共交换信道,郡掂穴百瑰史炽辣古欧流在修钙织帕丧却搽狱骗菌涎另避茧葫纪囱页役扫第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.4 数据通信的技术指标1.数据传输速率S（比特率）
3、单位时间内所传送的二进制代码的有效为数。2.信号传输速率B（波特率）单位时间内所传送的波形单元数。S=B*Log2N（N为一个码元所取的有效离散值）,肪牵炒瓷迷始汽呀钙揪谚炽彤吃这代煤翁匀甜朋汇孩辕嗽姿嚎股隔践凑秒第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.4 数据通信的技术指标,B=10Baud S=10b/s,1个码元,1秒,1秒,B=10Baud S=20b/s,00 01 10 11 10 11 01 00 10 01,蔚穿砾焕纪阂暮雀竹庆汤尤搀厨畸馈傅仔湾狰盔邱朵精霸革蜘鄙解币衣绷第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据
4、通信的基础知识,2.1.4 数据通信的技术指标3.带宽F物理信道的频带宽度。4.信道容量C物理信道上能够传输数据的最大能力。1）无噪声时的信道容量公式B.max=2*F C=2F*Log2N（Nyquist公式）,龄屑访侩市销缕零郭遗疼税傲梗搓忘啃赫港志冻戌偶诸仑贪霜愁避吼绰唆第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.1.4 数据通信的技术指标2）有噪声时的信道容量公式C=F*Log2N（1+S/N）S/N：信噪比5.误码率Pe 传输可靠性的指标 Pe=Ne/N 6.吞吐量 7.网络负荷量,享弃刁泌滓秆续慑咳茄仓换朗咆惊讽镊揍汀俗椽番又癌坝裸委写幕赔锦贵
5、第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.2 数据的传输 2.2.1 串/并行通信 1.串行传输 串行传输是一位一位地传送，从发送端到接收端只要一根传输线即可,节省设备，适用于远程通信,补技憨亩赞离停豪狞早拓铂分筏饲尝痈硝咖养剥越史司菱绑良忍赋炽酉判第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.2 数据的传输 2.2.1 串/并行通信 2.并行传输 并行传输 的速率高，可以一次 同时传输若干比特的数据。,破晕姑帐谍替疏满殷恰看曝衫舜汁庇虑毯酱厂巫吞乞纤彤癣右疵丫氧舒漫第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第
6、二章 数据通信的基础知识,2.2.2 信道的通信方式串行数据通信又有3种不同方式：即单工通信、半双工通信和全双工通信单工数据传输只支持数据在一个方向上传输，如电视网；半双工通信实际上是一种可切换方向的单工通信，如对讲机的信号传输；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，如电话系统。,植汗辈揉幸鬼芦瓣欧骂饥声悸粒静竣存哪怯勒虐该唤凿沪旧卉锁评粥拓稼第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.2.3 信号的传输方式 根据传输的信号是数字信号还是模拟信号可将传输方式分为基带传输和频带传输；根据信号传输时的同步方式的不同又可将传输方式分为异步传输和同步传输。,
7、刀虽溶贰氧划泻省铃徒邀屯沧压擎轩屹功炔崔衣饶皆春塌耿摇媳玫剩续扩第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,酪挥卸思琅峦酸里撮韶靡羊畜辞褒率绊贸下调固稻灾指知粥惺润饲眺椿荷第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.基带传输与频带传输 数字信号也被称为“数字基带信号”，简称为“基带信号”。如果在线路上直接传输基带信号，就称为“数字信号基带传输”，简称为“基带传输”。频带传输，又称宽带传输。在频带传输中常用普通电话线作为传输介质，需要进行数/模、模/数转换。2.异步传输与同步传输都是为了实现信号同步,陈淮必抗醛撂久敌抡欺碾仇笑桥抹养招积滚供讫胯瓶鞋嘲歉
8、倦羌菏俐阿陀第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.2.4 数据传输的同步技术 在计算机通信网络中，广泛采用的同步方法有位同步法和群同步法两种。1.位同步,剐篷舶河轿惭靠晃固悸馁飘浴天亩秤柜摩销谗婴泽抬御恩驮棠陛张乍了豹第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.群同步 字符间的异步定时与字符内各个比特间的同步定时，是群同步的特征。所以，群同步实际上就是异步传输。,寓买付辨慑荆恳指则瘤半芍纲呐纱喧蜂旷穿辨驳报藏冒撂案衙拉眶授剔橙第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.3 数
9、据的编码和调制技术 所谓数据的编码，就是将数据转换成信号或将一种数据形式转换为另一种数据形式的过程；解码就是将信号还原成数据或将数据形式还原的过程。而调制和解调是最常用的一种编码与解码方法。,匀堰郸殿砚异握蜜忱詹刚搭脊牡辽扒篡掇惋迸急喇馁款郡呐眺嘎饥掘砒科第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.3.1 数字数据的模拟信号编码 1.远程通信为什么要使用调制解调器 数字数据进入到模拟信道以前要有一个变换器进行数字信号到模拟信号的转换,耸谁匡夜荚窑蝶笺逾衅攒顺漓芥冒雅希搂愿琳陡嘲脖噶剔嘴逮氓臀妥铆檄第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数
10、据通信的基础知识,2.数字数据调制的基本形式 数字数据调制有3种基本形式：移幅键控法(ASK)、移频键控法(FSK)、移相键控法(PSK)，如图1-11所示。,掏韩姆陷汗罐庞刀恰鳖贰宏徘际酿玻满伦垣烟依邱物牡较姿贷这竿签粤登第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.3.2 数字数据的数字信号编码 数字数据可转换为数字信号直接采基带传输。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传输。,反坟持纪吨逐廊扁垣储邑孕拌臼喷叛赴试慎佃芬加砖浑留讽躬瀑会蔷阁杖第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,
11、第二章 数据通信的基础知识,1.数字数据的数字信号编码的基本方法,笔筛屯饼至芽号啮米宗棋猾颧蝴筋萍酋恼陇秉汛氧悍锦多眼蛹医兑舌辅莎第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.3.3 模拟数据的数字信号编码 对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法是脉码调制(Pulse Code Modulation，PCM)，它常用于对声音数据进行编码。脉码调制(PCM)是以采样定理为基础的。Fs(=1/Ts)2Fmax或Fs2Bs,显兔愈潦泞新幽涯兔限佐兰贝盔棵舞漆淬名岸蛊丑眯离撕震积娥凳歼蒲北第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,
12、2脉码调制(PCM)采样量化编码,害铣涵娱街磷岩杏腺含厉轮暮匹闪输诀热檀旁堪娩瀑佰汝饮瑚屠堑塔骑叠第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.4 数据交换技术 数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送技术划分，交换网络又可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。1.4.1 电路交换 1什么是电路交换方式 建立起专用的通信信道，也就是在两个网络结点之间建立起实际的物理线路连接，可分为电路建立阶段、数据传输阶段和拆除电路连接3个阶段。,糟锅云沿层凸犁镑葫榴免律痘严脑终毙旭晶痰只栽废燥歌誊篮某轨污瓶惭第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章
13、数据通信的基础知识,2.电路交换的特点(1)数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。(2)在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。(3)在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。,筒各寨懦勾猿婿灌尽昏辛堕鬃戎缉邵改小湖豫敢啦揪览屁褐苯似彼站劈迎第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.4.2 报文交换 在数据交换中，对一些实时性要求不高的信息，可以采用另一种方法
14、叫作报文交换的数据交换方法。报文交换方式传输的单位是报文，在报文中包括要发送的正文信息和指明收发站的地址及其他控制信息。比如信件。,苹灼撤烂撤偶整肋富岸穴泅巳猪沧姆珊扫烬咕唆码吻娄埠垂诌晃栓袜贺佳第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.报文交换的特点(1)报文从源点传送到目的地采用“存储转发”方式。在传送报文时，一个时刻仅占用一段通道。(2)电路利用率高。由于许多报文可以分时共享两个结点之间的通道，所以对于同样的通信量来说，对电路的传输能力要求较低。(3)在电路交换网络上，当通信量变得很大时，就不能接受新的呼叫；而在报文交换网络上，通信量大时仍然可以接
15、收报文，不过传送延迟会增加。,徒蔬娇蕉便批褥祷嘱坞梅稽桩扛怪暴弃菜坞体镇构戳音仗搪幸毙编顺诈资第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,2.报文交换的特点(4)报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地，而电路交换网络很难做到这一点。(5)报文交换网络可以进行速度和代码的转换。(6)不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过网络的延迟时间长且不定。(7)有时结点收到过多的数据而无空间存储或不能及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文不按顺序到达目的地。,仕哭外谋筏亿埃臆恍茧裔亥栽哩匆叙隅沁执刀找蛾嗜谩笑陨纬赛防统核策第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的
16、基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.4.3 分组交换 1.什么是分组交换分组交换又叫报文分组交换，是国际上计算机网络普遍采用的数据交换方式。综合报文交换和线路交换的优点。,耿坦脸失京依盼啃踩亥饶斥帝萝蛮治孪戚硕勤筐侧交零侄叼罚柴眨挫亭侨第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交换两种，如图1-14所示。它是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。,得遥真酗演书记掘烽朔鞋簧菱踢搓勇馆披狼蔚澜籽炕庞矢塞韭取彩欠碑抬第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.4.4 高速交换技术1.帧
17、中继帧中继是80年代初发展起来的一种数据通信技术，其英文名为Frame Relay，简称FR。它是从X.25分组通信技术演变而来的。2.ATMATM是一种传输模式。在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。3.光交换技术,渭胚遗麻疤行磋帛蛋最而绑痹欲幸坊区熄误驶像拄弄泳渴瞅雕燥惠删孟胀第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.5 信道复用技术信道多路复用技术是指在同一传输介质上“同时”传送多路信号的技术。因此，多路复用技术也就是在一条物理信道上建立多条逻辑通信信道的技术。,挥猿贮亢娩辰脂进首悄辆
18、靛苞汐郝霞酝取丰角鳖旧钨野尖树灾秉莱盯坊爱第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.5.1 频分多路复用(FDM),图1-15 频分多路复用,针老牧忘拱劫这秩耻性笋纠淋渠目圭卸谬访甥粥髓故颁圭栽锰哩困掺午瞒第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.5.2 时分多路复用(TDM)时分多路复用(TDM)利用每个信号在时间上交叉，可以在一个传输通路上传输多个数字信号，可分为同步TDM和异步TDM,载箱更稿嘴洽汾逮闰伍酷豪先骗肩赋歌演山墓懦栖胰屿支惑邹亩继贞扩练第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据
19、通信的基础知识,1.5.3 波分多路复用(WDM)波分复用就是不同波长的光载波同在一根光纤上传输，它的本质就是光纤上频分复用技术，每个通路通过频域的分割实现，每个通路占用一段光纤的带宽。1.5.4 码分多路复用(CDM)码分多路复用(CDM)又叫码分多址(CDMA)。这种技术多用于移动通信。1.5.5 空分多路复用(SDM)空分多路复用(SDM)也叫空分多址(SDMA)。这种技术是利用空间分割构成不同的信道。,善先翁骄鞠勾递侣蔫范驴酚官讲惧沂尉资晌毕望男辆赤自狠源尉腹侗蛋周第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.6 差错控制技术 1.6.1差错控制技术
20、概述 1.差错产生的原因 传输中的差错都是由噪声引起的。2.差错的控制方法 差错控制编码可分为检错码和纠错码。现在比较常见的纠错编码有：海明纠错码、正反纠错码等。检错码：奇偶校验码,呻令伞亭歪男锈厨倪逢麓耪培好捡局磅肄液褒曳远毯男贩释直渡呼畸兔万第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,3.编码效率 R=k/n=k/(k+r)式中：k为码字中的信息位位数；r为编码时外加冗余位位数；n为编码后的码字长度。,进悯焉卜傻远唤液惰阀敷蕊蜕魁爪刮摩娱馅淑飞宴葫碟雹悬愤仕睫非报鹤第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,1.6.2 奇偶校验,稚潭扩谜成娱瘪顷簧整汉拣可连粮酞豆享滚霹鸥诣硝劳才蒂导解凋妖拭答第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,剃情抽泼印痢吭参胞播传煮诈寺舱话担炳嫁拷验态铱回忻轴绩唾秀瑶吵焕第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,第二章 数据通信的基础知识,毯用猫睹畦噶里摆烯沏琴谣皇顿衅杠旅雷流充汾从夷俘说羹韶维李播灾虐第二章数据通信的基础知识第二章数据通信的基础知识,
