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1、第2章 数据通信与广域网技术,2,2.1 数据通信的基本概念,2.1.1 信息、数据与信号通信目的：交换信息。信息载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息是上述媒体组合；信息(Information)：表达事物的内容或解释数据(data)：信息的编码，二进制代码信号(signal)：数据的物理量编码，包括模拟或数字数据通信是指在不同计算机之间传送表示各种媒体内容的二进制代码传送的实体是由模拟或数字信号表示的0、1比特序列。,3,2.1 数据通信的基本概念,多媒体网络应用利用数字通信系统实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要内容之一；语音、图像等多媒体信息的传输要求数据通信系统
2、具有高速率与低延时特性，将对数据通信系统提出更高的要求；如每帧图像1024768个像素，256色，30帧/秒，则每秒钟需传送 23,592,960 字节。,4,2.1 数据通信的基本概念,信号的概念信号是数据在传输过程中的物理表示形式；模拟信号（analog signal）：信号电平连续变化；数字信号（digital signal）：用两种不同的（离散）电平表示0、1比特序列的电压脉冲；按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。,5,2.1 数据通信的基本概念,模拟信号与数字信号波形,6,2.1 数据通信的基本概念,通信三要素：信源：信息的发送者（人，机器等）
3、信宿：信息的接收者（人，机器等）信道：传送表示消息的电信号的介质或通路计算机网络的三个基本要素：结点、链路和协议网络结点 从源结点到目的结点，大致有4种：端结点、中继结点、交换结点、路由结点,7,3.交换结点,一个通信过程往往会经过多条链路之间的转接才能实现。转接由交换（switching）结点实现。交换结点的功能是将一条链路上送来的数据有选择地转送到另外的一条链路上。,通过交换结点连接的通信,8,4.路由结点,位于网络之间，起连接网络的功能，属于所连接的网络共有。路由器的网络连接功能主要是它能为数据选择到达目的结点的路由。因此路由结点被称为路由器（router）。,用路由结点连接网络,9,通
4、信处理机,B,A,2.1 数据通信的基本概念,2.1.2 数据传输类型与通信方式 网络中两台计算机的通信过程,10,2.1 数据通信的基本概念,网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：数据传输类型 模拟通信、数字通信：取决于信道数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信同步方式 同步通信异步通信,11,2.1 数据通信的基本概念,串行通信与并行通信串行传输：将各个比特逐个发送，适于距离较远的情况。特点：传输速率低，成本较低，只需一个信道；并行传输：各个比特同时传输 特点：一个比特时间内可传输一个字符，速度较快，每个比特需一个单独信道，成本高，远距离可靠性较低。适于计算机内部
5、的数据传输。,12,2.1 数据通信的基本概念,串行通信与并行通信,13,2.1 数据通信的基本概念,串行通信与并行通信,14,2.1 数据通信的基本概念,单工、半双工与全双工通信（数据流动的方向）单工：数据单向传输（无线电广播）；半双工：数据可以双向传输，但不同时，相当于可切换方向的单工通信（对讲机）；全双工：数据可同时双向传输（电话）,15,2.1 数据通信的基本概念,同步通信与异步通信同步的概念：使接收端与发送端在时间基准上一致(包括开始时间、重复频率等)。任何两个系统间时钟不可能完全准确同步。随着时钟漂移的积累，会产生接收方取值位置和时间间隔的错位。解决办法，每隔一定时间间隔，发、收两
6、端校对一下时间。这种方法称为同步。,16,2.2 传输介质及其主要特性,2.2.1 传输介质的主要类型双绞线同轴电缆光纤电缆无线电磁波与卫星通信信道,17,2.2 传输介质及其主要特性,传输介质的特性：物理特性：物理结构的描述；传输特性：允许传送数字或模拟信号，以及调制技术、传输容量、传输的频率范围；连通特性：允许点点或多点连接；地理范围：最大传输距离；抗干扰性：防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力；相对价格：器件、安装与维护费用。,18,2.2 传输介质及其主要特性,19,2.2 传输介质及其主要特性,2.2.4 光纤的主要特性依靠光波承载信息高传送速率，通信容量大（10G以上）传输损耗小
7、，适合长距离传输100KM抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好轻便,高折射率(纤芯),低折射率(包层),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,20,模拟的和数字的数据、信号,21,2.4 数据编码技术,2.4.4 模拟数据转数字信号采样 将连续的模拟信号波形用有限个离散的值近似代替变为数字信号。三个步骤：（1）采样对时间坐标的离散化；（2）量化对每个样本舍入到量化级别，幅度离散化；（3）编码对每个舍入后的样本进行编码：二进制码。例：-话音信道带宽 2倍话音最大频率）-量化级数：256级（8位二进制码表示）-数据率：8000次/s*8bit=64Kb/s（64000bps）,22,2.4 数据编码技
8、术,23,2.6 频带传输技术,2.6.2 调制解调器的基本工作原理发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号；接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数字信号。,24,2.6 频带传输技术,2.6.3 调制解调器的分类与应用外置Modem与计算机的连接,25,小结,数据通信是指在不同计算机之间传送表示字符、数字、语音、图像的二进制代码0、1比特序列的过程；信号是数据的表示形式。可以分为模拟信号和数字信号两类；传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤电缆、无线与卫星通信信道；,26,小结,在数据通信技术中，利用模拟信道通过调制解调器传输模拟信号的方法称做频带传输；而利用数字信道直接传输数字信号的方法称做基带传输；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，单位为比特/秒(bps)；网络中计算机之间的数据交换主要采用分组交换技术。,
