计算机网络 2

起止式异步通信协议
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字符
起始位 数据位 附加位 停止位 空闲位
1
0
0/1 0/1 低位
…
0/1 0/1 1 1 高位
1
数据位——数据位紧跟着起始位传送。 由 5～8个二进 数据位紧跟着起始位传送。 数据位 数据位紧跟着起始位传送 附加位——该位可用于校验或数据标识： 可选择奇检 ， 该位可用于校验或数据标识： 附加位 该位可用于校验或数据标识 ～ 个二进 停止位——表示该字符传送结束。电平，表示没有进行 表示该字符传送结束。停止位为逻辑1电平 停止位 表示该字符传送结束 停止位为逻辑 电平， 空闲位——传送字符之间的逻辑 电平， 传送字符之间的逻辑1电平 空闲位 ，低位先传送 起始位——每个字符开始传送的标志，起始电平 制位组成， 传送字符之间的逻辑 制位组成 验、偶校验或无校验位 可选择1、1.5、2位。 可选择 、 、 位 传送 位采用逻辑0电平
– 信息（Information）是数据的集合、含 义与解释。数据与信息的比较：数据相 对具体，信息相对抽象概括；两者相对 存在，有时可以将二者等同起来。
1、数据通信的基本概念
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• 3. 信号
– 信号 信号（Signal）简单地讲就是携带信息的 传输介质。在通信系统中我们常常使用 的电信号、电磁信号、光信号、载波信 号、脉冲信号、调制信号等术语就是指 携带某种信息的具有不同形式或特性的 传输介质。
1、数据通信的基本概念
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1、数据通信的基本概念
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4、信源、信宿和信道 、信源、
– 最初发送信号的地方(也称为结点或节点)称为 信源，最终的接收信号的站点称为信宿 信宿。 信源 信宿 信道。信道是由通信线 – 信号所经过的通路称为信道 信道 通信线 路和通信设备 通信设备构成。 通信设备
2、数据传输
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• 3、数据传输速率
– 比特率
• 指单位时间内所传送的二进制码元的有效位数，单 位为比特/秒（bps）。通常将比特率作为数据传输 率。
– 信道带宽
• 模拟信道的带宽 W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最 低频率，f2是信道能够通过的最高频率，两者都是由 信道的物理特性决定的。 • 当组成信道的电路制成了，信道的带宽就决定了。 为了是信号的传输的失真小些，信道要有足够的带 宽。
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1、数据通信的基本概念
A 1.5 1.52≈1.5 1.28≈1.3 1.0 0.73≈0.7 0.5 0.27≈0.3 0 D8 D7 D6 D5 D4 (a) 样本 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 量化级 1 4 7 13 15 13 6 3 二进制编码 0001 0100 0111 1101 1111 1101 0110 0011 (b) 编码信号 D3 D2 0.62≈0.6 0.41≈0.4 0.12≈0.1 D1 t 1.26≈1.3
2、数据传输
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• 1、数据传输方式
– 串行通信---同步传输方式通信双方使用同一时钟 • 以数据块（帧）为传输单位 • 双方使用同一时钟（主控方提供时钟， 被控方接收时钟）
–外同步：时钟信号另外安排一根传输线 –自同步：发送时将时钟信号与数据混合编 码，接收时译码出时钟
2、数据传输
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1、数据通信的基本概念
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• 6、报文分组(Packet) 、报文分组
– 在网络上可以直接传递报文。但是实际上不同 用户报文的长短不一，同一用户的不同报文也 是长短不一。 – 为了提高传输效率，在网络上传递数据时都是 把一个报文按照一定大小的要求划分为一个个 “报文分组”。每个报文分组的数据量大小一 样，如果一个分组内的数据量不够则用无关数 据补足。 – 即分组交换的前提，先对报文进行分组。 – 基本的传输模式 基本的传输模式：传输前分组，以组为单位传 输，到达目的地后再组装
1、数据通信的基本概念
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• 7、数据通信 、
– 数据通信是指在不同计算机之间传送表 示字母、数字、符号的二进制代码0、1 比特序列的模拟或数字信号的过程。
1、数据通信的基本概念
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• 8、数据通信方式 、
– 分为单工、半双工和双工通信 – 单工通信
• 在通信过程中间，通信的双方只有一方可以 发送信息，另一方只能进行接收，叫做单工 单工 通信。 通信 • 例如现在的电视和无线电广播，利用现有的 信道只能是单方向的传送信号，用户想利用 当前这样的信道回传信号给电视台或广播电 台就不行了。
2、数据传输
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• 1、数据传输方式
– 串行通信---同步传输方式通信双方使用各自的时钟
• 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一根 信号线传送 • 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）：
– – – – – – 传送速率 信息格式 位同步 帧同步 数据校验 错误处理
以字符为单位进行传输 • 串行异步通信以字符为单位 以字符为单位 • 数据格式：起止式异步通信协议
计算机A 计算机
计算机B 计算机
信源
PSTN 调制解调器 工作站 公共电话网 调制解调器
信宿
服务器
1、数据通信的基本概念
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• 4、信源、信宿和信道 、信源、 – 常用的通信信道有数字通信信道 模拟 数字通信信道和模拟 数字通信信道 通信信道。 通信信道 – 传统的电话通信信道是模拟信道，要用 于传输数字信号，需要进行调制和解调 的操作。在发送端需将数字信号转换成 模拟信号，称为调制 调制，在接收端将模拟 调制 信号转换成数字信号，称为解调 解调。 解调
~ ~ 同步字符 数据 数据 ~ ~ 数据 校验 同步字符
2、数据传输
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• 2、数据传输形式
– 基带传输
• 在数据通信中，表示计算机二进制比特序列 的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号； • 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带 基本频带，简 基本频带 称为基带 基带，矩形脉冲信号就叫做基带信号 基带信号。 基带 基带信号 • 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方 法称为基带传输 基带传输； 基带传输 • 在线路中直接传送数字信号的电脉冲，它是 一种最简单最基本的数据传输方式，近距离 通信的局域网都采用基带传输。
数据通信基础
2011年3月
主要内容
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1、数据通信的基本概念 2、数据传输 3、数据编码 4、多路复用技术 5、数据交换技术
1、数据通信的基本概念
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• 1. 数据
– 数据（Data）是对客观事实进行描述与 记载的物理符号息
2、数据传输
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• 3、数据传输速率
– 尼奎斯特定理
• 尼奎斯特定理：若信道带宽为H，则尼奎斯 特定理指出最大码元速率为：B=2H，即最 大码元速率为2倍的信道带宽。 • 数据率和波特率：
1、数据通信的基本概念
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• 8、数据通信方式 、
– 分为单工、半双工和双工通信 – 半双工通信
• 双方都可以发送数据，但是在某一瞬间只能有一方 发送而另一方进行接收，则叫做半双工通信 半双工通信。一方 半双工通信 传送完成以后通过约定的方式通知对方信号发送完 毕转入接收状态，对方则转入发送状态进行发送。 • 例如现在常用的对讲机就是这样进行工作的，要讲 话则把控制开关拨在“发送”的位置上，讲完话以 后马上把控制开关拨到“接收”位置上听对方讲什 么。
1、数据通信的基本概念 例子
信息 数据 雪 六角形 凉 白色 信号
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1、数据通信的基本概念
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• 3. 信号
– 信号可以分为模拟信号与数字信号两种。
• 模拟信号 模拟信号（analog signal）：数值连续变化 的信号叫做模拟信号。 • 数字信号 数字信号（digital signal）：不连续变化的 即跳变的信号称作数字信号。 • 通常指电脉冲信号，如用正脉冲表示“1”， 负脉冲表示“0”。它通常表示成一个个方波。
1、数据通信的基本概念
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• 4、信源、信宿和信道 、信源、 – 模拟信号数字化采用脉冲编码调制，包 括三步个骤：
• 1)采样，以采样频率把模拟信号的值采出； • 2)量化，使连续模拟信号近似变为时间轴上 的离散值； • 3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数 码。
1、数据通信的基本概念
2、数据传输
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• 2、数据传输形式
– 宽带传输
• 定义：通过信道复用技术， 把一个物理信道 变成多个逻辑信道。 • 指传输介质的频带宽度较宽的信息传输，一 般在300-400MHz左右。系统设计时将此频 带分割成几个子频带，采用“多路复用技 术”，在一个信道中间同时传输声音图象和 数据多种信息，使系统具有多种用途 。 目的就是让不同的计算机连接到 • 信道复用的目的 目的 相同的信道上，共享信道资源。
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1、数据通信的基本概念
数据通信系统模型
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噪声
1、数据通信的基本概念
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• 5、报文(Message) 、报文
– 一次通信所要传输的所有数据是一个报 报 文。 – （不论长短，都是指其整体） – 在网络系统中一个报文是通信内容加上 源地址(信源地址)、目的地址(信宿地址) 和控制信息，按照相应规定要求的格式 打成一个“包”。 – 所以报文就像一个包裹，连封皮带内容 就是一个“包”。 更像一封信，包括信 封等。
1、数据通信的基本概念
发送 单向通道 (a) 发送 双向通道 接收 (b) 发送 接收 接收
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发送 双向通道 接收 (c)
接收 发送
2、数据传输
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• 1、数据传输方式 数据传输 并 行 同 步 串 行 异 步
2、数据传输