计算机网络与通信基础 课件.

数字数据：取值离散，如文字、整数值。
一、数据通信的基本概念
信息：对客观事物存在方式或运动状 态的反映，是数据经过加工处理（说 明或解释）后得到的。 数据和信息的区别：

信息是数据的内涵，数据是信息的载体
（表示形式）； 数据没有实际意义，信息有一定意义。
一、数据通信的基本概念
信号是数据的电、磁、光形式的编码。 数据或信息要传播，必须先转换成能 够在信道中传输的信号。 V(t) 模拟信号 取值连续（渐变） t 0 数字信号 V(t) 取值离散（突变） 1
二、数据通信中的主要技术指标
Shannon公式：用于有噪声干扰信道
C: 传输率，单位b/s
C = B log2 （1+S/N）
B: 带宽，单位Hz
S: 信道中信号功率 N：信道中电磁噪声
功率

例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。


非理想信道
实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。
信号：

传输数据：
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 延迟会使接收端的信号产生畸变。 噪声会破坏信号，产生误码。

噪声：
例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约 560个比特。
练习
已知某信道带宽为4kHz，信噪比为30dB，求信道容量
。
log2(11030 / 10 ) ≈40kb/s C = B· log2(1+S/N) = 4k·
三、 通信方式


并行通信：可以一次传输若干比特的数据，从发送端到接 收端需用若干根传输线。采用并行传输的通信方式为并行 通信。 适用：短距离，传输速度要求高。 例：计算机内部的数据通信。 串行通信：串行传输：一位一位地传送，从发送端到接收 端只需一根传输线。采用串行传输的通信方式为串行通信。 适用：远距离，传输速率要求不高。 例：电话线。 单工、半双工及全双工通信
第1章 计算机网络与通信基础
一、数据通信的基本概念
二、数据通信中的主要技术指标
三、通信方式
预习:要理解的问题
1、数据传输率、信道容量的概念 2、并行通信、串行通信（单，双，半双）
一、数据通信的基本概念

数据：对客观事实进行描述与记载的物理符 号，如数值、文字、声音、图形、图像和动 画等。

模拟数据：连续变化，如温度、压力。
计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通 信，如通过电话线拨号上网。
数字通信缺点： 比模拟通信占据更宽的系统频带 系统设备复杂对同步要求高。
一、数据通信的基本概念
模拟通信优点：
模拟通信系统设备简单，占用频带窄，是直观且容 易实现
模拟通信缺点：
1. 2. 3. 4. 保密性差。 抗干扰能力弱。 设备不易大规模集成化。 不适于飞速发展的计算机通信要求。
计算机网络技术
回顾

计算机网络的组成
资源子网+通信子网(传输/交换/终端)
发送 终端 传输 设备 交换 设备 传输 设备 接收 终端

终端设备：？
固话/手机/对讲机/计算机/pos机
交换设备：？
交换机/路由器/集线器
传输设备：？
电缆
/无线电波 /通信卫星 /光纤

计算机网络的拓扑结构
信号与 噪声叠加：
采样时序： 接收数据： 原始数据： 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0
误码位
18
信噪比 1.信噪比的计量单位是dB（分贝） 2.计算方法是dB =10lg(S/N)，其中s和n分别代表信号
和噪声的有效功率
波特率： 波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改 变次数来表示，其单位为波特(Baud)。
波特率与比特率的关系为： 比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。
一、数据通信的基本概念
比特率与波特率的区分 两相调制(单个调制状态对应1个二进制位) 比特率？波特率； 四相调制(单个调制状态对应2个二进制位) 比特率？波特率； 八相调制(单个调制状态对应3个二进制位) 比特率？波特率的三倍；
二、数据通信中的主要技术指标

数据传输速率S (比特率)：单位时间(1秒)内传输二进制代码的位
(bit)数。
1
0
1
0
0
1
1
10 11 00 01 10 00 11 10

0.1s
0.1s
S = (log2N) /T
S—数据传输率，bps
T—信号周期，s N—量化电平
练习
已知某数据传输系统中，每个码元持续 0.001秒，且每个码元可以有8种表示状态， 求波特率和比特率。 B=1/T=1/0.001=1000(Baud) S=log2N/T=1000· log28=3000(bit/s)
一、数据通信的基本概念
比特率：
在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的 二进制代码的有效位(bit)数来表示，
其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps) 来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时 的1024和1048576)。

数字通信与模拟通信
数字通信 在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信 在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输
一、数据通信的基本概念
数字通信的优点
抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理 易于加密、保密性强 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活

0 -1 t
一、数据通信的基本概念

数字信道和模拟信道 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号） 传输数据的信道。
计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输 ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网
模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据 的信道。
CATV、无线电广播、电话拨号线路
一、数据通信的基本概念
一、数据通信的基本概念 码元和位

在通信系统中，二进制数字常用时间间隔相同的 波形来表示。 一个波形单元也称为一个码元。
+1V
1
0
1
0
0
1
1
-1V
+3V +1V -1V -3V
10 11 00 01 10 00 11 10
来自百度文库

若一个二进制符号对应一个码元，则一个码元就 相当于一位（一个比特）。 若n个二进制符号对应一个码元，则一个码元就相 当于n位（n个比特）。