第3章数据通信系统精品PPT课件
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通信原理ppt课件——第三章
输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
36
若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
37
• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为
计算机网络(第3章)
码元 基本波形
编码
信号
25
不同的编码方案
表示不同数字数据的码元的形式不同，产生出 不同的编码方案。 1.单极性遍码 2.双极性编码 3.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
26
1.单极性编码
所谓单极性编码，是指在每一码元时间间隔内，有电流发出表 示二进制“1”，无电流发出表示二进制“0”。 （1）如果整个码元时间内维持有效电平，则属于全宽码，称 为单极性不归零型编码（NRZ）； （2）如果逻辑“1”只在该码元时间维持一段时间就变成0电 平，称为单极性归零型编码（RZ）。
量、数据通信的基本方式、 多路复用技术、 数据交换 方式和差错校验和控制等技术。
信息 信源
信息 传输媒体与通信技术
信息 信宿
数据通信系统构成与功能示意图
4
3、数据通信系统的模型
数据通信系统的模型 1、一个数据通信系统可以划分为三大部分：源系统、传输系统
和目的系统；
2、源系统一般包括源点和发送器两部分；目的系统一般包括接 收器和终点两部分。
振幅
f1
f2 频率
振幅频谱图
18
10、基带信号和宽带信号
直接来自信源的、没有经过调制（进行频谱搬移和变 换）的原始电信号称为基带信号，即基本频率信号。
调制分为基带调制和带通调制。 1.仅对基带信号的波形进行交换，使它能够与信道特 性相适应，变换后的信号还是基带信号，称为基带调 制； 2.利用载波信号将基带信号搬移到较高频段进行传输， 调制后的信号称为带通信号（也称宽带信号），这类 调制称为带通调制。 3.基本的调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调 相（PM）。
清华大学的《计算机通信与网络教程》：从高到低的跳变是 1 从 低到高的跳变是 0 。
数据通信原理 第03章 随机过程(3.4)
于是 R (t , t ) 0 1 1
h( )h( ) Ri ( )dd R0 ( )
上式表明,输出过程的自相关函数仅是时间间隔 的函数。 由上两式可知，若线性系统的输入是平稳的，则 输出也是平稳的。
28
3、输出过程o(t)的功率谱密度 对下式进行傅里叶变换：
若 H f t yt 则系统 H 是非时变系统,否则是时变系统。
六、线性时不变系统的微分特性
线性时不变系统满足微分特性、积分特性
et
de t dt
系统
系统
r t
dr t dt
et dt
t
r t dt
t
系统
E[ 0 (t )] a h( )d a H (0)
式中，H(0)是线性系统在 f = 0处的频率响应，因
26
2、输出过程o(t)的自相关函数： 根据自相关函数的定义
R0 (t1 , t1 ) E[ 0 (t1 ) 0 (t1 )] E
f 1 t C1 C 1 f 1 t
f 2 t
f 1 t
C2
H
C 2 f 2 t
H f 1 t
C 1 H f 1 t
H
H C 1 f 1 t C 2 f 2 t
C1
f 2 t
H
H f 2 t
C2
C 2 H f 2 t
C 1 H f 1 t C 2 H f 2 t
若 H C1 f1 t C2 f 2 t C1 H f1 t C2 H f 2 t
h( )h( ) Ri ( )dd R0 ( )
上式表明,输出过程的自相关函数仅是时间间隔 的函数。 由上两式可知，若线性系统的输入是平稳的，则 输出也是平稳的。
28
3、输出过程o(t)的功率谱密度 对下式进行傅里叶变换：
若 H f t yt 则系统 H 是非时变系统,否则是时变系统。
六、线性时不变系统的微分特性
线性时不变系统满足微分特性、积分特性
et
de t dt
系统
系统
r t
dr t dt
et dt
t
r t dt
t
系统
E[ 0 (t )] a h( )d a H (0)
式中，H(0)是线性系统在 f = 0处的频率响应，因
26
2、输出过程o(t)的自相关函数： 根据自相关函数的定义
R0 (t1 , t1 ) E[ 0 (t1 ) 0 (t1 )] E
f 1 t C1 C 1 f 1 t
f 2 t
f 1 t
C2
H
C 2 f 2 t
H f 1 t
C 1 H f 1 t
H
H C 1 f 1 t C 2 f 2 t
C1
f 2 t
H
H f 2 t
C2
C 2 H f 2 t
C 1 H f 1 t C 2 H f 2 t
若 H C1 f1 t C2 f 2 t C1 H f1 t C2 H f 2 t
第三章数据通信基础PPT课件
异步传输以字符为单位，其数据格式如图3-1所示。每
个字符都要附加1位起始位和1位、1.5位或2位停止位，以标
记字符的开始和结束。此外，要附加1位奇偶校验位，一个
字符占用5-8位，具体位数与字符集有关。
传号
1 0 0 0 0 0 1 0 传号
起 始
字 符
校 验
停 止
位
码
位位
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3.2.2.2 同步传输
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2．面向比特的同步传输
面向比特的同步传输是把数据块作为比特流而不是作为 字符流来处理。在面向比特的同步传输中，由于数据块中可 以有任意的比特模式，因此规定帧头和帧尾都使用位模式 “01111110”作为定界标志，同时为了避免在数据块中也 出现这种模式，发送方在所发送的数据中每当出现5个连续 的1之后就插入一个附加的0。当接收方检测到5个连续的1 的序列时，就检查后续的一位数据，若该比特是0，接收方 就删除掉这个附加的0，否则就表示数据的开始或结束。这 种就是位填充技术。
发送并行数据只有一种方法，而串行传输有异步传输和
同步传输两种方法。
串行传输
2021/2/12
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3.2.2 串行传输
3.2.2.1 异步传输 3.2.2.2 同步传输
2021/2/12
7
3.2.2.1 异步传输
在异步传输模式中，信号的时序并不重要，但要求信息 必须以一种约定的模式来被接收和解释，只有遵照约定的模 式，接收设备才能正确地获取信息。
14
3.4 数据调制与编码技术
3.4.1 数字数据的数字信号编码 3.4.2 模拟数据的数字信号编码 3.4.3 数字数据的模拟信号调制 3.4.4 模拟数据的模拟信号调制
数据通信与计算机网络基础PPT课件
三、执行器与驱动器 • 台达变频器 • RS-485接口 • Modbus协议 • 可安装PROFIBUS、 DeviceNet、LonWorks、 CANopen通信扩展卡
4 工业控制网络的节点
三、执行器与驱动器 • 台达伺服驱动器 • RS-232接口 • RS-485接口 • Modbus协议 • CANopen通信口
差错控制的主要目的是减少通信信道的传输 错误，差错控制的方法是对发送的信息进行控制 编码。
差错控制编码可分为检错码和纠错码，检错码 是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能自动 发现差错而且能自动纠正差错的编码。
3 传输差错及其检测
一、奇偶校验码
1. 纵向奇偶校验码 2. 横向奇偶校验码 3. 纵横奇偶校验码
数据通信与计算机网络基础
1 数据通信系统概述 2 数据编码技术 3 传输差错及其检测 4 工业控制网络的节点 5 通信传输介质 6 网络拓扑结构 7 网络传输介质的访问控制方式 8 OSI参考模型
1 数据通信系统概述
控制网络是一类特殊的局域网，既有局域网 的基本特征，也有控制网络固有的技术特征
现场总线==控制领域的计算机局域网络
1. 幅移键控法ASK 2. 频移键控法FSK 3. 相移键控法PSK
2 数据编码技术
二、数字数据的数字信号编码 1. 单极性不归零码 2. 双极性不归零码 3. 单极同步方式 1. 位同步
（1）外同步法 （2）自同步法
2 数据编码技术
三、数字同步方式
4 工业控制网络的节点
四、人机界面 • 台达触摸屏 • RS-232接口 • RS-485接口 • 以太网接口 • Modbus协议 • MCGS
4 工业控制网络的节点
五、网络互联设备 1. 网络接口卡 2. 中继器 3. 集线器 4. 网桥 5. 交换机 6. 路由器 7. 网关
4 工业控制网络的节点
三、执行器与驱动器 • 台达伺服驱动器 • RS-232接口 • RS-485接口 • Modbus协议 • CANopen通信口
差错控制的主要目的是减少通信信道的传输 错误，差错控制的方法是对发送的信息进行控制 编码。
差错控制编码可分为检错码和纠错码，检错码 是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能自动 发现差错而且能自动纠正差错的编码。
3 传输差错及其检测
一、奇偶校验码
1. 纵向奇偶校验码 2. 横向奇偶校验码 3. 纵横奇偶校验码
数据通信与计算机网络基础
1 数据通信系统概述 2 数据编码技术 3 传输差错及其检测 4 工业控制网络的节点 5 通信传输介质 6 网络拓扑结构 7 网络传输介质的访问控制方式 8 OSI参考模型
1 数据通信系统概述
控制网络是一类特殊的局域网，既有局域网 的基本特征，也有控制网络固有的技术特征
现场总线==控制领域的计算机局域网络
1. 幅移键控法ASK 2. 频移键控法FSK 3. 相移键控法PSK
2 数据编码技术
二、数字数据的数字信号编码 1. 单极性不归零码 2. 双极性不归零码 3. 单极同步方式 1. 位同步
（1）外同步法 （2）自同步法
2 数据编码技术
三、数字同步方式
4 工业控制网络的节点
四、人机界面 • 台达触摸屏 • RS-232接口 • RS-485接口 • 以太网接口 • Modbus协议 • MCGS
4 工业控制网络的节点
五、网络互联设备 1. 网络接口卡 2. 中继器 3. 集线器 4. 网桥 5. 交换机 6. 路由器 7. 网关
第3章数据通信技术基础1优秀课件
010 1101001 0
信源
010 1101001 0
信源
信道 A.理想状态
信道
信宿
010 1101001 0
信宿
出错 0 101 001 011 0
噪声（干扰）
B.实际环境下
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
7
(1)模拟通信系统
模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、 信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一 般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过 解调器将信号解调出来。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
11
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
12
3.1.2 数据的信源编码
1.文字信息编码
形成代码的过程，叫做编码。
将各种媒体的原始信息（如文本、语音、图形、
图象、视频、声、光、电、温度、压力等等） 转换成用代码表示数据的过程，称作信源编码。
ASCⅡ码
模拟数据的基带信号具有比较低的频率， 不宜直接在信道中传输，需要对信号进行 调制，将信号搬移到适合信道传输的频率 范围内，接收端将接收的已调信号再搬回 到原来信号的频率范围内，恢复成原来的 消息，比如无线电广播。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
14
（1）模拟数据的编码 ——PCM编码
脉冲编码调制PCM（Pulse Code Modulation）是 模拟数据数字化的主要方法。由于数字信号传输失真 小、误码率低、数据传输速率高，因此在网络中除计 算机直接产生的数字信号外，语音、图像信息必须数 字化才能经计算机处理。
2021/3/15
河北科技师范学院计算机系
精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
计算机网络与Internet应用基础教程 第3章 数据通信与通信网基础
图3-7同步传输方式 内同步指某些编码技术内含时钟信号。外同步指由 通信线路设备提供同步时钟信号，该同步信号与数 据编码一同传输，以保证线路两端数据传输同步。 总之，同步传输方式由字符同步和位同步共同构成。 它的优点是开销少、效率高，适合以较高的速率传 输数据；缺点是整个数据块一旦有一位错传，就必 须重传整个数据块的内容。
3.2 数据通信方式
3.2.1 并行传输方式与串行传输方式
数据传输有并行与串行两种方式。在计算机中，通 常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据 通信中，人们可以按图3-5（a）所示的方式，将待 传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺 序依次发送，这种工作方式称为“串行传输”。在 数据通信中，人们也可以按图3-5（b）所示的方式， 将表示一个字符的8位二进制代码通过8条并行的通 信信道同时发送出去，每次发送一个字符代码，这 种工作方式称为“并行传输”。
数据传输是数据通信系统的基础，其系统模型如图 3-4所示。数据通信系统除了数据传输之外还包括 数据链路和规程控制、数据在传输前后的处理等。 数据通信中的链路控制等功能牵涉到了OSI物理层 以上的协议。
图3-4 数据传输系统模型
3.1.2 信道带宽与信道最大传输速率
信道在通信系统中具有非常重要的地位，其中信道 带宽与信道最大传输速率是影响信道质量的两个主 要因素。 在数据通信系统中，信道是传送电信号的通路。广 域网包含了通信子网和资源子网，而通信子网又包 括传送线路和交换设备两部分。这里，我们将在机 器之间传输比特流的传送线路叫做信道。提到信道 的概念，首先要说明它的应用范围。本章我们要讨 论的信道，主要是指数据通信中广义的信道概念。
第3章 数据通信与通信网基础
3.1 数据通信的基本概念 3.2 数据通信方式 3.3 传输介质 3.4 通信网简介 习题3
《数据通信与计算机网络(第三版)》(1-3章)课件
2.2.2模拟数据的数字传输
模拟信号数字化过程主要包括三个步骤：抽样、量化、编码，如图212所示。
图2-12模拟信号的数字传输
2.2 数据编码与数据传输
【例2-3】一路电话信号的频带为300～3400Hz，则抽样频率应该 是什么样的范围？
解：由题意得fH=3400Hz，因为电话信号属于低通信号，故用低通 抽样定理满足要求，即fS≥2fH= 2×3400=6800Hz，所以按照6800Hz的 抽样频率对300～3400Hz的电话信号抽样，则可以不失真地还原成原来 的话音信号。
2．数据通信系统模型 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计 算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。从计 算机网络的角度看，数据通信系统是把数据源计算机所产生的数据迅 速、可靠、准确地传输到数据宿（目的）计算机或专用外设。
图2-2数据通信系统模型
2.1.2数据通信方式
1．按照数字信号排列顺序分类 数据在信道上传输有两种基本的通信方式一种是串行通信， 另一种是并行通信，如图2-3所示。
图2-3串行、并行通信方式
2.1.2数据通信方式
2．按照消息传递的方向与时间的关系分类
发端
发端
收端 发端
（a）全双工通信 数据
收端 发端
收端 发端
（b）半双工通信 数据
（c）单工通信
收端 收端
图2-4 全双工、半双工、单工通信方式
2.1.3数据通信系统的主要技术指标
1．数据传输速率
(1)波特率RB也称调制速率，以波形每秒的振荡数来衡量。如
果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行 了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率。在信息传 输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，单位时间内通过信道 传输的码元数目称为码元传输速率，简称波特率。单位是“波特 ”(Baud)，记为B。波特率与码元长度有关：
第3章--TCPPPT优秀课件
（1）矢量距离选路（v-d） （2）链路状态选路SPF（也称为最短路径
优先）
38
3．路由选择协议
（1）RIP路由选择信息协议 （2）开放式最短路径优先OSPF
39
3．2．5 子网与超网
1．子网（subnet）
135．13．1． 0
135．13．3． 0
135．13．2． 0
路由器 路由器
28
01 234567
拷贝
选项类
选项号
图3-6 选项代码字节分成长度1、 2、5比特的三个字段
29
整个字段由1比特的拷贝（COPY）标
志、2比特的选项类（OPTION CLASS）
以及5比特的选项号（OPTION NUMBER）
组成。拷贝标志控制路由器在分片过程中
对选项的处理。该比特置1时，说明该选项
数据。TCP的首部包括固定部分有20个字
节、可变部分选项和填充。可变部分的长
度为4个字节的整数倍，但是这一部分是可
选部分，因此TCP报文的首部最小为20个
字节，具体的格式如图3-13所示。
49
TCP 首部
0
16
源端口
序号
确认序号
首部长度 （HLEN）
保留
码元比特
校验和
任选（如果有）
数据 ……
31 目的端口
6
Internet网络用TCP／IP协议来克服网
络体系的异质性问题，使所有加入的机器
都能共享Internet资源。当然TCP/IP协议亦
可用于任何其它（不加入到Internet的）网
络，实现异种机联网或异构网络互联。
7
3．1．2 TCP/IP的内容
TCP是为同一网络上的计算机之间进 行点到点通信而设计的，其详细说明在 RFC 793中可以找到；而IP是为连接在不 同网络或者WAN上的计算机之间能够相互 通信而设计的，其详细说明在RFC 791中 可以找到。
优先）
38
3．路由选择协议
（1）RIP路由选择信息协议 （2）开放式最短路径优先OSPF
39
3．2．5 子网与超网
1．子网（subnet）
135．13．1． 0
135．13．3． 0
135．13．2． 0
路由器 路由器
28
01 234567
拷贝
选项类
选项号
图3-6 选项代码字节分成长度1、 2、5比特的三个字段
29
整个字段由1比特的拷贝（COPY）标
志、2比特的选项类（OPTION CLASS）
以及5比特的选项号（OPTION NUMBER）
组成。拷贝标志控制路由器在分片过程中
对选项的处理。该比特置1时，说明该选项
数据。TCP的首部包括固定部分有20个字
节、可变部分选项和填充。可变部分的长
度为4个字节的整数倍，但是这一部分是可
选部分，因此TCP报文的首部最小为20个
字节，具体的格式如图3-13所示。
49
TCP 首部
0
16
源端口
序号
确认序号
首部长度 （HLEN）
保留
码元比特
校验和
任选（如果有）
数据 ……
31 目的端口
6
Internet网络用TCP／IP协议来克服网
络体系的异质性问题，使所有加入的机器
都能共享Internet资源。当然TCP/IP协议亦
可用于任何其它（不加入到Internet的）网
络，实现异种机联网或异构网络互联。
7
3．1．2 TCP/IP的内容
TCP是为同一网络上的计算机之间进 行点到点通信而设计的，其详细说明在 RFC 793中可以找到；而IP是为连接在不 同网络或者WAN上的计算机之间能够相互 通信而设计的，其详细说明在RFC 791中 可以找到。
数据通信基础知识PPT课件
• 模拟信号的传输 • 按频率区分信号—传输介质的带宽划分为若干个不重叠、相互隔离的窄频带，
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
第41页/共65页
试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
第42页/共65页
波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
第40页/共65页
试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
第10页/共65页
2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
第11页/共65页
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
第41页/共65页
试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
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波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
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试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
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2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
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第3章 数据通信与网络
2．数据报方式 ． 数据报是一种无连接（ 数据报是一种无连接（Connectionless：CL）的 ： ） 网络服务方式。在数据报方式中， 网络服务方式。在数据报方式中，每个分组是单独 传送的，就像报文交换中的报文一样。 传送的，就像报文交换中的报文一样。每个分组称 为一个数据报， 为一个数据报，每个数据报都包含源和目的节点的 地址信息。当一个节点收到一个数据报后， 地址信息。当一个节点收到一个数据报后，根据数 据报中的地址信息和当前网络的工作状态， 据报中的地址信息和当前网络的工作状态，为每个 数据报选择传输路径。 数据报选择传输路径。当某个站点要发送一个报文 时，先把报文拆成若干个带有序号和地址信息的数 据报，依次发送到网络节点上。因此， 据报，依次发送到网络节点上。因此，数据报经过 网络可能会有不同的路由， 网络可能会有不同的路由，不能保证按顺序到达接 收端， 收端，接收端必须对已收到的且属于同一报文的数 据报重新排序。 据报重新排序。
H6 H5
H1
H4
H2
H3
2．数据传输阶段 ． 通过通信子网的物理电路连接建立以后， 在H1与H4通过通信子网的物理电路连接建立以后， 与 通过通信子网的物理电路连接建立以后 数据就可以在主机H1与 之间进行实时 之间进行实时、 数据就可以在主机 与 H4之间进行实时、 双向的 交换。在整个数据传输过程中， 交换。在整个数据传输过程中，所建立的电路必须 保持连接状态。 保持连接状态。 3．电路拆除阶段 ． 数据传输结束后，要进行线路拆除即终止连接， 数据传输结束后，要进行线路拆除即终止连接，以 便释放电路。由某一方（ 或 ）发出“ 便释放电路。由某一方（H1或H4）发出“释放请 求包” 另一方同意结束传输拆除线路时， 求包”，另一方同意结束传输拆除线路时，发送 释放应答包” 然后逐点拆除到对方节点， “释放应答包”；然后逐点拆除到对方节点，结束 此次通信。被拆除的线路空闲后， 此次通信。被拆除的线路空闲后，可被其它通信使 用。
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3.1.4 数据通信过程中涉及的主要技术问题
主机 终端
主机 通信子网
主机 CCP CCP
终端
CCP
CCP CCP
主机
CCP
主机
资源子网
计算机之间的通信结构图
3.2 数据通信方式
3.2.1并行传输
• 并行通信通常用于计算机系统内部及与外设之间大量频繁的数据 传输。在这种方式中，每个数据编码的各个比特都是同时发送的 。从发送端到接收端的信道需要用相应的若干根传输线。
8
7
并6 接 串5 收 转4 端 换3
2
1
3.2.2 串行传输
• （1）单工通信 • 凡是利用一条物理信道只能进行单向信息传输的通信，称之为单
工通信。
单工通信
3.2.2 串行传输
• （2）半双工通信 半双工通信是指可以进行双向传输，但由于只有一条物理信道（ 2线制），因此，同一时刻只限于一个方向传输。
第三章 数据通信系统
教学目标
■了解模拟传输与数字传输的基本原理。 ■掌握常用数据编码与多路复用技术 。 ■掌握信息交换技术。
3.1 数据通信的基本概念
3.1.1 信息、数据和信号
• 通信是为了交换信息（Information）。信息（ Information）是客观事物属性和相互联系特性的表 征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。
• 每个结点在收到整个报文并检查无误后，就暂存这个 报文，然后利用路由信息找出下一个结点的地址，再 把整个报文传送给下一个结点。
• 一个报文在每个结点的延迟时间，“等于接收报文所 需的时间加上向下一个结点转发所需的排队延迟时间 之和。
3.3.2 报文交换
• 优点： • ① 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
A
发 收
K1
K2
数据信道
监控信号
B
收 发
半双工通信
3.2.2 串行传输
• （3）全双工通信
全双工通信是指通信双方在任何时刻，均可进行双向通信，无 任何限制，这种制式往往用于实时数据交换，它需要具有两条以 上的物理信道（3线制或4线制)。
发
数据信道
收
监控信号
收
数据信道
发
监控信号
全双工通信
3.3 数据交换技术
•
Pe≈Ne／N
• 其中Ne 表示接收的错误比特数，N表示传输的总比特数。
• ④ 带宽 带宽（bandwidth）本来是指某个信号具有的频带宽 度。我们知道，一个特定的信号往往是由许多不同的频率组成的 。因此，带宽即信道允许传送信号的最高频率和最低频率之差， 单位为赫（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）等。
数据通信系统
公用电话网
源系统
传输系统
目的系统
输入 信息
源点
发送器
传输系统
接收器
输入 数据
发送的信号
接收的信号
输出 数据
终点
输出 信息
通信系统的模型
3.1.3 数据通信中的主要性能指标
• 在数据通信系术指标。波特率和比特率是 用不同的方式描述系统传输质量的参量。
• ① 比特率S 比特率又称为信息速率，它反映一个数据通信系 统每秒所传输的2进制数据位数（bit），单位是：比特/秒（ bits/s）或bps。
• ② 波特率B 波特率是一种调制速率，又称波形速率。它是指 数字信号经过调制后的速率，即经过调制后的模拟信号每秒钟变 化的次数，也就是数据通信系统中线路上每秒传送的波形个数， 其单位为波特。
• 优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原 来的序列。
• 缺点：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
3.3.2 报文交换
• 报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点 一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。
3.1.3 数据通信中的主要性能指标
比特率和波特率之间的关系
波特率 多相调制的相数
比特率
1200 二相调制（n=2）
1200
1200
1200
1200
四相调制（n=4） 八相调制（n=8） 十六相调制（n=16）
2400
3600
4800
3.1.3 数据通信中的主要性能指标
• ③ 误码率 误码率是衡量通信系统线路质量的一个重要参数， 它的定义为，二进制符号在传输系统中被传错的概率。近似的等 于被传错的二进制符号数与所传二进制符号总数的比值，即：
3.3.1 电路交换
电路交换最典型的例子就是电话通信系统。一百多年来，经过 了多次改革和更新，已经从电话交换机的人工转接，发展到了现 代程控交换机的自动转接。
用户线 中继线 A
交换机 C
交换机
中继线 交换机
D
电路交换示意图
交换机 B
用户线
3.3.1 电路交换
• 特点：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。
信道8
信道7
发
信道6
接
送
信道5
收
端
信道4
端
信道3
信道2
信道1
3.2.2 串行传输
串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的。因为计 算机内部操作多采用并行传输方式，因此，在实际采用串行传输 时，要使用转换设备进行并/串和串/并转换。
8
7
发
6
送
5
端
4
3
2
1
并 87654321
串 转 换
串行数据传输
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 。 • ② 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收报文，不 过传送延迟会增加。 • ③ 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。 • ④ 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。
3.1.1 信息、数据和信号
模拟信号与数字信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 模拟数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
模拟数据、数字数据和模拟信号、数字信号
3.1.2 数据通信系统的模型
• 源系统：也可以称为信源或发送端； • 中间系统：即传输网络； • 目的系统：也可以称为信宿或接收端。
• 数据（Data）是信息的载体，可以理解为“信息的 数字化形式”，可以是数字、文字、语音、图形和图 像。“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如 统计数据、气象数据、测量数据及计算机存储、处理 和传输的二进制数字编码。
• 信号（Signal）是数据的电磁波表示形式。模拟数据 和数字数据都可用这两种信号来表示。