计算机网络技术基础-第4版-尚晓航-第2章数据通信基础讲义

“十二五”职业教育国家级规划教材
计算机网络技术基础 （第4版）
主编：尚晓航 高等教育出版社
第一篇 网络技术篇
2020/8/1，第2章 数据通信基础，计算机网络技术基础（第4版）
主编：尚晓航
计算机网络技术基础（第4版） 主编：尚晓航
高等教育出版社
本章学习目标：
1. 了解：数据通信的基础知识 2. 了解：数据传输方式的类型和特点 3. 掌握：数据传输的类型及相应的编码方法 4. 掌握：多路复用技术的分类和适用场合 5. 了解：数据通信中的同步技术 6. 了解：广域网中的数据交换技术 7. 掌握：差错控制技术的类型和方法
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主编：尚晓航
1. 信息和编码
信息的载体是文字、语音、图形和图像等。计算机及 其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字 母、数字或控制符号的组合。
用二进制代码来表示信息中的每一个字符就是二进制 编码。
2. 二进制编码标准
根据传输介质是否有形。
（4）模拟信道和数字信道
按照信道中传输的数据信号的类型来分。
5.数据单元
在数据传输时，通常将较大的数据块（如报文）分割 成较小的数据单元（如分组），并在每一段数据上附加一 些信息。这些数据单元及其附加的信息在一起被称为“数 据单元”。其中附加的信息通常是序号、地址及校验码等。
（1）信道
“信道”是数据信号传输的必经之路，它一般由传输线 路和传输设备组成。
（2）物理信道和逻辑信道
①物理信道：是由信道中的实际传输介质与相关设备 组成。
②逻辑信道：是指在同时建立的多条逻辑上的“连 接”。
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（3）有线信道和无线信道
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7. 误码率Pe （1）误码率Pe的定义
误码率是指二进制码元在数据传输中被传错的概率， 也称“出错率”。 Pe的定义式如下：
式中：N为传输的二进制码元总数，Ne表示在接收 码元中被传错的码元数。
Байду номын сангаас
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目前，最常用的二进制编码标准为美国标准信息交换 码（ASCII），它已被国际标准化组织（ISO）和国际电报 电话咨询委员会（CCITT）采纳，并已经发展为国际通用 的标准交换代码。
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3. 数据和信号 网络中传输的二进制代码被统称为“数据”。
“信号（signal）”是数据在传输过程中的电磁波表 示形式。从时间域来看，图2-1（a）所示的“数字信号” 是一种离散信号；而图2-1（b）所示的“模拟信号”是 一种连续变化的信号。
图2-1 数字信号和模拟信号
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4. 信道及信道的分类
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5. 信道容量
信道容量是一个极限参数，一般是指物理信道上 能够传输数据的最大能力。在实际应用中，高传输速 率的通信设备常常被通信介质的信道容量所限制，而 得不到充分利用。
6.带宽、数据传输速率和信道容量的关联
带宽与数据传输速率这两个术语原来都是用来度 量信道实际传输能力的指标。现在，一个物理信道常 常既可以作为模拟信道，又可以作为数字信道，所以 人们既可以使用“带宽”，也可以使用“速率”来描 述网络中信道的传输能力。
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8. 时延
时延是信道或网络性能的另一个参数，其数值是指 一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需要 的时间，其单位是秒s、ms（毫秒，10-3秒）、μs（微 秒，10-6秒）等。
时延是由：传播时延、发送时延和排队延时等三部 分组成的。
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1. 传输速率S（比特率）
传输速率“S”是指是指在信道的有效带宽上，单位时 间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数。S的单位为： b/s、千比特每秒kb/s（1×103b/s）等单位来表示。
2. 波形调制速率B（波特率）
主编：尚晓航
网络中任意两台计算机的通信过程需要解决哪些技术 问题呢？
① 二进制编码； ② 传输的信号类型； ③ 数据传输与通信方式； ④ 同步技术； ⑤ 多路复用技术； ⑥ 广域网数据交换技术； ⑦ 差错控制技术。
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1Baud/s就表示每秒钟传送一个码元或一个波形。波 特率是数字信号经过调制后，模拟信号的传输速率。
3. 比特率和波特率之间的关系
波特率（调制速率）和比特率（数据传输速率）是两个最容易混 淆的概念，表2-1给出了两者之间的数值关系。两者在实际应用中的 区别与联系，如图2-2所示。
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（2）误码率的性质、获取与实用意义
① 性质：可靠性的指标。
② 获取：在大量重复测试。
③ 采用差错控制技术的意义：在使用普
通通信信道传输数据时，物理信道本身的 平均误码率不满足可靠性指标的要求，因 此，必须采用差错控制技术。
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4. 带宽
对于模拟信道，带宽是指物理信道的频带宽度，其本 来的意思是指信道允许传送信号的最高频率和最低频率之 差, 单位为：赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz） 等。
对于数字信道，人们说的“带宽”是指在信道上能够 传送的数字信号的速率，即数据传输速率S。因此，此时 带宽的单位就是比特每秒（bit/s），表示为：b/s、 Kb/s、Mb/s等。