数字通信基础课件(12)
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数字通信-PPT课件
1
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
本课程研究的主要内容
介绍数字通信系统分析和设计基础的基本原理，介 绍数字通信技术发展的新成果；
研究内容包括：数字形式的信息从信源到一个或多 个目的地的传输问题。
先修课程： 通信原理；概率论和随机过程等
参考教材： Digital communication， Proakis，
电子工业出版社
2
第1章 绪论
xl (t) xi (t) jxq (t)
从带通信号中 提取低通信号 的处理过程
—— 解调
解调器
23
第2章 确定与随机信号分析
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
频谱：
X ( f ) F[x(t)] x(t)e j2 ftdt Re[xl (t)e j2 f0t ] e j2 ftdt
介绍后续各章所需的背景知识 自己复习相关的基础知识：傅里叶变换及 其性质；随机过程，等等
2.1 带通与低通信号的表示
带通信号（系统）
是一种实窄带高频信号，其频谱集中在某个频率（±f0）附近， 且频谱宽度远小于f0的信号（系统）
双边带调制DSB：
传输信号的信道带宽限制在以载 波为中心的一个频段上。
单边带调制SSB：
xl (t) x (t)e j2 f0t [x(t) jxˆ(t)]e j2 f0t xl (t) [x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t] j[xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t]
xi (t) x(t) cos 2 f0t xˆ(t) sin 2 f0t xq (t) xˆ(t) cos 2 f0t x(t) sin 2 f0t
数字通信PPT课件
-2-
Principles of Digital Communications
从理论上讲，语音信号包含大量的冗余，这个速率完全是 可以压缩的，信源编码技术的核心就是研究压缩编码算法， 用尽可能低的传信率获得尽可能好的语音质量。
按照处理方式的不同，信源压缩编码方法有以下几种：
• 概率匹配编码：根据编码对象出现的概率分配不同长 度的代码，以保证总的代码长度最短。
• 预测编码：利用信号之间的相关性，预测未来信号， 对预测的误差(或残差)进行编码。
• 变换编码：利用信号在不同函数空间分布的不同，选 择合适的函数变换将信号从一种信号空间变换到另一 种更有利于压缩编码的信号空间，再进行编码。
-3-
Principles of Digital Communications
0.125
< 50 0.125
-8-
Principles of Digital Communications
5.2 语音信号的波形编码
1. 脉冲编码调制(PCM)
m(t)抽样A/D来自换 msq(t)量化编码
ms(t)
干扰 信道
m^(t)
低通 滤波
m^sq(t) 译码
PCM通信系统模型
-9-
Principles of Digital Communications
• 编解码延时：对语音信号的分帧处理以及复杂的算法实现 会产生比较明显的编解码延时，它与传输延时一起构成了 系统的主要延时。在实时语音系统中，总延时太长会影响 双方的正常交谈。一般要求语音编解码延时低于100ms。
-5-
Principles of Digital Communications
• 算法复杂度：考虑到硬件实现的可能性、复杂度和成本， 一种实用的算法必须在保持一定性能的前提下，尽可能将 其运算复杂度降到最低。
《数字通信原理》课件
信道编码
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
为了提高数字信号传输的可靠性和稳定性，通过增加冗余信息对数字信号进行 编码。
常见信道编码技术
线性分组码、循环码、卷积码等。
差错控制编码
差错控制编码
通过在数字信号中添加额外的信息，以检测和纠正传输过程中可能出现的错误。
常见差错控制编码技术
奇偶校验码、海明码、循环冗余校验（CRC）等。
加密与解密技术
THANKS
抗干扰能力
抗噪声干扰能力
数字通信系统在存在噪声干扰的情况 下仍能正常工作的能力。
抗多径干扰能力
数字通信系统抵抗多径效应干扰的能 力。
误码率与信噪比
误码率（BER）与信噪比（SNR）的关系
随着信噪比的增加，误码率逐渐降低，通信质量提高。
信噪比优化
通过合理配置信号功率和噪声抑制措施，降低误码率，提高通信性能。
数字信号在传输过程中可能会受到噪声 、干扰和衰减的影响，需要进行相应的 处理和补偿。
数字信号的同步技术
01
载波同步
通过提取载波频率和相位信息 ，使接收端与发射端保持一致
的载波频率和相位。
02
位同步
使接收端的抽样时钟与发送端 的时钟保持一致，以便正确地
进行抽样判决。
03
帧同步
使接收端正确地识别出数字信 号中的帧结构，以便正确地提
物联网与智能家居系统的组成
物联网与智能家居系统由传感器、控制器、智能家电等组成，实现家庭设施的远程控制和 智能化管理。
物联网与智能家居系统的特点
物联网与智能家居系统具有便捷性、智能化、节能环保等特点，能够提高家庭生活的舒适 度和便利性。
未来数字通信技术的发展趋势
01
未来数字通信技术的发展趋势概述
数据通信PPT课件
20
第20页/共38页
使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
14
第14页/共38页
调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
第20页/共38页
使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
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调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
第2章数据通信基础PPT课件
பைடு நூலகம்.数据通信系统
通信的目的是传输信息。为了实现这一目的， 通信必须具备3个必要条件：信源、媒体和信 宿。信源、媒体和信宿也称为通信的三要素。 信源是发出信息的信息源，信息源可以是人， 也可以是机器。
2.1.2数据通信系统的分类
在数据通信系统中，传输模拟信号的系 统称为模拟通信系统，传输数字信号的 系统称为数字通信系统。
(3)比特率与波特率的关系
比特率与波特率都是衡量信息在传输线路上 传输快慢的指标，但两者针对的对象有所不 同，比特率针对的是二进制位数传输，波特 率针对的是信号波形的传输
(4）带宽与数据传输速率 在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来 表示信道的数据传输速率。通信信道最大传 输速率与信道带宽之间存在着密切的关系， 所谓带宽指的是频带的宽度，用来描述传输 信道的容量，所以人们可以用“带宽”去取 代“速率”。
第2章数据通信基础
本章要点 数据通信的基本概念 数据传输介质 信息交换技术 数据编码与调制 多路复用技术 数据通信方式 差错控制与校验
2.1.1数据通信的基本概念
1.信息、数据和信号 (1) 信息：不同领域对信息有着不同的定义。 一般认为，信息是人对现实世界事物存在方 式和运行状态的某种认识，是客观事物属性 和相互联系特性的表现，它反映了客观事物 的存在形式和运动状态。
(2) 数据：
把事物的某些属性规范化后的表现形式。它 可以被识别，也可以被描述。狭义的“数据” 通常指具有一定数据特征的信息，如统计数 据、测量数据、气象数据及计算机中区别于 程序的一些计算机数据等。但是在计算机网 络中，数据通常被广义地理解为在网络中存 储、处理和传输的二进制数字编码，即“信 息的数字化形式”或“信息的二进制表示形 式”。
数字通信系统模型介绍ppt课件
②数字调制的主要作用：提高信号在信道 上传输的效率，达到信号远距离传输的目的。
③基本的数字调制方式：振幅键控 ASK、频移键控FSK、相移键控PSK。
ppt课件
（5）同步
①同步的概念：指通信系统的收、发双方具有 统一的时间标准，使它们的工作“步调一致”。
②同步的作用：对于数字通信时是至关重要的。 如果同步存在误差或失去同步，通信过程中就会出 现大量的误码，导致整个通信系统失效。
有效性
效率
信号
ppt课件
数字通信系统模型介绍
ppt课件Байду номын сангаас
一、数字通信系统模型
信 源
信 源 编 码
信 道 编 码
调
解
信道
制
调
信 道 解 码
信 源
信
解 码
宿
同步
噪声源
同步
ppt课件
实例：蜂窝移动通信系统 作为常见数字通信系统———蜂窝移动通
信系统的终端， 手机通信的双方就是信源和 信宿了，信源编码由语音编码起来实现，信道 编码是进行差错控制，实际中采用卷积码与交 织编码相结合的方式，常见的调制采用GMSK 调制，同步信号是由手机的CPU提供的，手 机的信道是自由空间，噪声来自于各种噪声和 干扰。
ppt课件
二、通信系统各模块简介
（1）信源:把原始信息变换成原始电信号。
ppt课件
（2）信源编码：
①实现模拟信号的数字化传输，即完成A/D变化。 ②提高信号传输的效率，即在保证一定传输质 量的情况下，用尽可能少的数字脉冲来表示信 源产生的信息。信源编码也称作频带压缩编码 或数据压缩编码。
ppt课件
（3）信道编码：
①信源编码的目的： 信道编码主要解决数 字通信的可靠性问题。
③基本的数字调制方式：振幅键控 ASK、频移键控FSK、相移键控PSK。
ppt课件
（5）同步
①同步的概念：指通信系统的收、发双方具有 统一的时间标准，使它们的工作“步调一致”。
②同步的作用：对于数字通信时是至关重要的。 如果同步存在误差或失去同步，通信过程中就会出 现大量的误码，导致整个通信系统失效。
有效性
效率
信号
ppt课件
数字通信系统模型介绍
ppt课件Байду номын сангаас
一、数字通信系统模型
信 源
信 源 编 码
信 道 编 码
调
解
信道
制
调
信 道 解 码
信 源
信
解 码
宿
同步
噪声源
同步
ppt课件
实例：蜂窝移动通信系统 作为常见数字通信系统———蜂窝移动通
信系统的终端， 手机通信的双方就是信源和 信宿了，信源编码由语音编码起来实现，信道 编码是进行差错控制，实际中采用卷积码与交 织编码相结合的方式，常见的调制采用GMSK 调制，同步信号是由手机的CPU提供的，手 机的信道是自由空间，噪声来自于各种噪声和 干扰。
ppt课件
二、通信系统各模块简介
（1）信源:把原始信息变换成原始电信号。
ppt课件
（2）信源编码：
①实现模拟信号的数字化传输，即完成A/D变化。 ②提高信号传输的效率，即在保证一定传输质 量的情况下，用尽可能少的数字脉冲来表示信 源产生的信息。信源编码也称作频带压缩编码 或数据压缩编码。
ppt课件
（3）信道编码：
①信源编码的目的： 信道编码主要解决数 字通信的可靠性问题。
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
数据通信技术ppt课件
06 数据通信技术发展趋势与 展望
高速数据通信技术发展
总结词
随着互联网和云计算技术的快速发展，高速数据通信技术已成为当前的研究热点。
详细描述
目前，高速数据通信技术已经取得了显著的进步，如光纤通信、5G/6G移动通信等。这些技术的发展使得数据传 输速度大幅提升，满足了大数据时代对海量数据处理和传输的需求。
05 无线数据通信技术
无线局域网（WLAN）
要பைடு நூலகம்一
总结词
无线局域网是一种短距离的无线通信技术，用于连接局域 网中的计算机、设备等，实现高速数据传输和资源共享。
要点二
详细描述
无线局域网采用无线电波作为传输媒介，通过无线接入点 （AP）连接多个终端设备。它具有灵活、便捷、高速的特点， 广泛应用于企业、学校、医院等场所。
物联网数据通信技术发展
总结词
物联网技术的发展推动了数据通信技术的进步，使得数以亿计的设备能够相互 连接和通信。
详细描述
物联网数据通信技术涉及多种无线通信协议，如Wi-Fi、Zigbee、LoRa等。这 些技术使得各种智能设备能够实时传输数据、共享信息，从而为智能家居、智 慧城市等领域的发展提供了有力支持。
02 数据通信技术基础
数据传输方式
总结词
数据传输方式是指数据在通信网络中传输的方式，包括串行传输和并行传输两 种方式。
详细描述
串行传输是指数据一位一位地顺序传输，占用通信线路少，适合长距离传输； 并行传输是指数据以字节为单位进行传输，传输速度快，适合近距离传输。
数据编码技术
总结词
数据编码技术是指将数据转换成适合在通信网络中传输的信 号的过程。
数据通信技术的应用场景
• 总结词：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用，如互联网、物联网、云计算等。 • 详细描述：数据通信技术在各个领域都有广泛的应用。在互联网领域，数据通信技术是实现互联网信息传输的
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
数据通信基础知识PPT课件
的信号传输。
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
通信基础PPT课件
26
数字通信的缺点
占用的频带宽
例： 一路模拟电话占用4kHz信道带宽 一路数字电话占用 ？信道带宽
27
带宽
信号是时间的函数，也可以表示为频率的函数。 根据傅立叶信号分析理论，任何信号都是由各
种频率的成分组成，其中每一成分都是正弦波 (或余弦波)。
例如某信号按傅立叶变换后为:
s(t)＝sin2πft+1/3 sin3(2πft)+1/5 sin5(2πft)
数字数据编码成数字信号 数字数据编码成模拟信号 模拟数据编码成数字信号 模拟数据编码成模拟信号
35
信号的传输方向
单工方式 半双工方式 全双工方式
36
数字数据编码成数字信号
数字信号是一系列离散的不连续的电压脉冲， 每一脉冲称为一个信号码元。编码技术就是从 数据比特到信号码元的变换。
线路利用率高 数据传输的可靠性高
缺点：
节点存储/转发的延时较大 不适合交互式通信
报文长度没有限制
62
分组交换
是针对报文交换的缺点而提出的一种改 进方式
仍属于“存储/转发”交换方式 但以更短的、标准的报文即分组
按传输信号分类
模拟信道：传输模拟信号 数字信道：传输数字信号
11
双绞线
12
同轴电缆
13
光纤
14
微波传播
15
通信卫星
16
蜂窝传输
17
两类通信
模拟通信 数字通信
18
模拟通信
利用模拟信号来传递数据的过程称为模 拟通信，普通电话、广播、电视等都属 于模拟通信
模拟通信系统一般由信源、调制器、信 道、解调器、信宿以及噪声源组成
24
数字通信的优点
数字通信的缺点
占用的频带宽
例： 一路模拟电话占用4kHz信道带宽 一路数字电话占用 ？信道带宽
27
带宽
信号是时间的函数，也可以表示为频率的函数。 根据傅立叶信号分析理论，任何信号都是由各
种频率的成分组成，其中每一成分都是正弦波 (或余弦波)。
例如某信号按傅立叶变换后为:
s(t)＝sin2πft+1/3 sin3(2πft)+1/5 sin5(2πft)
数字数据编码成数字信号 数字数据编码成模拟信号 模拟数据编码成数字信号 模拟数据编码成模拟信号
35
信号的传输方向
单工方式 半双工方式 全双工方式
36
数字数据编码成数字信号
数字信号是一系列离散的不连续的电压脉冲， 每一脉冲称为一个信号码元。编码技术就是从 数据比特到信号码元的变换。
线路利用率高 数据传输的可靠性高
缺点：
节点存储/转发的延时较大 不适合交互式通信
报文长度没有限制
62
分组交换
是针对报文交换的缺点而提出的一种改 进方式
仍属于“存储/转发”交换方式 但以更短的、标准的报文即分组
按传输信号分类
模拟信道：传输模拟信号 数字信道：传输数字信号
11
双绞线
12
同轴电缆
13
光纤
14
微波传播
15
通信卫星
16
蜂窝传输
17
两类通信
模拟通信 数字通信
18
模拟通信
利用模拟信号来传递数据的过程称为模 拟通信，普通电话、广播、电视等都属 于模拟通信
模拟通信系统一般由信源、调制器、信 道、解调器、信宿以及噪声源组成
24
数字通信的优点
《数字通信技术》课件
《数字通信技术》 ppt课件
contents
目录
• 数字通信技术概述 • 数字通信技术基础 • 数字通信协议与标准 • 数字通信网络架构 • 数字通信技术发展趋势与挑战 • 数字通信技术应用案例
01
CATALOGUE
数字通信技术概述
定义与特点
定义
数字通信技术是一种利用数字信 号进行信息传输的技术。
自动化生产线
通过数字通信技术实现生产线各环节的自动 化控制和协同作业。
云计算数据中心中的数字通信技术应用
数据传输与存储
利用数字通信技术实现大规模数据的 快速传输和可靠存储。
云计算资源管理
通过数字通信技术对云计算资源进行 动态管理和调度，提高资源利用率。
虚拟化技术
利用数字通信技术实现服务器、存储 和网络的虚拟化，提高数据中心的灵 活性和可扩展性。
SDH/MSTP传输协议广泛应用于大型企业、运营 商等需要高速、可靠数据传输的场景。
04
CATALOGUE
数字通信网络架构
接入网与核心网
接入网
负责将用户连接到通信网络，提供宽 带接入、移动接入等服务。
核心网
负责在通信网络中传输和交换信息， 提供高速、可靠的数据传输服务。
路由器与交换机
路由器
用于连接不同网络，实现网络间信息传输和路由选择。
安全防护
利用数字通信技术保障云计算数据中 心的安全稳定运行，防止数据泄露和 攻击。
THANKS
感谢观看
交换机
用于连接同一网络中的设备，实现数据交换和传输。
卫星通信网络
• 卫星通信网络：利用卫星作为中继站，实现全球范围内的 通信和信息传输。
物联网通信架构
• 物联网通信架构：通过各种传感器、智能终端等 设备，实现物与物之间的信息交互和远程控制。
contents
目录
• 数字通信技术概述 • 数字通信技术基础 • 数字通信协议与标准 • 数字通信网络架构 • 数字通信技术发展趋势与挑战 • 数字通信技术应用案例
01
CATALOGUE
数字通信技术概述
定义与特点
定义
数字通信技术是一种利用数字信 号进行信息传输的技术。
自动化生产线
通过数字通信技术实现生产线各环节的自动 化控制和协同作业。
云计算数据中心中的数字通信技术应用
数据传输与存储
利用数字通信技术实现大规模数据的 快速传输和可靠存储。
云计算资源管理
通过数字通信技术对云计算资源进行 动态管理和调度，提高资源利用率。
虚拟化技术
利用数字通信技术实现服务器、存储 和网络的虚拟化，提高数据中心的灵 活性和可扩展性。
SDH/MSTP传输协议广泛应用于大型企业、运营 商等需要高速、可靠数据传输的场景。
04
CATALOGUE
数字通信网络架构
接入网与核心网
接入网
负责将用户连接到通信网络，提供宽 带接入、移动接入等服务。
核心网
负责在通信网络中传输和交换信息， 提供高速、可靠的数据传输服务。
路由器与交换机
路由器
用于连接不同网络，实现网络间信息传输和路由选择。
安全防护
利用数字通信技术保障云计算数据中 心的安全稳定运行，防止数据泄露和 攻击。
THANKS
感谢观看
交换机
用于连接同一网络中的设备，实现数据交换和传输。
卫星通信网络
• 卫星通信网络：利用卫星作为中继站，实现全球范围内的 通信和信息传输。
物联网通信架构
• 物联网通信架构：通过各种传感器、智能终端等 设备，实现物与物之间的信息交互和远程控制。
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)
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
网络技术基础数据通信基础PPT课件
带宽与速度：1.54Mb/s
11
2.2信息及主要特点
1、数据信道和模拟信道
0
1
0
0
1
1
1
0
0
12
数据信道和模拟信道
1、模拟信道传送
13
数字信道传送
数字通信系统的任务是传输数字信息，数 字信息可能来自数据终端设备的原始数据信号， 也可能来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码 信号。 频带信号：指音频模拟信号，即带宽为300Hz3400Hz的普通电话信号。 基带信号：在计算机数据通信中，主要指数字 信号，它是一种矩形波，其分量的频率范围相差 很大。
21
字节级同步
两端每次以字节为单位传输数据，并在字 节两端加特殊记号，作为开始与结束。 优点： 接收方按字节来接收，虽然会出现时钟差 异，但由于字节短，差错较少。 异步机制与同步机制。
22
同步传输与异步传输
同步传输：接收端与发送端具有共同时钟。
方式
位级同步与帧级同步采用同步控制
异步传输：接收端与发送端不需要严格的时间
24
基本概念 信息及其主要特性 传输介质 数据编码 多路复用技术 数据交换技术 差错控制及检错
3
本章学习目标
➢记忆数据通信的基本概念 ➢了解数据通信的主要构成与信息主要特性 ➢记忆主要传输介质的特性 ➢理解数据编码 ➢了解多路复用技术、交换技术 ➢理解差错控制
4
2.1基本概念
通信系统模型
5
(1)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。
(2)数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式” 或“数字化的信息形式”。狭义的“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 数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机 网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、 处理和传输的二进制数字编码。
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