笫三讲 数据通信的基础知识与物理传输媒体
数据通信基础知识
数据通信基础知识数据通信是现代社会中不可或缺的一部分，它依赖于各类不同的网络技术、传输媒介以及各种通信设备来实现信息的传输。
数据通信作为计算机网络的一个分支领域，在信息技术的发展历史中，一直扮演着至关重要的角色。
因此，对于数据通信的基础知识的掌握，对于从事计算机行业的人员来说显得格外重要。
一、数据通信的基本概念数据通信指的是通过各种可以传输数据的设备或网络工具将数据以特定的格式从一处传输到另一处的通信过程。
数据本身是以二进制编码方式来存储和传输，这种编码方式只包括数字0和1。
在数据通信领域，每一个0和1被定义为一个比特，也就是二进制信息位。
数据通信是实现计算机之间连接的基础，我们是通过数据通信技术将计算机与其他设备和网络连接起来。
二、数据通信的主要组成部分1.信源：信源指的是产生和发送信息的物理设备。
比如计算机、手机等都是信源的代表。
信源产生的数据信号可能是按照数字或者模拟信号来产生。
2.编码器：在数据信号经过信源后，信源产生的信号不一定是经过处理的二进制码流，因此需要对信源产生的信号进行编码操作，将原始信号转换为正确的数码形式，这就要用到编码器。
3.信道：信道就是传输信息信号的传输媒介，信道的种类很多，例如：电缆、光纤、无线电波等等。
4.解码器：按照收发双方协议规定，收到的信息信号需要进行解码操作，将数码形式转换为指定的信号形式并还原原始信息。
5.信宿：信宿是指接收信息的物理设备，例如计算机、手机等。
三、数据通信的传输模式在数据通信中有两种主要的传输模式：串行传输和并行传输。
串行传输：串行传输是指每一个二进制数位依次流动地发出，它的传输速度比并行传输要慢很多，但是传输的反差强度高。
串行传输通常应用在一些要求传输距离较远、传输速度较慢但是信号质量要求比较高的场合，如电子标签、传感器等。
并行传输：并行传输就是将多个二进制数同时传输，它的传输速度比串行传输要快，但受到电磁干扰的影响也比串行传输严重。
数据通信基础知识
电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义。 过程特性 ：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
1 数据通信系统的模型
一个数据通信系统包括三大部分：源系统（或发送端、发送方）、传输系统（或传输网络）和目的系
从自同步能力来看，不归零制不能从信号波形本身中提取信号时钟频 率（这叫做没有自同步能力），而曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 具有自同步能力。
(2) 基本的带通调制方法
基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道 并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对 基带信号进行调制 (modulation)。
从概念上讲，限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个： 信道能够通过的频率范围 信噪比
(1) 信道能够通过的频率范围
具体的信道所能通过的频率范围总是有限的。信号中的许多高频分量 往往不能通过信道。
1924 年，奈奎斯特 (Nyquist) 就推导出了著名的奈氏准则。他给出 了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限 值。
到较高的频段，并转换为模拟信号，这样就能够更好地在模拟信道中 传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道） 。 带通信号 ：经过载波调制后的信号。
(1) 常用编码方式
不归零制：正电平代表 1，负电平代表 0。 归零制：正脉冲代表 1，负脉冲代表 0。 曼彻斯特编码：位周期中心的向上跳变代表 0，位周期中心的向下跳
r
由于 4 bit 编码共有 16 种不同的组合，因此这 16 个点
中的每个点可对应于一种 4 bit 的编码。数据传输率可
数据通信的基本知识
数据通信的基本知识
嘿，朋友们！今天咱来聊聊数据通信这档子事儿。
你说这数据通信啊，就好比是信息世界里的快递员。
咱平时寄个快递，得有地址吧，得有包裹吧。
这数据通信也一样啊！数据就是那个要送的包裹，而各种通信方式就是送包裹的路径。
比如说咱常用的网络，那就是一条宽阔的信息大道呀！数据在这上面“嗖嗖”地跑。
想象一下，无数的数据小包裹在这条大道上飞驰，是不是很神奇？
数据通信里的那些协议呢，就像是交通规则。
要是没有这些规则，那还不得乱套呀！大家都横冲直撞的，数据怎么能准确无误地到达目的地呢？
再说说信号吧，这信号就像是数据的交通工具。
有的信号强，就好比是开着跑车，跑得可快啦；有的信号弱呢，可能就像骑着自行车，慢悠悠的。
咱平时打电话、上网、看电视啥的，可都离不开数据通信啊！你想想，要是没了它，咱的生活得多无聊呀！不能和远方的朋友聊天，不能随时看喜欢的视频，那多难受啊！
你看现在的智能设备，那可都是数据通信的杰作。
手机呀、电脑呀，它们就像是一个个小窗口，让我们能看到整个信息世界。
而且数据通信的发展速度那叫一个快呀！就跟坐火箭似的。
以前传个数据得等半天，现在呢，眨个眼的功夫就好啦。
咱也得跟上时代的步伐呀，多了解了解这些知识。
不然别人都在信息高速公路上飞驰了，咱还在后面慢悠悠地走，那可不行！
所以说呀，数据通信真的太重要啦！它让我们的生活变得丰富多彩，让我们能和全世界紧密相连。
咱可得好好感谢这些默默工作的数据通信技术呢！这就是我对数据通信的一些看法，大家觉得咋样呢？。
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
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。
数据通信与传输的基础知识
数据通信与传输的基础知识在现代信息社会中，数据通信与传输已经成为了我们日常生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是通过互联网发送电子邮件，还是通过手机发送短信，数据通信与传输技术都在背后支撑着这些应用的顺利运行。
在本文中，我们将讨论数据通信与传输的基础知识，包括数据的传输方式、数据编码与解码、传输介质以及数据传输的错误控制等方面的内容。
首先，让我们来了解一下数据的传输方式。
数据可以通过多种方式进行传输，其中最常见的是串行传输和并行传输。
串行传输是指将数据位逐个按照顺序发送，而并行传输则是同时发送多个数据位。
串行传输相对于并行传输来说，具有传输距离远、抗干扰能力强、线路成本低等优点，因此在现代通信中更为常见。
为了能够将数据准确地传输，传输的数据需要进行编码与解码。
编码是将数据转换成一定的规则或格式，以便在传输过程中能够正确地识别和解析数据。
解码则是将接收到的编码数据重新还原为原始的数据。
常见的编码方式有ASCII码、二进制编码等。
例如，在计算机系统中，文字和符号通常采用ASCII码进行编码，将字符转换成相应的二进制数值进行传输和存储。
除了编码与解码，选择合适的传输介质也是数据传输中的重要环节。
传输介质是指数据在传输过程中所需经过的物理媒介，例如电线、光纤等。
根据传输介质的不同，数据的传输速率以及传输距离也会有所变化。
在传统的有线通信中，铜缆是常见的传输介质，具有较低的成本和较高的传输带宽；而在现代网络通信中，光纤逐渐替代了铜缆，因为它能够提供更高的传输速率和更长的传输距离。
此外，为了确保数据的可靠传输，我们还需要进行错误控制。
在数据传输的过程中，可能会出现噪声干扰或数据位损坏等情况，导致接收端接收到的数据与发送端发送的数据不完全一致。
为了解决这个问题，常用的错误控制技术包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）以及前向纠错编码等。
这些技术通过增加冗余信息、校验和等方式，可以检测和纠正数据传输中的错误，提高数据传输的可靠性。
数据通信基础知识PPT课件
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11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
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12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
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8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
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6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
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。
数据通信的基础知识培训
数据通信的基础知识培训数据通信的基础知识培训现代社会的科技发展日新月异，越来越多的信息需要在不同的地点和设备之间进行传输和共享，这就需要采用数据通信技术。
数据通信是指通过某种介质，将数据从一个设备传输到另一个设备的过程。
其应用范围广泛，包括个人电脑、移动设备、网络和互联网等。
在这篇文档中，我们将深入了解数据通信的基础知识，特别是传输介质、传输速率、协议和网络拓扑结构等方面。
一、传输介质传输介质是指在数据通信中用于传输数据的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波等。
其中，电缆被广泛应用于连接局域网中的设备，它具有连接简单、维护容易和传输速率高等优点。
目前，最常用的电缆是双绞线，它采用两根绞在一起的铜线，可传输高达1 Gbps的数据。
除了电缆，光纤也是数据通信中常用的传输介质。
它采用光信号传输数据，具有传输速率高、距离远、干扰小和安全性高等优点。
目前，最常见的光纤类型是多模光纤和单模光纤，它们的传输距离相差很大，多模光纤可传输2-10km，单模光纤可传输10-100km。
在无线通信中，无线电波是最主要的传输介质。
它通过无线电磁波传输数据，具有覆盖范围广和灵活性好的优点。
目前，无线通信技术主要有蜂窝移动通信、WI-FI和蓝牙等。
其中，蜂窝移动通信可覆盖较广区域，并支持高速数据传输，但其成本较高。
WI-FI和蓝牙则主要应用于小范围内的数据传输。
二、传输速率传输速率是指在单位时间内传输的数据量，通常以每秒钟传输的比特数（bps）表示。
传输速率是数据通信中一个比较重要的指标，因为它决定了数据传输的效率和速度。
在数据通信中，传输速率主要有两种，分别是宽带和基带。
宽带传输速率较高，通常用于高速数据传输，如光纤传输。
基带传输速率较低，通常用于短距离内的数据传输，如局域网。
三、协议协议是指用于控制数据通信过程的规则和规范。
在数据通信中，协议是保证数据正常传输的重要组成部分。
协议的设计主要包括协议的层次结构和报文格式。
在协议的层次结构中，每一层都会完成一些特定的任务，而在报文格式中，规定了报文的内容和结构。
第三章数据通信基本知识
5
第三章数据通信基本知识
计算机网络通信系统
互联网
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第三章数据通信基本知识
ห้องสมุดไป่ตู้3章 数据通信基本知识
3.1 数据通信基本概念 3.2 通信媒体 3.3 信号和编码 34.4 多路复用技术 3.5 数据交换技术
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第三章数据通信基本知识
3.1 数据通信基本概念
1 通信系统的一般模型
发送端
消息转换成信号
且传输中间不能有障碍物。
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第三章数据通信基本知识
3.3 信号和编码
1 模拟信号和数字信号 ☆模拟信号：信号波模拟信息的变化而变化。 其幅度连续，波形在时间上也是连续的。 如：语音信号。电话、传真、电视信号。
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第三章数据通信基本知识
3.3 信号和编码
☆模拟信号：幅度值被限制在有限个数值内， 且不是连续而是离散的。
需物理连接
☆分类： 微波、红外线、激光
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第三章数据通信基本知识
3.2通信媒体
☆微波：只能以直线的方式传播。由于地球曲 率的原因，微波传输需要每隔几十千米安装一 个微波中继站。该方式投资大，易受干扰，一 个或几个中继站出现问题就会导致瘫痪。
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第三章数据通信基本知识
3.2通信媒体
☆红外线和激光： 安全性好，不易产生干扰，传输速率高 易受日照、环境、照明、雾雨天气影响，
☆适用范围： 较大型的局域网 有线电视网
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第三章数据通信基本知识
3.2通信媒体
3 光纤 光导纤维的简称，是一种光导体。
☆结构如下：将多跟光纤放在同一个保护 套内就构成了光缆。
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第三章数据通信基本知识
3.2通信媒体
数据通信技术的基础知识
数据通信技术的基础知识数据通信技术是现代社会中极其重要的一种技术手段，它使得人们能够在远距离之间传递信息、分享资源。
在当今信息化社会中，数据通信技术得到了广泛的应用，成为了信息交流的基础。
本文将讨论一些数据通信技术的基础知识，包括通信的方式、信号传输、调制与解调、信道编码与纠错等。
一、通信的方式数据通信通常是通过电信、无线电、光纤等传输介质实现的。
通信方式可以分为有线通信和无线通信两种方式。
有线通信是指利用电缆等有线传输介质传输数据。
有线通信的优点是速率高，可靠性强，但需要铺设电缆，一旦故障难以修复。
无线通信是指利用无线电波或红外线等无线传输介质传输数据。
无线通信的优点是建设成本低，可灵活移动，但受到信号质量影响较大。
二、信号传输在数据通信中，信号传输是指将信息转换成电磁信号通过传输介质进行的过程。
信号可以是模拟信号或数字信号。
模拟信号是一种连续的信号，通常表示为正弦波形式。
在传输过程中，由于传输介质和信道的干扰，会导致信号的失真和噪声增加，降低了传输质量。
数字信号是一种离散的信号，由一系列的数字组成。
数字信号能够更好地抵御干扰和噪声，同时能够实现更高效率的传输。
三、调制与解调调制是将数字信号转换成模拟信号的过程，利用调制可以将数字信号发送到更远的地方。
调制的方式很多，如频率调制、振幅调制、相位调制等。
在调制的过程中，需要确定调制的频谱、速率和波形等参数。
解调是从调制信号中恢复原始数字信号的过程。
解调的方式通常与调制的方式相对应，如频率解调、振幅解调、相位解调等。
解调的关键是确定解调参数，如带宽、采样速率等参数。
四、信道编码与纠错信道编码是一种将数据加以处理、并对其进行纠错的方法。
在传输过程中，受到干扰和噪声等因素的影响，会导致数据失真或丢失。
利用信道编码可以使传输的数据更加可靠，同时也能够提高传输速率。
常见的信道编码方法包括海明码、环码、卷积码等。
这些编码方法能够通过增加冗余信息来提高传输的可靠性。
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。
数据通信及有关概念
数据通信及有关概念数据通信是现代社会中非常重要的一项技术，它通过传输数据的方式，使得信息可以在不同的设备之间进行传递和共享。
本文将介绍数据通信的基本概念、数据通信的分类、常用的传输介质以及一些相关的术语。
一、数据通信的基本概念数据通信是指在通信系统中，通过某种介质传输数据的过程。
它涉及到数据的产生、传输和接收三个基本环节。
数据的产生可以通过各种设备和传感器实现，例如计算机、手机、摄像头等。
数据的传输则需要借助于一些传输介质和协议来实现，而数据的接收可以通过显示器、喇叭等设备来呈现给用户。
二、数据通信的分类根据传输的方式和范围，数据通信可以分为以下几种类型：1.点对点通信：数据直接从一个点传输到另一个点，例如电话通信。
2.广播通信：数据从一个点传输到多个点，例如电视广播。
3.多点通信：数据可以从多个点传输到多个点，例如互联网。
三、常用的传输介质数据通信需要借助不同的传输介质来实现，常见的传输介质包括：1.电缆：例如双绞线、同轴电缆等，可用于局域网和城域网的数据传输。
2.光纤：光纤的传输速度较快，可用于广域网和互联网中的数据传输。
3.无线电波：例如Wi-Fi、蓝牙等，可用于无线局域网和个人设备之间的数据通信。
四、相关术语在数据通信中，有一些术语是需要了解的：1.带宽：带宽指的是单位时间内传输的数据量，通常以bit/s或者Mbps为单位。
2.延迟：延迟是指数据从发送端到接收端的时间，也称为延迟时间。
延迟时间越短，通信速度越快。
3.误码率：误码率是指在数据传输过程中出现错误的比率，通常以百分比或者千分比来表示。
4.协议：协议是指在数据通信过程中，对于数据的格式、传输方式和错误处理等方面的约定。
结论数据通信是现代社会中不可或缺的技术，它极大地方便了信息的传递和共享。
通过本文的介绍，我们了解了数据通信的基本概念、分类、常用的传输介质以及相关术语。
在不断发展的信息时代，数据通信将会继续发挥重要作用，并不断提升其速度和稳定性，以满足人们对于高效通信的需求。
数据通信基本知识
数据通信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(I nterference)，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，其形状结构如图1.1所示。
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)。
数据通信技术详解
数据通信技术详解数据通信技术是指通过各种传输媒介将数据从一个地方传送到另一个地方的过程。
随着信息技术的快速发展，数据通信技术在现代社会中扮演着至关重要的角色。
本文将详细介绍数据通信技术的基本概念、常见的传输媒介、数据传输方式以及相关的协议和标准。
一、基本概念1. 数据通信：指在一定的传输媒介上，通过发送方将数据传送给接收方的过程。
数据通信可以是单向的，也可以是双向的。
2. 数据：指以二进制形式表示的信息，可以是文字、图片、音频、视频等形式。
3. 传输媒介：指数据在传输过程中所经过的物理媒介，常见的传输媒介包括铜缆、光纤、无线电波等。
4. 传输速率：指单位时间内传输的数据量，通常用比特率（bps）来表示。
二、传输媒介1. 铜缆：铜缆是一种常见的传输媒介，具有成本低、易于安装和维护等优点。
常见的铜缆类型包括双绞线和同轴电缆。
- 双绞线：双绞线是一对一对绝缘的铜线，常用于局域网中。
根据传输速率的不同，双绞线分为Cat5、Cat6等不同等级。
- 同轴电缆：同轴电缆由中心导体、绝缘层、外导体和外护套组成，常用于电视信号和宽带接入等领域。
2. 光纤：光纤是一种通过光信号传输数据的传输媒介，具有高带宽、抗干扰能力强等优点。
光纤分为单模光纤和多模光纤，常用于长距离传输和高速网络中。
3. 无线电波：无线电波是一种通过无线电信号传输数据的传输媒介，常用于无线通信领域。
常见的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙和移动通信等。
三、数据传输方式1. 串行传输：串行传输是指将数据位按照顺序一个接一个地传输的方式。
串行传输适用于长距离传输和高速传输，但传输速率较低。
2. 并行传输：并行传输是指将多个数据位同时传输的方式。
并行传输适用于短距离传输和低速传输，但传输速率较高。
四、协议和标准1. TCP/IP协议：TCP/IP协议是互联网中最常用的协议之一，它规定了数据在网络中的传输方式和格式。
TCP/IP协议包括TCP（传输控制协议）和IP（互联网协议）两部分，其中TCP负责数据的可靠传输，IP负责数据的路由和寻址。
数据通信基础知识
模拟信号 数字比特流
显示 汉字
调制解调器
PC 机
信源
信源 编码器
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
《计算机网络与应用》 杜煜
No.2
1
《计算机网络与应用》杜煜
2019/9/14
数据通信的知识点
数据通信的基础知识
数据通信系统的模型
➢有关信道的几个基本概念 ➢ 信道的极限容量 ➢信道的极限信息传输速率
《计算机网络与应用》杜煜
2019/9/14
《计算机网络与应用》
主讲人：杜煜 duyu@
第 3 单元 数据通信基础 3.1 数据通信基础知识
数据通信系统的模型
源系统
数据通信系统 传输系统
目的系统
源点
发送器
传输 系统
接收器
终点
输入 汉字
数字比特流 模拟信号
PC 机 调制解调器
公用电话网
物理层下面的传输媒体
➢ 导向传输媒体 ➢ 非导向传输媒体
数据编码技术
数字调制技术
信道复用技术
➢频分复用、时分复用和统 计时分复用、波分复用、 码分复用
数字传输系统
《计算机网络与应用》 杜煜
3
2
数据通信基础知识全面解剖
数据通信基础知识全面解剖数据通信是现代社会中不可或缺的一环，它使我们能够在多个设备之间共享信息和资源。
为了了解数据通信的原理和基础知识，本文将对数据通信的定义、通信协议、传输媒介和数据传输方式等进行全面解剖。
一、数据通信的定义数据通信是指通过某种媒介将信息从一个地方传输到另一个地方。
这些信息可以是文字、图像、音频等各种形式的数字化数据。
数据通信的基本要素包括发送端、接收端、通信通道和协议。
二、通信协议通信协议是数据通信中的一套规则和标准，它确保了信息在发送和接收之间的正确传输。
常见的通信协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和SMTP协议等。
TCP/IP协议是互联网中最常用的协议，它规定了数据如何在网络传输、分组和路由。
HTTP协议是Web浏览器和Web服务器之间通信的基础协议，它负责在客户端和服务器之间传输超文本文档。
SMTP协议则是用于电子邮件的发送和接收。
三、传输媒介传输媒介是指数据在传输过程中所使用的媒介，常见的传输媒介包括有线传输和无线传输。
有线传输一般采用电缆，如双绞线、同轴电缆和光纤等。
双绞线是最常用的传输媒介，它通过绞合两根电线来减少干扰和信号损失。
同轴电缆则由内部的导体、绝缘层和外部的导体组成，适合使用在长距离传输中。
光纤传输则利用光信号而非电信号传输数据，具有更高的传输速度和更低的信号损失。
无线传输则包括无线电、红外线和蓝牙等技术，适用于移动通信和无线网络。
四、数据传输方式数据传输方式指的是数据在传输过程中的组织和传递方式。
常见的数据传输方式包括串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地将数据发送或接收，比如一个比特一个比特地传输。
串行传输相对来说传输速率较慢但可靠性高。
并行传输则是同时传输多个比特，在短距离传输中传输速率较快。
然而，并行传输容易受到干扰和信号损失。
五、数据编码与调制数据编码是将原始数据转换成二进制形式或其他可传输的形式的过程。
常见的数据编码方式包括ASCII码和Unicode编码。
笫三讲 数据通信的基础知识与物理传输媒体
用10log10（S/N）以及分贝（Decibel，记为dB）
为单位来计量，在使用上述公式时要特别注意。例如，
信噪比为30 dB、带宽为4000 Hz的信道最大的数据
速率为
30
C 4000 log 2 (110 10 ) 4000 log 2 1001 40000 (b / s)
*是要求同学了解的
2.1.1 通信系统模型
一般点到点的通信系统都可由图2.1加以概括
图2.1 通信系统的模型
2.1.1 通信系统模型 （介绍）
发送端信源的作用是把各种可能信息转换成原始电 信号
变换器转换成适合于在信道上传输的信号 信道是信号的传输媒体及有关的设备如中继器等 通过信道传输到远地的电信号先由接收端的反变换
奈奎斯特公式和香农公式
奈奎斯特公式给出了无热噪声（热噪声是指由 于信道中分子热运动引起的噪声，这里假定没 有热噪声）时信道带宽对最大数据速率的限制， 具体为
C 2H log2 L(b / s)
2.1.3 信道的最大数据速率(续)
H是信道的带宽（以Hz为单位），而L表示任 何给定时刻数字信号可能取的离散值的个数。 C则是该信道最大的数据速率。例如，若某信 道带宽为4 k Hz，任何时刻数字信号可取0、 1、2和3四种电平之一（即L＝4），则最大数 据速率为
计算机产生的电信号则是电脉冲序列串，每一瞬间 的电压取值只可能是离散的有限个，比如说是+3v 或0v两种不同的值
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号， 可以相应地把信道分为两类：
模拟信道 数字信道
2.1.1 通信系统模型（续）
信源和信宿都是计算机或其它数字终端装置，即ITU 所称的数据终端设备DTE。DTE产生的是数字信号， 接收的也是数字信号
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➢ 奈奎斯特公式给出了无热噪声（热噪声是指由 于信道中分子热运动引起的噪声，这里假定没
有具热体噪为C声）时2信H道带lo宽g对2 最L大(b数/据s速)率的限制，
2.1.3 信道的最大数据速率(续)
➢ H是信道的带宽（以Hz为单位），而L表示任 何给定时刻数字信号可能取的离散值的个数。 C则是该信道最大的数据速率。例如，若某信 道带宽为4 k Hz，任何时刻数字信号可取0、 1、2和3四种电平之一（即L＝4），则最大数 据速率为
双工(duplex) 通信
➢ 此时信源与信宿合为一体，变换器与反变换 器也合为一体
➢ 分为：全双工(full duplex) 和半双工(half duplex)
2.1.1 通信系统模型（续）
模拟信号
➢ 例如电话线（信道）上传送的按照话音强弱幅度连 续变化的电波就是一种连续变化的电信号
数字信号
第二章 物理层与数据通信基础 2.1 数据通信的基础知识 2.1.1 通信系统模型 2.1.2 带宽与傅里叶分析 2.1.3 信道的最大数据速率 2.2 物理传输媒体 2.2.1 双绞线 2.2.2 同轴电缆 2.2.3 光纤 2.2.4 无线传输媒体* 2.2.5 卫星通信
*是要求同学了解的.
2.1.3 信道的最大数据速率
2.1.2 带宽与傅里叶分析(续)
• 一个低通信道，若对于从0到某个截止频率fc 的信号通过时振幅不会衰减或衰减很小，而超 过此截止频率的信号通过时就会大大衰减，则 此信道的带宽为fc Hz。
• 一个具有有限持续时间的数字信号，可以看作 为一个以此有限持续时间T为周期的周期阶梯 函数 f(t)。此函数可展开成傅里叶（Fourier） 级数。
2.1.2 带宽与傅里叶分析（续）
f
(t)
1 2
c
[an
n1
sin(2nft)
bn
cos(2nft)]
这里，f = 1/T, 是基波频率。
C 2 f (t)dt是直流分量。
T0
an
2 T
T 0
f (t) sin(2nft)dt
2
(2nft)dt
分别是n次谐波的正弦和余弦振幅值。
*是要求同学了解的
2.1.1 通信系统模型
一般点到点的通信系统都可由图2.1加以概括
图2.1 通信系统的模型
2.1.1 通信系统模型 （介绍）
发送端信源的作用是把各种可能信息转换成原始电 信号
变换器转换成适合于在信道上传输的信号 信道是信号的传输媒体及有关的设备如中继器等 通过信道传输到远地的电信号先由接收端的反变换
数据通信与计算机网络
笫三讲 数据通信的基础知识与物理传输媒体
第二章 物理层与数据通信基础
2.1 数据通信的基础知识 2.1.1 通信系统模型 2.1.2 带宽与傅里叶分析 2.1.3 信道的最大数据速率
2.2 物理传输媒体 2.2.1 双绞线 2.2.2 同轴电缆 2.2.3 光纤 2.2.4 无线传输媒体* 2.2.5 卫星通信
器转换复原成原始的信号，再送给接收者信宿，而 后由信宿将其转换成各种信息 噪声源，是信道中噪声(noise) ，即对信号的干扰 以及分散在通信系统其它各处的噪声的集中表示
2.1.1 通信系统模型（续）
单工(simplex) 通信
➢ 一端只发送，而另一端只接收 ➢ 图2.1中给出的是一个单向通信系统的模型
C 2 4k log2 4 16k(b / s)
➢ 香农则进一步研究了受噪声（服从高斯分布）干扰的
信2道.1的.情3况信，给道出的了香最农公大式数： 据速率（续）
➢ 这里，S表示信号功率，N为噪声功率，S / N则为信 噪用比10。lo由g1于0实（际S/使NC用）的以H 信及log道分2 (1，贝信（NS 噪D)(be比pcsi)都be要l，足记够为大d，B常） 为单位来计量，在使用上述公式时要特别注意。例如， 信噪比为30 dB、带宽为4000 Hz的信道最大的数据 速率为
➢ 计算机产生的电信号则是电脉冲序列串，每一瞬间 的电压取值只可能是离散的有限个，比如说是+3v 或0v两种不同的值
按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号， 可以相应地把信道分为两类：
➢ 模拟信道 ➢ 数字信道
2.1.1 通信系统模型（续）
信源和信宿都是计算机或其它数字终端装置，即ITU 所称的数据终端设备DTE。DTE产生的是数字信号， 接收的也是数字信号
2.1.2 带宽与傅里叶分析
➢ 若将数字信号不经调制直接放到模拟信道上进 行传输，会引起信号的失真（distortion，又 译为畸变）
➢ 任何实际的模拟信道所能传输的信号的频率都 有一定的范围，称之为该信道通频带的宽度或 称为带宽（bandwidth） • 信道的带宽是由传输媒体和有关的附加设备 与电路的频率特性综合决定的
2.1.2 带宽与傅里叶分析（续）
假若信道的带宽为3 k Hz，用它来直接传输数 据速率为9600 b/s的数字信号时，发送8比特 的数据所需的时间为0.83ms，即T=0.83ms。 其基波频率f = 1/T = 1200 Hz，即1.2 k Hz。 3 k Hz带宽的信道仅能通过2次谐波，如图 2.3中（c）所示，有较大的失真。但是若用来 直接传输数据速率为2400 b/s的数字信号， 此时T = 3.33 ms, f = 300 Hz。3 k Hz带宽 的信道就能通过10次谐波，比图2.3（e）所 示的情况还要好，即失真较小。
谐波次数越高，则其频率也越高。
2.1.2 带宽与傅里叶分析（续）
图2.3 信道带宽和数字信号失真的关系
2.1.2 带宽与傅里叶分析（续）
图2.3（a）左边是八位二进制数位编码 01100010的数字信号波形，图2.3（a）右边 是该波形函数按傅里叶级数展开后各次谐波 的均方根振幅。
由图可见，信道的带宽越宽，则它传输数字 信号时失真越小。反之，若信道的带宽是固 定的，则用它来直接传输数字信号的数据速 率越高则失真越大
图2.2 通过模拟信道进行数据通信
第二章 物理层与数据通信基础
2.1 数据通信的基础知识 2.1.1 通信系统模型 2.1.2 带宽与傅里叶分析 2.1.3 信道的最大数据速率
2.2 物理传输媒体 2.2.1 双绞线 2.2.2 同轴电缆 2.2.3 光纤 2.2.4 无线传输媒体* 2.2.5 卫星通信