第二章数据通信基础知识PPT课件
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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”。
第2章数据通信基础精品PPT课件
▪ 被传输的二进制代码称为数据（Data）。 ▪ 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。
数据通信系统基本结构
▪ 数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一端 叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源与信宿通过通信 线路(信道)进行通信；
▪ 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，而传输数字信号的系统称为数字通信系统。
▪ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参数。 信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大比特 数，用每秒比特数（bps）表示。当传输的信号速率 超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。
数据的串行传输和并行传输
8个比特同时发送
0
1
1
0
发端
0 1
0
1
需要8条线 收端
▪ 并行通信
➢ 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。
010 1101001 0
信源
010 1101001 0
信源
信道 A.理想状态
信道
噪声（干扰） B.实际环境下
信宿
010 1101001 0
信宿
出错 0 101 001 011 0
模拟通信系统
▪ 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信 宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一般都 要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过解调器 将信号解调出来。
信道 编码器
信道
调制器
解调器
信道 译码器
信源 译码器
信宿
噪声源
通信信道的分类
▪ 信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。 传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可 以是无形媒体，如传输电磁波的空间。信道可以按 不同的方法分类： ➢ 有线信道与无线信道； ➢ 模拟信道与数字信道； ➢ 专用信道和公用信道；
数据通信系统基本结构
▪ 数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一端 叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源与信宿通过通信 线路(信道)进行通信；
▪ 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，而传输数字信号的系统称为数字通信系统。
▪ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参数。 信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大比特 数，用每秒比特数（bps）表示。当传输的信号速率 超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。
数据的串行传输和并行传输
8个比特同时发送
0
1
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发端
0 1
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需要8条线 收端
▪ 并行通信
➢ 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。
010 1101001 0
信源
010 1101001 0
信源
信道 A.理想状态
信道
噪声（干扰） B.实际环境下
信宿
010 1101001 0
信宿
出错 0 101 001 011 0
模拟通信系统
▪ 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信 宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一般都 要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过解调器 将信号解调出来。
信道 编码器
信道
调制器
解调器
信道 译码器
信源 译码器
信宿
噪声源
通信信道的分类
▪ 信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。 传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可 以是无形媒体，如传输电磁波的空间。信道可以按 不同的方法分类： ➢ 有线信道与无线信道； ➢ 模拟信道与数字信道； ➢ 专用信道和公用信道；
第2章 数据通信基础知识要点PPT课件
15
（1）时域分析法 1、基本概念
①输入端：激励 ②输出端：响应 2、基本思路 ①把外加激励信号在 时域 中分解成一系
列单元激励信号 ②分别计算各单元信号通过系统的响应 ③在输出段叠加得到总响应
16
单位脉冲
(t) 0 ,,tt 0 0,
(t)dt1
单位脉冲响应：h（t）
预备知识：对任意输入e(t),有
3
第 2 章：内容提纲
2.1 信息、数据和信号 2.2 功率谱密度和信号带宽 2.3 传输方式和传输速率 2.4 传输质量 2.5 通信编码
4
2.1 信息、数据和信号
2.1.1 信息
通信是在源点与终点之间传递信息。 信息是指包含在消息中对通信者有意义的内
容。 消息是指能向人们表达客观物质运动和主观
18
（2）频域分析法 频域分析的基本思想：
① 利用傅里叶变换，将信号分解为不同频 率的等幅正弦波，
② 求出各正弦波激励所产生的响应，
③ 再利用傅里叶反变换将响应叠加为输出 的总响应。
傅立叶变换：任何信号都可以表示为各种频率成 分的正弦波之和。
①周期信号f(t)（定义在(t1,t1+T)）,可以表示为
(2-2)
1 *1 1 *2 1*3 1 *4 1 *4 2 4 8 16 16
1.875 b/符
11
2.1.2 数据
数据是对某一事实的不经解释并赋予一定含义的数 字、字母、文字等符号及其组合的原始表达。是消 息的一种表示形式，是传达某种意义或信息的实体。
当信息被表示为数据时，数据中就包含了信息。因 此，信息可以通过解释数据来产生。
数据通信与计算机网络
（第 3 版）
课件
杨心强 陈国友编著
（1）时域分析法 1、基本概念
①输入端：激励 ②输出端：响应 2、基本思路 ①把外加激励信号在 时域 中分解成一系
列单元激励信号 ②分别计算各单元信号通过系统的响应 ③在输出段叠加得到总响应
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单位脉冲
(t) 0 ,,tt 0 0,
(t)dt1
单位脉冲响应：h（t）
预备知识：对任意输入e(t),有
3
第 2 章：内容提纲
2.1 信息、数据和信号 2.2 功率谱密度和信号带宽 2.3 传输方式和传输速率 2.4 传输质量 2.5 通信编码
4
2.1 信息、数据和信号
2.1.1 信息
通信是在源点与终点之间传递信息。 信息是指包含在消息中对通信者有意义的内
容。 消息是指能向人们表达客观物质运动和主观
18
（2）频域分析法 频域分析的基本思想：
① 利用傅里叶变换，将信号分解为不同频 率的等幅正弦波，
② 求出各正弦波激励所产生的响应，
③ 再利用傅里叶反变换将响应叠加为输出 的总响应。
傅立叶变换：任何信号都可以表示为各种频率成 分的正弦波之和。
①周期信号f(t)（定义在(t1,t1+T)）,可以表示为
(2-2)
1 *1 1 *2 1*3 1 *4 1 *4 2 4 8 16 16
1.875 b/符
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2.1.2 数据
数据是对某一事实的不经解释并赋予一定含义的数 字、字母、文字等符号及其组合的原始表达。是消 息的一种表示形式，是传达某种意义或信息的实体。
当信息被表示为数据时，数据中就包含了信息。因 此，信息可以通过解释数据来产生。
数据通信与计算机网络
（第 3 版）
课件
杨心强 陈国友编著
数据通信基础PPT课件
2020/6/28
11
不归零制
1
0
1
1
0
0
曼彻斯特编码
差分曼彻斯特 编码
2020/6/28
12
四、数字数据的模拟信号编码 •用模拟信号传输数字数据
幅移键控ASK 频移键控FSK
相移键控PSK
2020/6/28
13
五、模拟数据的数字信号编码 模拟信号在数字通信系统中传输
采样：把时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的 采样信号
2020/6/28
4
•信道上的信号传输可以有基带传输，频带传输，宽 带传输。
•基带传输：数字信号“0”，“1”直接在通信线路上 传输。
•频带传输：数字信号经过调制后在通信线路上进行 传输。
•宽带传输：传输介质频带较宽，采用复用技术传输。
2020/6/28
5
信源 变换器
信道
逆变换器
信宿
噪声源 图2 通信系统模型
3100HZ，所以采样频率取为8KHZ，将声音分为256 个量化级，每个量化级用8位二进制编码表示。 编码器和解码器进行模拟信号和数字信号的互相转换
2020/6/28
14
六、多路复用技术
•为了有效的利用通信线路，提高信道利用率。
•多路复用技术分为时分复用，频分复用，波分复 用和码分复用。
2020/6/28
•5类UTP及其端接设备的传输特性定义为100MHz， 用于10/100/1000Mbps以太网
2020/6/28
•S=B log2 N •可靠性用误码率衡量，通常小于10-6
2020/6/28
10
三、数字数据的数字信号编码
不归零制编码：高电平表示1，低电平表示0 曼彻斯特编码：自同步编码，包含数据信息和时钟信
第二章 数据通信基础 ppt课件
结点交换机主机数据报分组交换ppt精选版45注意分组的存储转发过程发送分组结点交换机主机在结点交换机暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机暂存查找转发表找到转发的端口在结点交换机暂存查找转发表找到转发的端口最后到达目的主机ppt精选版46三种交换的比较报文交换电路交换分组交换连接建立数据传送报文连接释放ppt精选版47数据报分组交换的特点同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网
(3)电路交换预分配带宽，话路接通后，即使无信息传送也虚占电路 。据统计，传送数字话音时电路利用率仅为36%。
(4)在传送信息时，没有任何差错控制措施，不利于传输可靠性要求 高的突发性数据业务。采用电路交换方式的交换节点在建立的连接 通路上通常只提供一种基本的传送速率(如64kb/s)。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
数据通信基础
型
数字比特流
数据通信系统基本模型
数据通信系统
模拟信号
模拟信号
数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
输 源点 输 发送器
入
入
信
数
息
据
发送 的信号
传输 系统
( 交换机 C(
D(
交换机
中继线 交换机
交换机
(B
用户线
36
电路交换的特点
(1)电路交换是一种实时交换，适用于实时要求高的话音通信(全程的 传输时间≤200ms)。
(2)在通信前要通过呼叫为主、被叫用户建立一条局间逻辑的端-端连 接。如果呼叫请求数超过交换网的连接能力(过负荷)，用户会听到 忙音。衡量电话交换服务质量的指标之一是呼叫损失率，简称为呼 损率。
(3)电路交换预分配带宽，话路接通后，即使无信息传送也虚占电路 。据统计，传送数字话音时电路利用率仅为36%。
(4)在传送信息时，没有任何差错控制措施，不利于传输可靠性要求 高的突发性数据业务。采用电路交换方式的交换节点在建立的连接 通路上通常只提供一种基本的传送速率(如64kb/s)。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
数据通信基础
型
数字比特流
数据通信系统基本模型
数据通信系统
模拟信号
模拟信号
数字比特流
正文 PC 机 调制解调器
公用电话网
调制解调器
正文 PC 机
源系统
传输系统
目的系统
输 源点 输 发送器
入
入
信
数
息
据
发送 的信号
传输 系统
( 交换机 C(
D(
交换机
中继线 交换机
交换机
(B
用户线
36
电路交换的特点
(1)电路交换是一种实时交换，适用于实时要求高的话音通信(全程的 传输时间≤200ms)。
(2)在通信前要通过呼叫为主、被叫用户建立一条局间逻辑的端-端连 接。如果呼叫请求数超过交换网的连接能力(过负荷)，用户会听到 忙音。衡量电话交换服务质量的指标之一是呼叫损失率，简称为呼 损率。
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2．3．1 频分多路复用
频分多路复用（FDM）是按照频率区分 信号的方法，把传输频带分成若干个较 窄的频带，每个窄频带构成一个子通道， 每个子通道独立地传输一路信息。
2．3．1 频分多路复用 频分多路复用
2．3．2 时分多路复用
时分多路复用是将物理信道按时间分成 时间片，轮流分配给多个信源来使用公 共线路
2．3．2 时分多路复用
2．3．3 波分多路复用
波分多路复用的原理同频分多路复用相 似，主要用于光纤通信。它是利用不同 波长的光在一条光纤上同时传输多路信 号
2.3.2 数据交换技术
计算机网络中的主机往往具有分散性，要想用某种介质把通信 的双发直接相连是不现实的，就算距离近可是通信对象也常常 更换并不固定。那数据如何从源站到达目地站呢？通常，数据 都要经过有中间节点的网络转发才能到达目的地。因此产生了 交换技术。这些中间节点无需处理数据的内容，其作用是提供 一个交换设备，把数据从一个节点传到另一个节点，最后到达 目地主机。常见的交换网络见图2-6。
• 单工数据传输：两站之间只能沿指定方向传输数据，反向传联
络信号
正向数据信道
A站
B站
反向信道
• 半双工数据传输：两站之间可以沿两个方向传输数据，但两个 方向信道
• 双工数据传输:两站之间可以同时两个方向传输数据
A站
B站
2．1．2 数据通信系统的模型
2、数据通信的方向 （1）单工通信
2.1.1数据、信息、信道与信号
信息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
数据一般可以理解为“信息的数字化形式” 和“数字化信息的形式”。
数据—表达信息的实体。 数据：数据可分为模拟数据与数字数据两
种。
数据是不能直接传输的，必须把它转换 成适合某种具体介质传输的光或电信号， 这个过程叫编码。
利用模拟信号来传递数据的过程称为模拟通信。模拟通信的
应用很多，如普通电话、广播、电视。
信源
模拟通信系统主要由信源、调制器、信道、解调器、信宿以
及噪音源组成。其传输过程可简单表示如图2-2。
信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪音源
2.数字通信系统 利用数字信号来传递数据的过程称为数字通信。
计算机有线局域网、数字电话、数字电视都是数字通 信的应用。
并行传输：一次可以传送一个字节(8位)， 发端到收端用8根线。
1 异步方式
异步方式又称起止同步方式，它把各个 字符分开传输，字符之间插入同步信息
2 同步方式
同步式要求不管是否传输信息代码，每 个比特位必须在收发两端始终保持同步， 中间没有间断时间，即为比特位同步。
2.2.4 数据传输方向
基带传输：指在通信电缆上原封不动地传输由 计算机或终端产生的0或1数字脉冲信号
频带传输：在远距离通信时，需要将数字信号 调制成音频信号再发送和传输，接收端再将音 频信号解调成数字信号 。
宽带传输：指传输介质的频带宽度较宽的信息 传输，一般在300-400MHz左右
串行传输：指一位一位地传送数据，从 发送端到接收端只要一根传输线即可
从广义上讲，通信是指用任何方法通过任何介 质将信息（Information）从一地传送到另一地。 通信的目的就是交换信息。信息是笼统的概念， 其载体可以是数字、文字、语音、图形图象等。
数据通信关心的是数据的表示方式和传输方法。 数据一般可以用数字信号或模拟信号这两种方 式来表示。于是出现了数字通信系统和模拟通 信系统。
数字通信系统主要由信源、编码器、信道、解码 器、信宿组成。其传输过程可用图2-3简单表示。
信源
编码器
信道
解码器
信宿
噪音源
1.不管是数字通信还是模拟通信， 其信源都不受限，即可以是数字 数据也可以是模拟数据。
2.数字通信系统的信道上传输的 一定是数字信号，同理通信系统 的信道上传输的一定是模拟信号。
2、数据通信的主要技术指标
（3）误码率
误码率指在数据传输中的错误率。在计 算机网络中一般要求数字信号误码率低 于10-6
多路复用就是在数据通信系统中，允许 两个或多个数据源共享同一个传输介质， 就像每个数据源都有自己的信道一样。 其基本方法是在发送端将若干个彼此无 关的信号合并为一个能在一个共用信道 上传输的复合信号，在信号的接收端还 能将复合信号分离出原来的若干个彼此 无关的信号来
信号简单地讲就是经过编码的信息在介 质传输。
根据信号参量取值的不同，信号可分为 数字信号和模拟信号，或称为离散信号 和连续信号
连续信号和离散信号
信道：传输信息的必经之路称为“信道”。 在计算机中有所谓物理信道和逻辑信道之 分
2.1.2通信系统
数据通信系统的模型
2.1.2通信系统
1.模拟通信系统
数据通信的基本概念 数据通信方式 数据通信技术 传输介质
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
第二章 数据通信基础与传输介质
计算机网络是计算机技术与通信技术相结 合的产物。数据通信主要负责数据或者说 信息的传输，计算机则主要对数据信息进 行处理，两者紧密结合，缺一不可。要能 较好的理解计算机网络，必须对网络的通 信原理有一定的理解。我们将主要从计算 机网络的角度出发，对数据通信技术做一 些基础介绍。
2．1．2 数据通信系统的模型
2、数据通信的方向 （2）半双工通信
2．1．2 数据通信系统的模型
2、数据通信的方向 （3）全双工通信
1、数据通信的主要技术指标
（1）带宽
在模拟信道中，我们常用带宽表示信道传输信 息的能力，带宽即传输信号的最高频率与最低 频率之差
（2）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
数据传输类型的分类方法有多种。 根据数据在通信信道上的信号类型划分，
有基带传输和宽带传输。 根据同时在通信信道上传输的数据位数
划分，有并行传输和串行传输。 根据信号传送的方向与时间的关系划分，
有单工通信，半双工通信和全双工通信。 按同步技术分，有异步传输和同步传输。
2.2.1 基带传输与宽带传输