数字通信基础知识总结
计算机网络数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
4. 通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
信源：一次通信中产生和发送信息的一端
信宿：一次通信中接收信息的一端 信道：信源和信宿之间传送信息的通道，以通信线路为物质基础
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2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的主要构成
2.1 数据通信的基本概念
1. 数据传输系统（通信子网）的组成：
传输线路：信息的传输路径（包括传输介质和中继设备）
传输介质：有线的（如同轴电缆、光纤，双绞线等），无线 的（微波、无线电、红外线等）
中继设备：信号在传输过程中有衰减，每隔一定距离需要对 传输信号放大、恢复信号幅度和相位后继续传送
调制解调器
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。
➢ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号能力的重要参数。
“带宽”同“速率”之间关系如何？
由于信道带宽总是有限的，以及信道干扰的存在，信道的数据 传输速率总会有一个上限，并且和带宽有相应关系。
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频带，单位用赫兹（Hz）表示。 信道带宽是由信道的物理特性所决定的，例如，电话线路的频率
范围在300～3400Hz，则它的信道带宽300～3400Hz ；
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2.2 信道及其主要特征
2.信道容量（信道最大数据传输速率 ）：
➢ 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）
0 100 10 1 A B
码元 信息比特
数字通信基础知识大全讲解
数字通信基本知识点1 非均匀量化器由压缩器和均匀量化器组成2 某数字传输系统的信息速率为64Kibt/s.若采用十六进制码元信号传输,则码元速率为16KB.3 解决均匀量化小信号(S/D)dB太小的缺点的最好方法是采用非均匀量化.4 未过载时,均匀量化误差的最大值|e|为△/25 标志信号的插样周期为250µs6 PCM30/32路系统路脉冲的频率为8000HZ7 PCM30/32系统的一个同步帧的时间为250µs8 PCM30/32路基群每秒传8000帧,每帧包括32个路时隙,每个路时隙包括8bit,则系统总的数码率为2048kbit9 非均匀量化与均匀量化信噪比的关系为(S/D)dB非均匀=(S/D)dB均匀+[Q]dB10 数字信号的复接要解决两大问题,即同步和复接11 PCM三次群的数码率34.368Mbit/s能够复用的话路数为480路12 升余弦均衡的缺点是实现困难,优点是无码间干扰13 多路信号互不干扰的沿同一条信道传输称为信道复用14514 13折线压缩特性曲线第6段的斜率是115 利用PCM信道传输数据信号通常称为数字数据传输16 数字通信系统的主要缺点是占用频带宽17 某数字通信系统的传信率为9600bit/s若采用八进制码元进行传输,则码元速率为3200B18 数字通信系统优点之一是能够消除噪声的沿途积累19 语声信号采用非均匀量化的目的是为了提高小信号的量化信噪比20 语声信号的概率密度函数服从指数分布21 均匀量化量若量化间隔为△,则量化噪声的平均功率为△2/1222 抽样时,若抽样速率不满足抽样定理,则会产生折叠噪声23 模拟信号与数字信号的区别是根据幅度是否离散24 我国PCM30/32路系统使用的是A律25 使用A律13折线压缩特性对抽样后脉冲进行编码时,段内码由4位二进制组成26 复接抖动是由于扣除复接时的插入脉冲而产生的27 PCM30/32路系统传输一个复帧所需的时间是2ms28 眼图的张开度越大,码间干扰越小14529 PCM32/32路系统的帧的帧结构中,TS16是隙用来传输信令信号30 PCM30/32路系统中一次群的帧长为256bit31 孔径效应就是由于脉冲的脉宽不够窄产生的32 发端低通滤波器的主要作用是限制活音信号的频带33 SDH网同步采用主从同步方式34 压缩性曲线的斜度与量化信噪比改善量的关系是斜率越大改善量越大35 PCM通信中收端定时系统的时钟是从信码码流中提取的36 CCITT规定第27话路的信令网码是在F12帧,TS16时隙后4位37 误失步的平均时间间隔T误与前方保护计数m的关系是T误≈Ts/(PeL)m38 HDB3码不含时钟分量39 AMI码的直流成分为没有40 SDH目前普遍采用的数字复接实现方法为按字复接41 量化级数N与码元位数L的关系是N=2的L次幂42 采用均匀量化时,当编码位数增加1位时,量化信噪比提高6B43 在非均匀量化中,通常采用的压缩特性有A律和µ律14544 PCM30/32系统中路脉冲的重复频率为8KHZ45 PCM30/32系统中复帧脉冲的重复频率为0.5KHZ46 非线性编码时,段落码由3位二进制码构成47 同步系统中采用前方保护的目的是防止假失步48 PCM30/32系统中的帧同步码型为001101149 PCM30/32路帧结构中,话路时隙为TS1-TS15,TS17-TS3150 SDH的帧周期为125µs51 PCM二次群的数码率为8448kbit/s52 将信码变换为适应于信道传输码型的过程称为线路编码53 PDH目前普遍采用的数字复接的实现方法为按位复接54 补偿孔径效应失真的措施是解码后加入均衡电路55 衡量数字信道的主要质量指标是数码率和误码率56 折叠噪声是由发端低通特性不良造成的57 量化值取其量化间隔的中间值可使量化级数最小58 HDB3码的误码增殖比ε=1.6,说明该码存在误码增殖14559 帧同步系统的前方保护计数越大.系统的稳定性越好60 STM-16一帧的字节数为9×270×1661 由于PAM信号是时间离散,幅度连续的信号,故它属于模拟信号62 易于加密是数字通信系统的优点63 某数字传输系统的信息速率为4800bit/s.若采用十六进制码元进行传输,则码元速率为1200B(N-R/log2M)64 对频带为(0-fm)Hz的话音信号,其抽样速率fs必须满足Fs≥2Fm65 量化分为均匀量化和非均匀量化66 均匀量化信噪比的公式是(S/D)dB=20log3N+20logXe.其中码位增加一位时,量化信噪比增加6dB67 非均匀量化信噪比与均匀量化信噪比的关系为(S/D)非均匀=(S/D)均匀+Q68 在PCM30/32系统中位脉冲的重复频率为256KHz69 PCM发端,收端时系统的主要区别在于发端采用主振时钟,而收端则采用定时提取70 同步系统中采用后方保护的目的是防止伪同步71 反映数字通信系统可靠性的主要指标是误码率72 收端低通的作用是恢复或重建73 CCITT规定话音信号的抽样频率为fs=8000Hz，这样就留出了8000-6000=1200 Hz作为滤波器的防卫145带74 量化分为均匀量化和非均匀量化75 信噪比改善量和压缩特性曲线的有关，曲线越大，斜率越大76 满足抽样定理时抽样频率为fs≥2fm；带通型信号的抽样频率为2fm/n+1≤fs≤2f0/n，即fs=2（f0+ fm）/2n+177 帧同步码插入方式有两种分散插入和集中插入78 国际上有两大系列准同步数字体系，即PCM24路系列和PCM30/32路系列79扩大数字通信容量，形成二次以上的高次群的方法有两种，PCM复用和数字复用80 数字复接的实现主要有两种方法：按字复接和按位复接；数字复接解决两个问题：同步和复接81 数字复接的方法实际也就是数字复接同步的方法，有同步复接和异步复接82 SDH网的基本网络单元有终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和数字交叉连接设备（SDXC）本文由huanghaiyangt贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。
数据通信基础知识
‘A’ 01000001
01000001 ‘A’
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
• 编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 • 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 • 解调：接收波形→数字信号 • 解码：数字信号→原始数据
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▪ 多模光纤(MMF)
亮度调制
纤芯，折射率高 包层，折射率低
激光器
多束光线以不同的反射角传播
光检波器
▪ 单模光纤(SMF)：光纤的直径接近一个光波波长
激光器
单束光线沿直线传播
光检波器
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▪ 典型的光缆
单芯光缆
玻璃封套 塑料外套
玻璃内芯
多芯光缆
塑料外套 外壳
玻璃内芯
玻璃封套
常见规格：纤芯——50um缓变型-MMF 62.5um缓变型/增强型-MMF 8.3um突变型-SMF
9
▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况： 数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
10
▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
话音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
数字数据，模拟信号
数字 1010
模拟
调制
数字数据，数字信号
包层——125um
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▪ 高密度多芯光缆剖面结构
外套
加强芯
外鞘
光纤
封套 芯
加强芯 光纤束
数字通信基础知识
1 接 收 设 备 发 送 设 备 接 收 设 备 …
(a)
(b)
1.1.3 通信方式
3. 按通信网络形式分
(a) 两点间直通方式 (b) 分支方式 (c) 交换方式
终端A (a) 终端B 终端 A 终端 B 终端 C 终端 A 终端 B (b) 图1-3 终端 C … 终端 N (c) 终端 N 交换设备
1.3 通信技术发展概况
年到20世纪80 （2）近代通信阶段。从1948年到20世纪80年代光纤通信 ）近代通信阶段。 1948年到20世纪80年代光纤通信 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、 30多年 系统等投入使用共30多年，主要是通信统计理论、数字 传输理论及技术、 彩色电视、 卫星通信等方面的发展, 传输理论及技术 、 彩色电视 、 卫星通信等方面的发展 , 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 此阶段模拟通信用于普通产品，数字通信用于高端产品。 世纪80年代商用通信卫星、 （3）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星、程控 ）现代通信阶段。20世纪80年代商用通信卫星 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20 20多 数字交换机、光纤通信系统等陆续投入使用至今共20多 主要是卫星通信、 光纤通信、 移动通信、 年 , 主要是卫星通信 、 光纤通信 、 移动通信 、 多媒体通 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 信等方面的发展，数字通信进入寻常百姓家庭。 3. 通信技术发展史上的重大事件 通信技术发展史上的重大事件 现把从1838年到20世纪80 1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 现把从1838年到20世纪80年代通信发展上的重大事 件列于表1 从中可清楚地看到通信的发展过程。 件列于表1-2，从中可清楚地看到通信的发展过程。 1Biblioteka 3.2 通信技术的现状和发展趋势
数据通信的基础知识与物理传输媒体
数据通信的基础知识与物理传输媒体数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。
无论是通过互联网、局域网还是广域网，数据通信都是实现信息传递和资源共享的重要手段。
数据通信的基础知识包括以下几个方面：1. 数据传输方式：数据传输可以采用不同的方式，包括串行传输和并行传输。
串行传输是指逐位地发送数据，而并行传输是同时发送多个位的数据。
2. 数据传输速率：数据通信的速率通常以位每秒（bps）为单位。
传输速率越高，数据传输的效率越高。
3. 数据格式：在数据通信过程中，数据通常以特定的格式进行传输。
常见的数据格式包括ASCII码、二进制码等。
4. 错误检测和纠正：在数据通信中，由于传输信道的噪声和其他干扰因素的存在，可能会导致数据丢失或损坏。
为了保证传输的准确性，需要在数据中嵌入错误检测和纠正的机制，如校验码、循环冗余校验等。
5. 数据压缩：数据压缩是指将数据进行压缩以减小传输带宽的需求。
数据压缩可以通过各种算法实现，如Huffman编码、LZW编码等。
在数据通信中，物理传输媒体是指数据通过的介质。
常见的物理传输媒体包括以下几种：1. 双绞线：双绞线是一种常见的电缆传输媒体，用于局域网和广域网等场景。
双绞线由一对绝缘铜线绞合而成，可以传输高速数据信号。
2. 同轴电缆：同轴电缆是一种常用的传输媒体，用于电视信号、有线网络和卫星电视等。
同轴电缆由一个内导体、一个绝缘层和一个外导体组成。
3. 光纤：光纤是一种高速传输媒体，用于长距离传输和高带宽需求的网络。
光纤利用光的折射原理将数据信号从发送端传输到接收端。
4. 无线电波：无线电波是一种无线传输媒体，适用于无线通信和移动通信等。
通过调制和解调技术，数据可以通过无线电波在空中传输。
5. 卫星：卫星通信是一种通过人造卫星进行数据传输的方式。
数据可以通过地面站向卫星发送，再由卫星转发到指定地点。
综上所述，数据通信的基础知识包括数据传输方式、数据传输速率、数据格式、错误检测和纠正、数据压缩等。
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
数据通信的基础知识
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●通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道 任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：
信源 编码 调制 信道 解调 解码 信宿
噪声
编码器：数据适合传输的信号——便于识别、纠错 调制器：信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解码器：传输信号原始数据 解调器：接收波形数字信号序列
第二章 数据通信的基础知识
本章重点 基本概念 信道 传输媒体 编码
多路复用 ●数据交换技术 ●差错控制
●
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2.1 基本概念
●一些术语
数据(Data)：传递（携带）信息的实体（描述物体的数字 、字母或符号），信息(Information)则是数据的内容或解 释。 --模拟(Analog)数据是指在某个区间内连续变化的值。
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比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)是 单位时间内所传送的二进制位的个数，单位为bps 或b/s 。
码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元
码字: 码元的有意义的序列称为码字。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
如用modem通过拨号线路传输数字信号。
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2.3传输模式(通信方式)
按照通信中字节使用的信道数，数据通信方式可 分为串行通信和并行通信。 1．并行传输方式 采用并行传输方式，可以一次传输多位数据。相应 地，从发送端到接收端的信道需要若干根传输线。 例如，计算机的并行口常用于连接打印机，每次并 行输出8位数据，如图所示。 2．串行传输方式 串行传输是一位一位地传送的，从发送端到接收端 只要一根传输线即可如图所示。 2013/7/22 page 26
通讯基础必学知识点
通讯基础必学知识点1. 通信基本原理：通信基本原理包括信息的编码与调制、信道的传输与传播、信号的解调与解码等方面。
编码与调制是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程；信道的传输与传播是指信号在通信介质中传输的过程；信号的解调与解码是将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
2. 信道与信噪比：信道是指信息传输的媒介，可以是电磁波在空间中传播的介质，也可以是电缆、光纤等导体。
信道的质量可以用信噪比来衡量，信噪比是信号功率与噪声功率之比，用来描述信号与噪声的相对强弱程度。
3. 数字通信技术：数字通信技术是将模拟信号转换成数字信号，并以数字信号进行传输和处理的通信技术。
数字通信技术具有抗干扰能力强、误码率低、传输容量大等优点。
常见的数字通信技术包括调幅、调频、调相、多址技术等。
4. 通信协议：通信协议是指计算机或通信设备之间进行通信时所遵循的规则和约定。
通信协议包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层等不同层次的协议。
常见的通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
5. 信号与系统：信号与系统是指信号的产生、传输、处理和分析等过程与方法。
信号可以是连续时间信号或离散时间信号，系统可以是连续时间系统或离散时间系统。
信号与系统理论是通信系统设计和信号处理等领域的基础。
6. 调制与解调技术：调制与解调技术是将数字信息转换成模拟信号或数字信号的过程，以及将模拟信号或数字信号转换成数字信息的过程。
常见的调制与解调技术包括调幅调制（AM）、调频调制（FM）、调相调制（PM）等。
7. 无线通信技术：无线通信技术是指通过无线电波或红外线等无线介质进行信息传输的技术。
常见的无线通信技术包括无线电通信、移动通信、卫星通信、蓝牙通信、红外线通信等。
8. 数据压缩与编码：数据压缩与编码是将冗余信息从数据中去除，减小数据量的过程。
数据压缩与编码可以将数据表示得更紧凑和有效，节省存储空间和传输带宽。
常见的数据压缩与编码技术包括哈夫曼编码、算术编码、字典编码等。
数据通信基础知识
数据通信基础知识数据通信是指通过传输介质将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为了人们生活和工作中不可或者缺的一部份。
本文将详细介绍数据通信的基础知识，包括数据通信的定义、传输介质、数据传输方式、数据通信的协议以及常见的数据通信技术。
一、数据通信的定义数据通信是指将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在数据通信中，数据被转换成电信号或者光信号，并通过传输介质进行传输。
数据通信可以是在同一地点内的设备之间进行，也可以是在不同地点之间进行。
二、传输介质传输介质是指用于传输数据的物理媒介。
常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
1. 有线传输介质有线传输介质是指通过物理线缆进行数据传输的介质。
常见的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。
- 双绞线：双绞线是一种由两根绝缘导线以一定的规则缠绕在一起的传输介质。
双绞线通常用于传输较短距离的数据信号，适合于局域网和电话路线等。
- 同轴电缆：同轴电缆是一种由内导体、绝缘层、外导体和外护层组成的传输介质。
同轴电缆适合于传输较长距离的高频信号，常用于电视信号和宽带网络等。
- 光纤：光纤是一种由光导纤维组成的传输介质。
光纤通过光的全内反射来传输数据信号，具有高带宽和抗干扰能力强的特点，常用于长距离的高速数据传输。
2. 无线传输介质无线传输介质是指通过无线电波或者红外线等无线信号进行数据传输的介质。
常见的无线传输介质包括无线局域网（WLAN）、蓝牙和挪移通信网络。
- 无线局域网（WLAN）：无线局域网是一种通过无线电波进行数据传输的局域网。
无线局域网适合于在有线网络无法覆盖的区域提供无线网络连接，常用于家庭、办公室和公共场所等。
- 蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，适合于在个人设备之间进行数据传输。
蓝牙常用于手机、耳机、键盘和鼠标等设备之间的无线连接。
- 挪移通信网络：挪移通信网络是一种通过无线电波进行挪移通信的网络。
挪移通信网络包括2G、3G、4G和5G等不同的技术标准，适合于挪移电话和挪移互联网等。
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。
数据通信技术基础知识
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。
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
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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。
第1章 数据通信基础知识总结
参考教材
• 《数据通信原理与技术（第2版）》 [达新宇 电子工业出版社]
• 《数据通信与计算机网络（第4版）》 [杨心强,陈国友 电子工业出版社]
• 《数据通信技术教程》 [吴延海，陈光军 北京大学出版社] • 《现代数据通信技术与应用》 [张亮 电子工业出版社] • 《通信原理》（第6版） [樊昌信 国防工业出版社 ] • 《物联网技术基础》 [解相吾、朱冠良 清华大学出版社 ]
● 课程概述
第1章 数据通信基础知识 第2章 数据通信关键技术 第3章 数据通信网基础 第4章 数据通信技术应用
4.1 物联网
4.1.1 物联网基本概念 4.1.2 物联网体系结构 4.1.3 物联网系统组成 4.1.4 物联网关键技术
4.1.5 物联网应用领域
4.2 三网融合 4.3 多媒体通信 4.4 下一代网络NGN
无线两大类。 ①有线介质。 看得见、摸得着，信号沿导线传输，能量相 对集中，传输效率较高。 ②无线介质。传输信息的媒质为自由空间，信号分散，传 输效率较低，安全性较差，分长波、中波、短波、超短波 和微波等。
1.4.1 传输介质概述
表2 常用传输介质类型与特点
1.4.1 传输介质概述
（2）传输介质的特性 ①物理特性。说明传输介质的特征。 ②传输特性。包括信号形式、调制技术、传输速率及频带宽度
1.2 通信系统技术基础
1.2.1 通信系统概述 1.2.2 模拟通信系统 1.2.3 数字通信系统 1.3 数据通信系统概述 1.4 数据通信传数据通信基础知识 第2章 数据通信关键技术 第3章 数据通信网基础 第4章 数据通信技术应用
2.1 数据通信传输技术 2.2 数据通信复用技术 2.3 数据通信交换技术 2.4 数据通信同步技术
数据通信基础知识
模拟的和数字的数据、信号
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
模拟信号和数字信号
模拟信号 时间上连续，包含无穷多个信号值
数字信号 时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的 是二值信号
t
t
a） 模拟信号
b） 数字信号
• 1 数据传输速率
–比特（bit）：即一个二进制位。
数据的传输速率
–比特率：为每秒传输的比特数bps或b/s。 –码元（Code cell）：时间轴上的一个信号编码单元。 –波特：每秒传送的码元数，又称波特率。单位为波特
信号的传输速率
Baud。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
• 原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。 载波信号 S(t) = Acos(t+)
• S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、初相位
– 调制就是要使A、 或随数字基带信号的变化而变化
–ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1 –FSK：用载波的两个不同频率表示0和1 –PSK：用载波的起始相位的变化表示0和1
• 2 数字通信与模拟通信
–数字通信 • 在数字信道上实现模拟数据或数字数据的传输
–模拟通信 • 在模拟信道上实现模拟数据或数字数据的传输
• 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
宽带线路 A 窄带线路 A
错误的概念
在宽带线路上比特传播得快
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。
第二章 数据通信基础内容知识总结
第二章数据通信基础内容知识总结数据通信的基本概念是什么？：数据通信是两个实体间的数据传输和交换，他是通过各种不同的方式和传输介质，把处在不同地理位置的终端和计算机，或计算机与计算机连接起来，完成数据传输、信息交换和通信处理等任务。
什么是信息和数据？信息：是对客观事物的反应，信息有各种存在形式，例如，数字、文字、声音、图像、图形等。
数据：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。
数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。
什么是信道和信道容量？信道：是传输信号的一条通道，分为物理通道和逻辑通道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路由传输介质及其附属设备组成。
逻辑信道也是传输信号的一条通路。
信道容量：是指信道传输信息的最大能力，用信息速率来表示。
什么是码元和码字？：在数据传输中，有时把一个数字脉冲成为一个码元是构成信息编码的最小单位。
数据通信系统主要技术指标有以下几项：比特率：是一种数字信号的传输速率，他表示单位时间内所传送的二进制带码的有效位数，单位比特每秒（bps）或千比特每秒（bps）表示。
波特率：是一种调制速率，也称为波形速率。
单位（Baud）误码率：信息传输的错误率，也称错误率，是通信系统在正常工作的情况下，衡量传输可靠性的指标。
误码率P e=N e除N吞吐量：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。
在单信道总线型网络中：吞吐率=信道容量乘传输速率。
信道传输延迟：信号在信道内传输时，从信源到信宿需要一定的时间，这个时间成为传播延迟或（时延）《与距离有关》带宽与数据传输率是什么？信道带宽：是指信道所能传送的信号频率宽度，他的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。
数据传输率：是指单位时间内信道内传输的信息量即比特率S=Blog2NB是数字信号的脉冲频率，即波特率；N是调制电平数。
数字传输方式数据通信系统模型包括：数据线路端设备数据终端设备数据终端设备：是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿。
通信原理基础知识
通信常识：波特率、数据传输速率与带宽的相互关系【带宽W】带宽，又叫频宽，是数据的传输能力，指单位时间内能够传输的比特数。
高带宽意味着高能力。
数字设备中带宽用bps（b/s）表示，即每秒最高可以传输的位数。
模拟设备中带宽用Hz表示，即每秒传送的信号周期数。
通常描述带宽时省略单位，如10M实质是10M b/s。
带宽计算公式为：带宽=时钟频率*总线位数/8。
电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。
【数据传输速率Rb】数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。
单位为“比特每秒（bps）”。
其计算公式为S=1/T。
T为传输1比特数据所花的时间。
【波特率RB】波特率，又称调制速率、传符号率（符号又称单位码元），指单位时间内载波参数变化的次数，可以以波形每秒的振荡数来衡量，是信号传输速率的度量。
单位为“波特每秒（Bps）”，不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息，所以它与比特率是不同的概念。
【码元速率和信息速率的关系】码元速率和信息速率的关系式为：Rb=RB*log2 N。
其中，N为进制数。
对于二进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。
【奈奎斯特定律】奈奎斯特定律描述了无噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。
1924年，奈奎斯特（Nyquist）推导出理想低通信道下的最高码元传输速率公式：理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。
其中，W为理想低通信道的带宽，单位是赫兹（Hz），即每赫兹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。
对于理想带通信道的最高码元传输速率则是：理想带通信道的最高RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。
符号率与信道带宽的确切关系为：RB=W(1+α)。
其中，1/1+α为频道利用率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利用率最高，但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。
第1章 数据通信基础知识
1.4.3 数据通信的主要技术指标
误码率是二进制数据位传输时出错的概率。
Ne Pe N
出错位数
传输二进制总位数
在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6， 一般通过差错控制方法进行检错和纠错来保证低 误码率。
1.4.3 数据通信的主要技术指标
传输延迟是信息在系统中传输过程中存在 着延迟。 传输延迟=发送和接收处理时间+电信号响应 时间+中间转发时间+信道传输延迟 响应时间越小，延迟就越小。
1.4.3 数据通信的主要技术指标
实际网络通信中的信道总要受到各种噪声 的干扰，香农（Shannon） 给出受随机噪声干 扰的信道容量计算公式： 信号功率
S C Wlog 2 (1 ) N
S/N 信噪比
噪声功率
1.4.3 数据通信的主要技术指标
实际使用的信道的信噪比都要足够大，故 常表示成10lg（S/N），单位是分贝（dB）。 例：信噪比为 30dB，带宽为3kHZ的信道，求 最大数据传输速率。 ∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000 C=3000×log2(1+1000)=3000×9.9672 =29901.6≈30k bps
第1章 数据通信基础知识
第2章 网络数据通信
问题 原由 数据通信技术完成数据的编码、传输和处理，为计 算机网络的应用提供必要的技术支持和可靠的通信 环境。那么，它是如何实现这些功能的呢？这就是 本章所要讨论的问题。 本章重点讨论数据通信系统和常用通信信道类型、 数据调制与编码技术、数据传输技术、多路复用技 术、数据交换技术和差错控制等技术。 掌握: 数据通信的基本概念,数据传输与编码技术. 了解：数据传输技术的发展趋势。 熟悉: 多路复用技术、数据交换技术、差错控制技 术等。
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概念：代表信息的信号幅度的取值随时间连续变化， 即在某一时间范围内可以取无限多个数值，则该信 号为模拟信号。如下图所示
2. 数字信号
概念：凡信号的某一参量只能取有限个数值，并且常 常不直接与消息相对应，代表信息的信号幅度取值是
离散变化的，即在某一瞬间具有有限个状态或称状态可 数，则这样的信号称为数字信号。如下图所示：
相关知识：
4G:第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术， the 4th Generation mobile communication technology，外语缩写：
4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE 只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际 电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义 上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联 盟对4G的要求）。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、 高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比 目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无 线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的 地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。
基带信号与频带信号
基带信号即直接由信息转换得到的电信号。这种信号的频 率都是比较低的，含有低频成分甚至直流成分，而且最高频率 和最低频率比值很大，可以远大于1。基带信号不适于较长距 离传输，更不能进行无线电发送。例如语音信号就是一种典型 的基带信号，其频率在100Hz~5kHz范围内，但主要能量集中在 200~3000Hz范围内。又如电视图像信号的频率在0~6MHz范围以 内。计算机数据信号的频率范围与传输速率有关，也属于基带 信号。基带信号就是直接由信号转换成的电信号,频率低，含 有低频成分或直流成分，最高最低频率比值大。基带信号不适 于较长距离传输，不能无线电发送。例语音，图像。
2G，2-Generation wireless telephone technology，第二代手机通信技 术规格，以数字语音传输技术为核心。一般定义为无法直接传送如电子邮件、 软件等信息；只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过 手机短信在它的某些规格中能够被执行。它在美国通常称为“个人通讯服务” （外语缩写：PCS）。
大哥大最早是美国摩托罗拉公司工程师在1973年发明，是手提电话的俗称。 但是只流行于手提电话初面世那几年，等到大部分人手里都有一部而且是最新 款时，就改称手机了。第二代手机（2G），以GSM制式和CDMA为主。它们都 是数字制式的，除了可以进行语音通信以外，还可以收发短信（短消息、SMS）、 MMS（彩信、多媒体短信）、无线应用协议（WAP）等。
第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准， 制定于上世纪80年代。Nordic移动电话（NMT）就是这样一种标准，应用于 Nordic国家、东欧以及俄罗斯。其它还包括美国的高级移动电话系统（AMPS）， 英国的总访问通信系统（TACS）以及日本的JTAGS，西德的 C-Netz，法国的 Radiocom 2000和意大利的RTMI。模拟蜂窝服务在许多地方正被逐步淘汰。
2G(second generation）表示第二代移动通讯技术。代表为GSM。以数字语 音传输技术为核心。1G（first generation）表示第一代移动通讯技术，以模 拟技术为基础的蜂窝无线电话系统，如现在已经淘汰的模拟移动网。1G无线系 统在设计上只能传输语音流量，并受到网络容量的限制。AMPS为1G网络的典型 代表。
数字信号与模拟信号
3.模拟信号与数字信号的区别 模拟信号有时侯也称连续信号，这个连续是指信号 的某一参量可以连续变化，而不一定在时间上也连续。 PAM信号 数字信号有时也称离散信号，这个离散是指信号的 某一参量是离散变化的，而不一定在时间上也离散。 模拟信号适合与传输，数字信号则比较适合与处理。 模拟信号与数字信号可以互相转换。
3G是第三代移动通信技术，3rd-Generation，是指支持高速数据传输的蜂 窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps 以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系 统，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。
频带信号，经过各种正弦调制后，基带信号的频谱被搬移 到比较高的频率范围。中心频率相对较高，带宽窄，适于在信 道中传输。常见的调制方式有AM,SSB,FM,PM,ASK,FAK,PSK等。
3G相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、CDMA等数字手机（2G）， 第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一 代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括 网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网 络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中 能够分别支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及 144kbps(千比特/每秒)的传输速度。
1.1 数字通信系统的构成
1.1.1 信息与信号
信息：对接受信息者有一定意义的某一有待定传递、交 换、提取或存储的内容，是客观世界和主观世界共同作 用的产物。
信号：携带信息的载体。
信息是依靠信号进行传递和交流的，这是通信的主要目 的和内容。
语音、文字、图像或数据等统称为消息。将消息给予 受信者的新知识称为信息，预先不知道的消息成为信息。 消息的表现形式成为信号，信号是带有消息的一种物理 量，若用电来传送消息，发信者须把消息转换成随时间 变化的电压或电流，这就是电信号。