数据通信基本知识讲解
数通基本知识讲解
数据通信基本知识所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。
计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。
一、有线传输介质(Wired Transmission Media)有线传输介质在数据传输中只作为传输介质,而非信号载体。
计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。
1. 铜线铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference),我们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆。
(1)双绞线双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,容易安装,常用于对通信速率要求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。
同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
2.玻璃纤维目前,在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质,它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体,因此我们又将之称为光导纤维,简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。
光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯),外加包层(硅橡胶)和保护层构成。
第2章 数据通信基础知识(4学时)
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
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2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系, 按照信号传送方向与时间的关系 , 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道, 单工方式指通信信道是单向信道 , 数据信号仅沿一 个方向传输,发送方只能发送不能接收, 个方向传输 , 发送方只能发送不能接收 , 而接收方只能 接收而不能发送,任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 , 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如,无线电广播和电视都属于单工通信。 例如,无线电广播和电视都属于单工通信。
1、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。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式:将构成1 方式:将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输, 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输,如,并行传输中一次传送8个比特。 优缺点:速度快,但发送端与接收端之间有若干条线路, 优缺点: 速度快 ,但发送端与接收端之间有若干条线路 ,费 用高, 适合于近距离和高速率的通信。 用高, 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
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2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送, 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送,但同一 时刻一个信道只允许单方向传送, 时刻一个信道只允许单方向传送,即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时, 能交替进行。当改变传输方向时,要通过开关装置进行 切换。 切换。
数据通信的基础知识概述
数据通信的交换⽅式及适⽤范围数据通信的分类络及其协议数据通信的应⽤前景数据通信是通信技术和计算机技术相结合⽽产⽣的⼀种新的通信⽅式。
要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有有线数据通信与⽆线数据通信之分。
但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来,⽽使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
数据通信的交换⽅式及适⽤范围1.数据通信的交换⽅式通常数据通信有三种交换⽅式:(1)电路交换电路交换是指两台计算机或终端在相互通信时,使⽤同⼀条实际的物理链路,通信中⾃始⾄终使⽤该链路进⾏信息传输,且不允许其它计算机或终端同时共亨该电路。
(2)报⽂交换报⽂交换是将⽤户的报⽂存储在交换机的存储器中(内存或外存),当所需输出电路空闲时,再将该报⽂发往需接收的交换机或终端。
这种存储—转发的⽅式可以提⾼中继线和电路的利⽤率。
(3)分组交换分组交换是将⽤户发来的整份报⽂分割成若于个定长的数据块(称为分组或打包),将这些分组以存储—转发的⽅式在内传输。
第⼀个分组信息都连有接收地址和发送地址的标识。
在分组交换中,不同⽤户的分组数据均采⽤动态复⽤的技术传送,即络具有路由选择,同⼀条路由可以有不同⽤户的分组在传送,所以线路利⽤率较⾼。
2.各种交换⽅式的适⽤范围(1)电路交换⽅式通常应⽤于公⽤电话、公⽤电报及电路交换的公⽤数据(cSPDN)等通信络中。
前两种电路交换⽅式系传统⽅式;后⼀种⽅式与公⽤电话基本相似,但它是⽤四线或⼆线⽅式连接⽤户,适⽤于较⾼速率的数据交换。
正由于它是专⽤的公⽤数据,其接通率、⼯作速率、⽤户线距离、线路均衡条件等均优于公⽤电话。
其优点是实时性强、延迟很⼩、交换成本较低;其缺点是线路利⽤率低。
电路交换适⽤于⼀次接续后,长报⽂的通信。
(2)报⽂交换⽅式适⽤于实现不同速率、不同协议、不同代码终端的终端间或⼀点对多点的同⽂为单位进⾏存储转发的数据通信。
由于这种⽅式,络传输时延⼤,并且占⽤了⼤量的内存与外存空间,因⽽不适⽤于要求系统安全性⾼、络时延较⼩的数据通信。
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制:将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调:将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页,共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制:正脉冲代表1,负脉冲代表0 ❖ 不归零制:正电平代表1,负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一,通常使用的同步技术有两种:
异步方式 同步方式
第二十八页,共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中,每传送1个字符(7位或8位)都要在每个字 符码前加1个起始位,以表示字符代码的开始,在字符代码和校验 码后面(hòu mian)加1或2个停止位,表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多,那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页,共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽,单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码:位周期中心的上跳变表示0,下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码:位的开始边界有跳变上跳 变表示0,无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高, 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页,共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
第2章-数据通信基础知识
同步 TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 统计TDM
周期2 可用带宽
A1 B1 B2 C2
周期1
周期2
2.5 差错控制与流量控制
1.差错的产生
1)差错的定义
通过通信信道后接收的数据与发送的数据不 一致的现象。
2)差错产生的原因和类型
差错产生的原因是热噪声。主要有信道固有 的随机热噪声和外界因素引起的冲击热噪声。
外护套
加固材料 塑料屏蔽层
玻璃纤维和包层
图2-4光缆结构
(4)无线通信
电磁波传播方式有两种:无线、有线 常用的有微波、红外线和可见光。 无线通信系统有:微波通信、蜂窝移动通信和卫星通信。
微波只能沿直线传播,在地面一般采用点对点方式通信。 蜂窝移动通信是广播式传输,采用多址接入技术区分用户。
卫星通信覆盖面积大,通信距离远,通信费用和距离无关, 有传输延迟。
• 单工:数据单向传输(无线电广播)
• 半双工:数据可以双向传输,但不能在同一时刻双向传输
(对讲机) • 全双工:数据可同时双向传输(电话)
两个方向的信号共享链路带宽: 1)链路具有两条物理上独立的传输线路,或 2)将带宽一分为二,分别用于不同方向的信号传输
数据通信的操作方式
3.数据通信中的主要技术指标
统计时分多路复用(ATDM)-也叫异步时分多路复用
根据用户对时间片的需要来分配时间片,没有数据传 输的用户不分配时间片,同时,对每一个时间片加上用户 标识,以区别该时间片属于哪一个用户。提高了通信线路 利用率。
该技术为异步传输模式ATM的研究奠定了理论基础。
t1 t2 t3
A B C D
待发数据
数据通信技术基础的知识点整理3篇
数据通信技术基础的知识点整理第一篇:物理层基础一、数据通信基础概念1. 数据通信:指在两个或多个设备之间传输数据所使用的技术和方法。
2. 信号:数据在传输过程中所采用的电、光等物理形式。
3. 信道:数据通过的传输媒介。
4. 带宽:信道所能够传输的数据量。
5. 波特率:信号每秒钟变化的次数。
6. 编码:将数据转换为特定的电信号或光信号。
二、模拟信号与数字信号1. 模拟信号:连续的信号,可以取得任意一连串数值。
2. 数字信号:离散的信号,只能取到有限的数值。
三、调制与解调1. 调制:将数字信号转化为模拟信号的过程。
2. 解调:将模拟信号重新转化为数字信号的过程。
四、常见的调制方法1. 幅度调制(AM):将数字信号调制到载波中的幅度上。
2. 频率调制(FM):将数字信号调制到载波中的频率上。
3. 相位调制(PM):将数字信号调制到载波中的相位上。
五、数字通信系统中的编码方式1. 非归零编码:0对应低电平,1对应高电平。
2. 归零编码:每个位周期的中间都有一次电平变化,0对应低电平,1对应高电平。
3. 曼彻斯特编码:每个比特都由一个位周期内两次电平跳变组成。
4. 差分曼彻斯特编码:每个比特的位周期内第一次电平跳变表示1,否则表示0。
六、常见传输介质1. 双绞线:应用广泛,可分为UTP和STP两种。
2. 同轴电缆:常用于有线电视和以太网。
3. 光纤:传输速度快,适用于远距离传输。
4. 无线电波:适用于无线网络和移动通信。
七、多路复用技术1. 时分复用(TDM):将时间分成若干时隙,不同的信号在不同的时隙进行传输。
2. 频分复用(FDM):将频率带宽分成若干频道,不同的信号在不同的频道进行传输。
3. 波分复用(WDM):利用光的不同波长来实现频分复用。
4. 码分复用(CDM):每个用户分配唯一的码,所有用户共用相同频率带宽,通过解码来实现分离。
八、数据的传输方式1. 单工传输:只有一个方向的传输,如广播电视。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域,主要研究计算机之间的数据传输,包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后,以数字模式传输。
在数字信号传输过程中,需要选择合适的传输介质、信号调制方式,以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有:1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中,常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介,包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术,它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误,以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验(CRC)和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中,需要选择合适的传输介质、信号调制方式,以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有:1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中,常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介,常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中,信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加,信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中,最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络,主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
数据通信的基础知识
并行通信信道
9
串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下,并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道,实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信(如计算机中)
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
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二、数据通信的系统模型
信号(signal)是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
3
模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号,又
信号,通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式,因此也被称作
离散信号。
4
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
13
三、数据通信系统的性能指标
速率(数据传输速率) 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量,其基本单位是比特每秒(bit per second,简写为bps)。
信道的最大传输速率又被称为信道容量,它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度,即信道所能传输信 号的频率范围,其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
数据通信的基础知识
数据通信的基础知识数据通信是一个广泛的领域,它涵盖了很多与数据传输和通信相关的知识和技术。
数据通信的基础知识包括以下几个方面:1.数据通信的定义和作用数据通信通常是指通过某种通信媒介(如电缆、光纤、无线电波)传输数字数据的过程。
它可以使得不同的设备(如计算机、路由器、交换机)之间进行数据交换,并使得人们能够访问远程网络。
数据通信的作用在于促进信息的传输和共享,提高工作效率和信息化程度。
2.数字信号与模拟信号在数据通信中,数字信号和模拟信号是两个基本概念。
数字信号是由一系列离散的数字来表示的信号,它在传输和处理过程中具有较强的抗干扰能力和可靠性。
而模拟信号则是由连续的模拟波形来表示的信号,容易受到噪声和干扰的影响。
3.编码和解码技术在数据通信中,编码和解码技术是非常重要的技术手段。
编码技术是将数字信息转换为某种信号格式的过程,常见的编码技术有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
解码技术则是将接收到的信号解析成原来的数字信息的过程,常见的解码技术有线性解码、非线性解码等。
4.数据传输的基本方式数据传输的基本方式主要包括点对点传输、广播传输和多播传输三种方式。
点对点传输是指数据只能在两个设备之间进行传输,所需的网络带宽和传输速度较高。
广播传输则是指数据可以在网络中的所有设备之间进行传输,但会占用大量的网络资源。
多播传输则是指数据可以在网络中的一个组中的所有设备之间进行传输,而不影响其他设备。
总的来说,了解数据通信的基础知识对于我们理解和应用网络技术以及保障信息安全都具有重要的意义。
在日常生活和工作中,我们需要更多地学习和掌握有关数据通信的知识,以不断提高自己的技能水平和工作效率。
数据通信基础知识
数据传输速率
1.4
信道容量
1.5
数据通信系统的主要性能指标
1.6 1.7
数据信号的传输方式 数字数据信号的编码
1.8
多路复用技术
目录
1.9
数据传输介质
1.10 数据通信网
1.1.1 数据通信的基本概念
4
数据是信息的表示形式,是信息的物理表现。所有信息都要用某种形式的数据表 示和传播。例如,“汽车”可以使用文字、声音、图画等数据形式表示。信息是 数据表示的含义,是数据的逻辑抽象。信息不会因数据的表示形式不同而改变。 但在一般情况下并不严格地区分信息与数据,比如把数据帧也叫信息帧,传递数 据也叫传递信息。
代码在顺序传输过程中一般以b1为第一位,b7为最后一位。 为了提高可靠性,常在b7之后附加一位b8用于奇偶校验。
ASCII是当前在数据通信中使用最普遍的一种代码,我国在 1980年颁布的国家标准GBl988-80“信息处理交换用的七位编 码字符集”也是根据ASCII制定的,它与ASCII的差别只在于2/4 位置上,将国际通用货币符号“¤”改为“¥”,在国内通用。
数据通信与计算机网
第1章 数据通信基础知识
1 掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。
2
掌握数据通信的数据传输速率、传输方式、信道容量 和性能指标。
学习目标
3 掌握数据通信的传输方式、复用技术和数字编码。 4 了解数据传输介质、数据通信网的构成和分类。
1.1
数据通信概述
1.2
数据传输代码
1.3
2.国际电报2号码
17
国际电报2号码(ITA2)是一种5单位代码,又称波多码,是 起止式电传电报通信中的标准代码。目前在采用普通电传机作为 终端的低速数据通信系统中,仍使用这种代码。
数据通信基础
“数字信号”是一种离散信号
第2章 数据通信基础
“模拟信号”是一种连续变化的信号
第3 页
2.1 数据通信的基本概念
4. 信道及信道的分类 (1)信道:信号传输线路。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”。
第8 页
图2-2 比特率和波特率的区别
比特率和波特率在实际应用中的区别与联系
第2章 数据通信基础
第9 页
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,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。
第2章 数据通信基础
第18页
2. 数字信号的编码
在基带传输中,用不同极性的电压、电平值代 表数字信号 “0”和“1”的过程,称为基带信号的 “编码”;其反过程称为“解码”。
第2章 数据通信基础
第16页
2.3 数据传输类型及相应技术
数据通信专指信源(发送信息的一方)和信宿 (接收数据的一方)中信号的形式均为数字信号的 通信方式。 可以将“数据通信”定义为:在不同的计算机 和数字设备之间传送二进制代码“0”、“1”对应的 比特位信号的过程。 在数据通信过程中,传输的数据信号的类型不 同,使用的技术就不同。为此,数据传输系统有 “基带传输”和“频带传输”两种传输方式。
数通基本知识
数据通信基本知识所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用,为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路. 计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类.一、有线传输介质(Wired Transmission Media)有线传输介质在数据传输中只作为传输介质,而非信号载体。
计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为:铜线和玻璃纤维。
1。
铜线铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质,它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference),我们使用两种基本的铜线类型:双绞线和同轴电缆。
(1)双绞线双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路,它既可减小流过电流所辐射的能量,也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种,双绞线的线路损耗较大,传输速率低,但价格便宜,容易安装,常用于对通信速率要求不高的网络连接中.(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成.同轴电缆频带宽,损耗小,具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能.按特性阻抗值不同,同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
2.玻璃纤维目前,在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质,它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体,因此我们又将之称为光导纤维,简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable).光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯),外加包层(硅橡胶)和保护层构成。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础知识2.1 数据通信技术2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信1.几个术语的解释1)数据-定义为有意义的实体。
数据可分为模拟数据和数字数据。
模拟数据是在某区间内连续变化的值;数字数据是离散的值。
2)信号-是数据的电子或电磁编码。
信号可分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波;数字信号则是一系列离散的电脉冲。
可选择适当的参量来表示要传输的数据。
3)信息-是数据的内容和解释。
4)信源-通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。
5)信宿-通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。
6)信道-信源和信宿之间的通信线路。
2.模拟信号和数字信号的表示模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示:图2.1 模拟信号、数字信号的表示3.模拟数据和数字数据的表示模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示,因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据,在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。
1)模拟数据可以用模拟信号来表示。
模拟数据是时间的函数,并占有一定的频率范围,即频带。
这种数据可以直接用占有相同频带的电信号,即对应的模拟信号来表示。
模拟电话通信是它的一个应用模型。
2)数字数据可以用模拟信号来表示。
如Modem可以把数字数据调制成模拟信号;也可以把模拟信号解调成数字数据。
用Modem拨号上网是它的一个应用模型。
3)模拟数据也可以用数字信号来表示。
对于声音数据来说,完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。
它将直接表示声音数据的模拟信号,编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。
数字电话通信是它的一个应用模型。
4)数字数据可以用数字信号来表示。
数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示,但为了改善其传播特性,一般先要对二进制数据进行编码。
数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。
第2章 数据通信基础知识
模拟通信系统仅使用模拟传输方式 数字通信系统既可以使用模拟传输方式又可使 用数字传输方式。
数字通信的主要优点
(1)抗干扰能力强 (2)便于加密处理 (3)易于实现集成化,从而减小通信设备体积和功耗 (4)利于采用时分复用实现多路通信
图2-2 模拟通信和数字通信抗干扰性能的比较
2.1.3 数据通信的主要技术指标
2.3.2 信源编码技术
1.数字数据的模拟信号编码
① 幅移键控法(ASK,Amplitude Shift Keying)。幅移 键控法又称幅度调制(AM,简称调幅),是调制载波的 振幅,用载波信号的幅度值表示数字信号“1”和“0”。 通常用有载波ω表示数字信号“1”,无载波表示数字信号 “0”。 ② 频移键控法(FSK,Frequency Shift Keying)。频移 键控法又称频率调制(FM,简称调频),是调制载波的 频率,用载波信号的不同频率(幅值相同)表示数字信 号“1”和“0”。用ω1表示数字信号“1”,用ω2表示数字 信号“0”。 ③ 相移键控法(PSK,Phase Shift Keying)。相移键控 法又称相位调制(PM,简称调相),是调制载波的相位, 用不同的载波相位(幅值相同)表示数字信号“1”和 “0”。绝对调相使用相位的绝对值,相位为0表示数字信 号“1”,相位为π表示数字信号“0”。相对调相使用相位 的相对偏移值,当数字数据为0时,相位不变化;数字数 据为1时,相位偏移π
2.通信系统的性能指标
(2)数字通信系统的质量指标
数字通信系统的有效性用信息传输速率来度量。 它是指单位时间内传输的信息量,单位为bit/s。 数字通信系统的可靠性用误码率来度量。它是 指接收错误的码元数与传输的总码元数之比, 即
在有线信道或卫星传输信道中,误码率可以达 到10-7;而在无线短波信道内只能达到10-3。
数据通信基础概念知识
在基带传输中,必须解决两个最基本的问题: 基带信号的编码问题;收发双方的同步问题. (2)基带信号的编码问题 常采用的编码方式有三种: ①不归零编码 编码规则.用正电压表示”1”,用负电压表
示 “0”. NRZ编码的特点与同步信号 优点: 简单,容易实现.
18
缺点:收发双方无法保持同步.为了保证收 发同步,必须在发送NRZ编码的同时,用另一 个信道同时发送同步时钟信号. ②曼彻斯特编码(Manchester) 编码规则 每比特的周期T分为前后两个相等的部分. 前半周期传送该码元值的反码,后半周期 传送该码元值的原码. 中间的电平跳变作为双方的同步信号
1948年香农经研究得出了著名的香农公式 该公式指出,信道的带宽和信噪比越高,则信 道的容量就越高.
在网络设计中,一定要注意所用的数据传输 速率一定要低于信道容量所规定的数值.
13
5.带宽,数据传输速率和信道容量的关联 6.误码率 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.可表示为:
每秒钟的变化次数.具体来讲,在数据传输过
程中,线路上每秒钟传输的波形个数就是波
特率B.
10
假设T表示每个波形的持续时间,则调制速
率可以表示为:
B
1 T
.
比特率和波特率之间有下列关系: SBlo2gn
其中,n为一个脉冲信号所表示的有效状态数. 对于多相调制来说,n表示相的数目.如,在二相调制 中,n=2,所以S=B,但在多相(n大于2)调制时,则有 S>B.(见表1-2)
9
1.3.2通信系统的主要技术指标
1.数据传输速率S(,它是
指在有效带宽上,单位时间内所传送的二进
制代码的有效位数.常用 b/s,Mb/s等单位
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数据通信中的主要技术指标
信道容量
信道在单位时间内传输的最大信号量,表 示信道的传输能力。常用数据传输率bit/s 表示。
信道容量与信道带宽成正比,因此常以带 宽来表示信道容量。
数据通信中的主要技术指标
误码率
二进制数据位传输时出错的概率。 在计算机网络中,一般要求误码率低于
10e-6,若误码率达不到这个指标,可通过 差错控制方法检错和纠错。
功能:完成数据信号的变换。因为传输信道 可能是模拟的,也可以是数字的。
Modem就是模拟信道的数据电路终端设备。
数据--信息的表示方法
数据:传输信息的实体,分为模拟数据 与数字数据
模拟数据:连续信息,是时间的连续函数 数字数据:离散信息,是时间的离散函数
信号
信号:数据在传输过程中的表现形 式(电气或电磁表现),分为模拟 信号与数字信号
本课程主要内容:
第1章:计算机网络概述 第2章:数据通信基本知识 第3章:计算机网络体系结构 第4章:局域网原理与技术 第5章:Internet技术与应用 第6章:网络信息安全与网络管理
第2章 数据通信基础知识
2.1 数据通信系统 2.2 数据传输方式 2.3 数据交换技术 2.4 差错控制技术 2.5 数据传输的基本介质
异步传输的单位是字符而同步传输的单位是帧。 异步传输相对于同步传输效率较低。
多路复用技术
终端 终端 终端
多
多
路 复
信道
路 复
用
用
器
器
终端 终端 终端
多路复用技术
多路复用的目的:
充分利用昂贵的通信线路,尽可能地容纳较多的用户, 传输更多的信息
多路复用的基本原理:
当物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需的带宽 时,可将该物理信道的总带宽分割成若干个固定带宽 的子信道,并利用每个子信道传输一路信号,从而达 到多路信号共用一个信道,充分利用信道容量。
频率 频率 5 频率 4 频率 3 频率 2 频率 1
时间
多路复用技术
时分复用TDM
各路信号可利用相同的频段分时占用信道
频率
在 TDM 帧中的 位置不变
ABCDABCDABCDABCD …
TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧 TDM 帧
时间
时分复用TDM
时分复用可能会造成线路资源的浪费
入 数
DCE
的信号
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号 DCE 出 DTE 出
数
信
据
息
数据终端设备(DTE)
DTE---用于发送和接收数据的设备。可 以是大、中、小型计算机和PC,也可 以是一台接收数据的打印机
数据电路终接设备(DCE)
DCE---用来连接DTE与数据通信网络的设备。 它是DTE与通信子网的接口。
但数字信号比模拟信号容易衰减,因而数字信 号只能在有限的距离内传输。当要增大传输距 离时可使用中继器。
模拟信号和数字信号的传输
数据传输形式有四种:
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
信道
通信中传递信息的通道 由相应的发送、转发、接收信息的设备及传输
模拟信号:随时间连续变化的电流、 电压或电磁波
数字信号:离散的电脉冲或光脉冲
V(t)
模拟信号
0
t
V(t)
数字信号
0
t
模拟通信和数字通信
模拟通信:信道中传输模拟信号 数字通信:信道中传输数字信号
数字通信与模拟通信比较
一般数字信号传输比模拟信号传输更便捷、可 靠,因为信号不需要调制解调过程,且很少受 噪声干扰的影响。
多路复用技术
常用的多路复用技术
频分复用FDM Frequency Division Multiplexing
时分复用TDM Time Division Multiplexing 码分复用CDM Code Division Multiplexing
多路复用技术
频分复用FDM
各路信号利用不同的频段同时进行传输
校验位停止位 空闲位 0/1 0/1 1 1 1
低位
高位
同步通信
同步通信:以数据块方式传送,数据块内的字符 一个接一个传送,数据块以同步字符开始,无信 息传送时,要以同步字符填充.发送接收时钟要 严格同步.
~~ ~~
同步字符 数据 数据
数据 校验字符
同步与异步传输的区别
异步传输是面向字符的传输,而同步传输是面向比 特的传输。
介质等组成 一个通信电路可以包括一个或多个信道 模拟信道、数字信道
模拟信道:用模拟信号形式传输数据的 信道,称为模拟信道。
数字信道:用数字信号形式传输数据的 信道,称为数字信道。
数据通信中的主要技术指标
信道带宽
带宽目前有两种相差甚远的含义: 电子学上的带宽,是指电路可以保持稳 定工作的频率范围 数据传输概念上的带宽,是指每秒传输 的二进制位数
2.2 数据传输方式
按数据传输的顺序分为:串行传输和并行传输 串行:只有一条数据线,数据一位位顺序传送 特点:速度低但成本也低; 支持长距离传输
并行:多个数据位利用多条数据线同时传输 特点:速度高但成本也高;不支持长距离传输。由
于信道之间的电容感应,远距离传输时,可靠 性较低。
串行传输和并行传输
通过数据电路将分布在远
地的数据终端设备连接起来,
2.1数据通信系统
实现数据传输、交换、存储和 处理的系统。
数据通信系统构成
数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通信系统
数字比特流 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
发送
传输 系统
入 信
DTE
按数据传输的同步方式分为:同步传输和异步 传输
异步通信:以字符为单位传输,每个字符带有起始 位与停止位,字符之间的间隔是任意的,发送接收 时钟不要求严格同步。 异步通信帧格式:起始位,数据位,奇偶位,停 止位。
异步通信帧格式
帧格式:起始位,数据位,奇偶位,停止位
起始位
字符 数据位
1 0 0/1 0/1 …
目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。
数据传输方式
串行通信的方向性结构有三种:单工、半 双工、全双工
数据流
发送设备
发送设备 接收设备
发送设备
通信连接 (a) 单工方式
数据流
通信连接 (b) 半双工方
式 数据流
接收设备
发送设备 接收设备
发送设备
接收设备
通信连接 (c) 全双工方式
接收设备
数据传输方式