第2章 数据通信基础与物理层

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2.1.1 信号、信道与带宽
信号是指表示数据的电磁编码或电子编码。
信号
模拟信号：是随时间而连续变化的电磁波。
数字信号：是离散的，是一串电压脉冲序列。
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2.1.1 信号、信道与带宽
信道由传输介质及相应的附属设备组成，是传输信号的 一条通道。
信道分成传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数 字信道两大类。
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2.1.5 基带传输与数字信号编码
（3）曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 曼彻斯特编码的编码方法是将每一个码元再分成两个相
等的间隔。码元1是在前一个间隔为高电平而后一个间隔 为Hale Waihona Puke Baidu电子。码元0则正好相反，从低电平变到高电平。 差分曼彻斯特编码的编码规则是：若码元为1，则其前半 个码元的电平与上一个码元的后半个码元的电平一样。 但若码元为0，则其前半个码元的电平与上一个码元的后 半个码元的电平相反。不论码元是1或0，在每个码元的 正中间的时刻，一定要有一次电平的转换。
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2.1.1 信号、信道与带宽
数据是信息的表现方式，数据可以是一些连续值（如声 音的强度、灯光的强度灯），称作模拟数据，数据还可 以是离散值（如成绩），称作数字数据。
数据通信是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功 能单元之间传递数据信息。数据通信是通过某种类型的 介质把数据从一个地点向另一个地点传送的通信方式， 当进行传输时，首先还必须把数据转变为信号。
同步传输克服了异步传输方式中的每一个字符都要附加 起止信号的缺点，具有较高的效率，但实现较为复杂， 常用于高速数据传输。
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2.1.5 基带传输与数字信号编码
1、基带传输 基带传输就是对基带信号不加调制而直接在线路上进行
传输，它将占用线路的全部带宽，也称为数字基带传输。 2、数字信号编码 使用基带传输时，首先要解决信号的编码问题。数字信
第2章 数据通信基础与物理层
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主要内容
2.1 数据通信基本概念 2.2 数据交换技术 2.3 传输媒体 2.4 网络结构化布线简介 2.5 物理层协议
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本章知识点
掌握数据通信中的一些基本功念：信号、信道、带宽、 全双工、单工、半双工、信号编码、复用技术
掌握数据交换技术：电路交换、分组交换 掌握物理层概念及标准
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2.1 数据通信基本概念
2.1.1 信号、信道与带宽 2.1.2 并行、串行传输 2.1.3 单工、半双工和全双工 2.1.4 同步方式 2.1.5 基带传输与数字信号编码 2.1.6 频带传输与模拟信号编码 2.1.7 多路复用技术
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2.1.2 并行、串行传输
2、串行传输 串行传输指的是一个字符代码的几位顺序按位排列成比
特流，逐位在一条信道上传输。 串行传输的速率不高，但所需设备成本低，易于实现，
广泛用于远程数据通信中。
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2.1.3 单工、半双工和全双工
1、单工通信 单工通信指的是数据信号始终沿一个方向传输。单工通
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2.1.4 同步方式
在异步传输方式中，当不传字符时，不要求收发时钟同 步，而仅在传输字符时，收发时钟才需在字符的每一位 上都同步。
优点是每一个字符本身就包括了本字符的同步信息，不 需要在线路两端设置专门的同步设备，使收发同步简单。 缺点是每发一个字符就要添加一对起止信号，造成线路 的附加开销，降低了传输效率。
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2.1.4 同步方式
2、同步传输 同步传输方式是以固定的时钟节拍来发送数据信号，数
据各位的宽度相同，且字符顺序相连，字符之间没有间 隙。为使接收方能够从连续不断的数据流中正确区分出 每一位（比特），则需首先建立收发双方的同步时钟。
在同步传输中，数据的发送一般是以一组数据或比特流 为单位。在每组数据的前后加上特定字符作为起始和结 束标志，同时还可以用这些标志来区分和隔离连续传输 的数据。
串行传输中所采用的同步方式有两种：同步传输方式和 异步传输方式。
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2.1.4 同步方式
1、异步传输方式 异步传输方式又称起止式同步方式，它是以字符为单位
进行同步，即每个字符都独立传输，且每一个字符的起 始时刻可以是任意。每个字符在传输时都前后分别加上 起始位和结束位，以表示一个字符的开始和结束。 起始位和结束位的作用是实现字符同步，字符之间的间 距是任意的，但发送一个字符时，每个字符包含的位数 都是相同的，且每一位占用的时间长度是双方约定好的， 而且保持各位都恒定不变。
号编码的问题就是如何把数字数据用物理信号(如电信号) 的波形来表示。 数字信号是离散的、不连续的电压或电流的脉冲序列， 每个脉冲代表一个信号单元，或称码元。二进制的数据 信号，要用两种码元表示。
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2.1.5 基带传输与数字信号编码
（1）单极性全宽码和双极性全宽码 单极性全宽码指的是在每一码元时间间隔内，有电流发
信道的带宽指的是信道中能够传送的信号的频率范围。
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2.1.2 并行、串行传输
1、并行传输 并行传输是指数据以成组的方式在多个并行信道上同时
进行传输，通常将构成一个字符代码的几位都在同一个 时刻发送出去，因此需要多条并排的信道，字符代码的 每一位各占一条信道。 优点是传送速率高，缺点是需要多个并行信道，费用较 高，仅适合近距离传输。
出表示二进制的1，无电流发出则表示二进制的0。 双极性码全宽码是指在每一码元时间间隔内，发正电流
表示二进制的1；发负电流表示二进制的0。
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2.1.5 基带传输与数字信号编码
（2）单极性归零码和双极性归零码 单极性归零码是指在每一码元时间间隔内，当发1时，发
出正电流，但是发电流的时间短于一个码元的时间，就 是说，发一个窄脉冲。当发0时，仍然完全不发送电流。 双极性归零码是在每一码元时间间隔内，当发1时，发出 正的窄脉冲；当发0时，发出负的窄脉冲。
信中的双方，一方永远是发送方，另一方永远是接收方。 2、半双工通信 半双工通信是指通信双方都可以发送（或接收）数据，
但不能同时双向发送。 3、全双工通信 全双工通信是指通信双方可以同时发送和接收信数据，
即数据可以同时作双向传输。
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2.1.4 同步方式
数据传输的同步就是从发送方连续不断送来的信号中， 接收方如何正确区分出每一个代码。