计算机网络(第2章)

2.1.2 数据通信系统的构成
1、数据传输系统 、 1）通信信道 ） 2）调制和解调设备 ） 3）多路复用设备 ） 4）数据交换设备 ）
2.1.2 数据通信系统的构成
2、数据处理设备 1）终端设备 2）计算机系统
2.1.2 数据通信系统的构成
3、数据通信过程 、 可化为五个阶段 4、数据通信的主要技术指标 、 1）传输速率 ） 信号传输速率： 单位： 信号传输速率：指每秒信息传输的码元数 单位：波特 B 数据传输速率 比特（ 位称为1比特 比特（Binary Digit）即二进制位，1位称为 比特。 ）即二进制位， 位称为 比特。 数据传输率：指每秒传递的二进制位数，单位： 数据传输率：指每秒传递的二进制位数，单位：bps 2）误码率 Pe ） Pe =接收中错误码元数 / 传输的总码元数 接收中错误码元数
2.2.3 同步传输与异步传输
1、同步传输 、 同步：在数据传输系统中，发送方和接受方必须保持步调一致。 同步：在数据传输系统中，发送方和接受方必须保持步调一致。 为了使接收端和发送端具有相同的步调（ 为了使接收端和发送端具有相同的步调（相同的时钟 而采取的措施。（含义丰富），通过同步， 。（含义丰富），通过同步 等）而采取的措施。（含义丰富），通过同步，接收端和发 送端每个二进制的脉冲时间相同。 送端每个二进制的脉冲时间相同。 同步传输：是一种按位同步的同步技术， 同步传输：是一种按位同步的同步技术，也叫 位同步 1） 外同步 ） 2）自同步 ） 2、异步传输 、
三者的比较
NRZ
曼氏
差分曼氏
时钟
图2.4—1 曼氏和差分曼氏编码内含同步时钟，是自同步编码。 曼氏和差分曼氏编码内含同步时钟，是自同步编码。
2.4.2 数字数据的调制编码
为什么要研究数字数据的模拟信号编码。 为什么要研究数字数据的模拟信号编码。 远距离传输的需要，保护既有投资，传输介质“频率特性”的要求。 远距离传输的需要，保护既有投资，传输介质“频率特性”的要求。 数字数据调制成模拟信号采用频带传输，而频带传输的基础是载波， 数字数据调制成模拟信号采用频带传输，而频带传输的基础是载波，是 模拟信号，由电磁波构成的，其波形会不断发生变化。一般用振幅、 模拟信号，由电磁波构成的，其波形会不断发生变化。一般用振幅、频 周期）和相位三个参数描述。 率（周期）和相位三个参数描述。 做法： 做法： 调制到某一状态的正弦波上， 将“0”和“1”调制到某一状态的正弦波上，正弦波的一般表达式为： 和 调制到某一状态的正弦波上 正弦波的一般表达式为： y=Asin(ωt+φ) 有三个参量： 、 、 ，三个参量决定了唯一的正弦波。 有三个参量：A、ω、φ，三个参量决定了唯一的正弦波。固定其中 两个参量，选用一个参量的两个值分别表示二进制的二个值“ 和 两个参量，选用一个参量的两个值分别表示二进制的二个值“0”和“1”， ， 即可实现调制。有三种做法： 即可实现调制。有三种做法： 1、调幅方式（幅移键控ASK）Amplitude shift Keying 、调幅方式（幅移键控 ） 固定ω和 ，用振幅不同的值表示二进制的两个值“ 和 固定 和φ，用振幅不同的值表示二进制的两个值“0”和“1”。 。 2、调频方式（频移键控 、调频方式（频移键控FSK）Frequency shift Keying ） 固定A和 用频的两个不同值分别表示二进制的两个不同状态。 固定 和φ ，用频的两个不同值分别表示二进制的两个不同状态。
2.3 传输介质
2.3.1 双绞线 1、屏蔽双绞线 、 2、非屏蔽双绞线 、 2.3.2 同轴电缆 1、基带同轴电缆 、 2、宽带同轴电缆 、 2.3.3 光纤 2.3.4 无线传输介质 1、无线电通信 、 2、微波通信 、 3、红外线和激光 、 4、 卫星通信 、 5、蓝牙技术 、
2.4 数据编码
+5v
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
+1v
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
图2.4—1 电流状态编码 电流状态编码方案有：单级编码、极性编码、 电流状态编码方案有：单级码、极性编码、归零编码
2.4.1 数字数据的数字信号编码
2 状态跃迁编码 状态跃迁编码是根据信号的“跃迁”来判定给定的状态。 、 状态跃迁编码是根据信号的“跃迁”来判定给定的状态。a、如从高 电压跃迁到低电压表示“ ，从低电压跃迁到高电压则表示“ 电压跃迁到低电压表示“1”，从低电压跃迁到高电压则表示“0” b、 、 只要发生“跃迁”则代表“ ，不发生跃迁则代表“ 只要发生“跃迁”则代表“1”，不发生跃迁则代表“0” 状态编码跃迁方案有：不归零（ 状态编码跃迁方案有：不归零（NRZ）编码、曼切斯特编码、差分曼 ）编码、曼切斯特编码、 切斯特编码 3 常用的二阶基带信号编码方案 有三种编码方式 1、不归零编码 、 不归零编码是在一个码元时间范围内保持恒定电压值， 不归零编码是在一个码元时间范围内保持恒定电压值，使用两个电压 级别对数据进行编码。 级别对数据进行编码。它又分为单极性不归零编码和双极性不归零编 码。 单极性不归零编码的一个电压级别是正电压或负电压，表示二进制数1 单极性不归零编码的一个电压级别是正电压或负电压，表示二进制数 或0，另一个电压级别是零，表示二进制数的 或1。例图 ，另一个电压级别是零，表示二进制数的0或 。例图2.4——2： ： 用正电压表示1，负电压表示0。 用正电压表示 ，负电压表示 。 不归零编码的缺点是无法判断一位的开始或者结束， 不归零编码的缺点是无法判断一位的开始或者结束，收发双方不能保 持同步，必须在发送编码的同时，用另一信道同时传送同步时钟信号。 持同步，必须在发送编码的同时，用另一信道同时传送同步时钟信号。 如教材P29图 如教材 图
2.1 数据通信的基本概念
4、信源、信宿、信道、数据通信设备 、信源、信宿、信道、
信源： 信源：在数据通信过程中产生和发送信息的数据终端设 备称为信源。 备称为信源。 信宿： 信宿：在数据通信过程中接受和处理信息的数据终端设 备称为信源。 备称为信源。 信道： 信道：信源和信宿之间传送信号的通信线路 数据通信设备： 数据通信设备：与通信信道直接相连的设备 5、噪声：指对信号的干扰 噪声：
2.2 数据通信的主要特性
2.2.1数据传输方式 数据传输方式 1 基带传输 2 宽带传输 3 频带传输
2.2.2 数据通信方式
1、按数据传输方向分 、 （1）单工通信：指数据总是沿一个方向传送。 ）单工通信：指数据总是沿一个方向传送。 （2）半双工通信：指数据可以沿两个方向传送，但同一时 ）半双工通信：指数据可以沿两个方向传送， 刻数据只能沿一个方向传送。当需要反向传送时， 刻数据只能沿一个方向传送。当需要反向传送时，需变换传 输信道。 输信道。 3）全双工通信：指数据可以同时沿相反两个方向传送。 （3）全双工通信：指数据可以同时沿相反两个方向传送。 2、按每次传输数字信号的位数分 、 （1）并行传输。 ）并行传输。 （2）串行传输。 ）串行传输。 3、按连接方式分 、 点式（也叫两点直通式） （1）点～点式（也叫两点直通式） ） （2）点~多式 ） 多式
第2 章
数据通信基础
2.1 数据通信的基本概念 2.2 数据通信的主要特性 2.3 传输介质 2.4 数据编码 2.5 多路复用技术 2.6 数据交换技术 2.7 差错控制方法
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据通信 数据通信是计算机与通信系统相结合的一种通信方式。 数据通信是计算机与通信系统相结合的一种通信方式。其功用 就是把快速传输数据的通信技术和数据处理、 就是把快速传输数据的通信技术和数据处理、加工及存储技 术紧密结合起来，给用户提供及时、准确的数据，它是继电 术紧密结合起来，给用户提供及时、准确的数据， 电报之后的第三种通信。 话、电报之后的第三种通信。 1、数据、消息、信息 、数据、消息、 数据：指传递的有意义的实体的集合， 数据：指传递的有意义的实体的集合，它总是和一定的具体 形式相联系。如一篇文章、一则告示、一份文件、一幅图象。 形式相联系。如一篇文章、一则告示、一份文件、一幅图象。 消息：指数据的内容或解释。 消息：指数据的内容或解释。 信息：指消息中本质的，对接收者来说未知的内容。 信息：指消息中本质的，对接收者来说未知的内容。 三者的关系：数据是消息的实体表现形式， 三者的关系：数据是消息的实体表现形式，消息是数据的内 容或解释，信息则指消息中对接收者来说未知的部分。 容或解释，信息则指消息中对接收者来说未知的部分。 举例：有一句话：“邓小平同志生于1904年，卒于1997年2 举例：有一句话： 邓小平同志生于 年 卒于 年 月19日，享年 岁。” 日 享年93岁
2.4.1 数字数据的数字信号编码
1 电流状态编码 电流状态编码的依据： 电流状态编码的依据：电流电压的状态或特征的存在与不存 在对数据进行编码，并判断给定的状态。 在对数据进行编码，并判断给定的状态。 以电流脉冲为例，两端电位的“ 例：以电流脉冲为例，两端电位的“高、低”两种状态表 示编码的两个值；假设低电压为+1v表示二进制数“0”，高 表示二进制数“ ， 示编码的两个值；假设低电压为 表示二进制数 电压+5v表示二进制“1”，如图所示 表示二进制“ ， 电压 表示二进制
数据编码是实现数据通信最基本的一项工作。 数据编码是实现数据通信最基本的一项工作。 数字数据在数字信道上传送需要进行数字信号编码 在模拟信道上传输需要调制编码 模拟数据在数字信道上传输需要数字化编码 只有用模拟信号传送模拟数据不需要编码 2.4.1 数字数据的数字信号编码 传送数字信号， 传送数字信号，最简单的方法是用两个不同的电压值 来表示两个二进制数字，进行传输。 来表示两个二进制数字，进行传输。数字信号的基带传输是 在基本不改变数字信号波形的前提下， 在基本不改变数字信号波形的前提下，不经调制直接传输数 字信号。局域网多采用基带传输。 字信号。局域网多采用基带传输。基带传输方式需要将数据 编码到数字信号中，实现编码方案主要有两种： 编码到数字信号中，实现编码方案主要有两种：电流状态编 码和状态跃迁编码。 码和状态跃迁编码。