数字通信技术基础知识概述
数据通信技术基础
处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 发送时延=数据位数/信道带宽 传播时延=d/s d:距离，s:介质中信号传播速度(≈0.7c)
10
往返时延（Round-Trip Time，RTT）：从发送端发送数据开始，到 发送端收到接收端的确认所经历的时间
例如，话音级线路的带 宽约为3.1kHz，根据上
C = 数据传输率，单位b/s W = 带宽，单位Hz M = 信号编码级数
式计算的信道最大数据
传输率如右表所示
M 2 4 8 16 32
最大数据率 6200 b/s 12400 b/s 18600 b/s 24800 b/s 31000 b/s
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每秒能传送多少个比特数 bps(bit per second) C=1/T×log2N T为传输信息的电脉冲宽度，N为一个码元所取得的 有效离散值个数（调制电平数）
信号传输速率（波特率） 用B表示
码元速率、调制速率 每秒传送的码元数 波特（Baud） B=1/T
7
波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元 数（即信号传送速率）。 比特率、波特率和信号编码级数的关系如下：
3
金属导体
双绞线、 同轴电缆(粗、细)
光纤 无线介质
无线电、微波、卫星、红外线
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双绞线（Twist Pair，TP）
内导体芯线
绝缘 内屏蔽
外屏蔽
外套
--螺旋绞合的双导线 --每根4对、25对、1800对 --典型连接距离100m（LAN） --RJ45插座、插头 --优缺点： 成本低 组装密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离短
数据通信基本知识
27
1.7 数据通信网
数据通信
图1-11 数据通信网示意图
28
1.7 数据通信网
2．数据通信网的分类
数据通信
（1）按网络拓扑结构分类 数据通信网可分为网状型网、不完全网状型网（格型网）、星
型网、树型网、环型网和总线型网等。
一般骨干网采用网状网或格型网，本地网中可采用星型网。 （2）按传输技术分类
数据通信
数据通信
1
数据通信
第1章 数据通信基础知识
2
第1章 数据通信基础知识
数据通信
本章内容、重点和难点
本章内容
数据通信的基本概念、特点和数据通信系统的构成。 数据传输代码、传输方式、传输速率和性能指标。 数据通信的复用技术和数据通信网。 本章重点
数据通信系统的构成。 数据传输速率传输方式和性能指标。 数据通信的复用技术。 本章难点
数据通信系统的构成。 统计时分复用。
3
第1章 数据通信基础知识
数据通信
学习本章的目的和要求
掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。 掌握数据通信的传输速率、传输方式、复用技术和性 能指标。 了解数据通信网的构成和分类。
4
1.1 数据通信的基本概念与系统构成 数据通信
一、 数据通信的基本概念
η＝系统的调制速率（NBd）/系统的频带宽度（Hz） （Bd/Hz） η ＝系统的传信速率（bit/s）/系统的频带宽度（Hz） （bit/s·Hz）
数据传输系统所占的频带越宽，传输信号的能力就越大。
16
1.5 数据信号的传输方式
数据通信
数据传输方式是指数据在信道上传送所采取的方式。 如按数据代码传输的顺序可以分为并行传输和串行传输； 如按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输； 如按数据传输的流向和时间关系可分为单工、半双工和全双工 数据传输。 如按数据传输的频带可分为基带传输和频带传输。
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
计算机数据通信基础知识及体系结构
图2-2 通信信道连接类型 (a) 点对点式连接；(b) 点对多点式连接
*
3．数据通信系统的主要技术指标 比特(bit)是二进制(Binary Digit)的缩写，即计算机中常用的术语“位”，在数据通信中用它来度量消息的信息量。 “码元”是对计算机网络中传送的二进制数字中每一位的通称，或称为“码位”。二进制数字1000001是由7个码元组成的序列，通常称为“码字”，在7位ASCII码中，这个码字就是字母A。
*
2.1.2 数据传输 1．数据传输方式 1) 并行传输与串行传输 (1) 并行传输。 如图2-3所示，两数据设备之间一次传输n位并行数据，每条连线对应一条信道，用于传输代码的对应位，n条信道组成了n位并行信号。
*
图2-3 并行传输方式
*
(2) 串行传输。串行传输时，数据一位一位地在一条信道上传输。如图2-4所示，数据发送端向数据接收端发出了“01001101”的串行数据。
*
显然，模拟信号的取值可以有无限多个，图2-1 (a) 表示话音声压随时间连续变化的消息，图2-1(b) 表示与之相应的电流幅度随时间变化的电信号。数字信号是一种离散信号，它的取值是有限个，比如计算机及其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字母、数字或控制符号。
*
图2-1 模拟信号
*
任何通信信道都不是理想的，由于信道带宽的限制及信道干扰的存在，信道的数据传输速率总会有一个上限。1924年，奈奎斯特(Nyquist)就推导出在具有理想低通矩形特性信道情况下的最高码元传输速率公式：理想低通信道每赫兹带宽的最高码元传输速率是2Baud每秒，我们称为奈氏准则。例如，话音电路的带宽为4kHz，则其最高码元传输速率是8000Baud每秒；假设1Baud携带3 bit的信息，则最高传输速率为24000b/s。对于具有理想带通矩形特性的信道，奈氏准则变为理想低通信道每赫兹带宽的最高码元传输速率是1Baud每秒。
通信技术基础知识
通信技术基础知识通信技术是信息科学技术领域中的一个重要分支，它涉及到信息的传输、处理和存储。
随着科技的不断进步，通信技术已经渗透到我们生活的方方面面，从电话到互联网，从无线网络到卫星通信，通信技术的发展极大地改变了人类的交流方式。
本文将介绍通信技术的基础知识，包括通信系统的组成、通信方式、信号传输以及编码技术等。
通信系统主要由发送端、传输媒介和接收端三部分组成。
发送端负责将信息转换成适合传输的信号，传输媒介则是信息传输的通道，可以是有线的如电缆、光纤，也可以是无线的如无线电波、微波。
接收端则负责将传输过来的信号还原成原始信息。
通信方式可以分为模拟通信和数字通信两大类。
模拟通信是指信息以连续变化的信号形式进行传输，如声音信号在电话系统中的传输。
数字通信则是将信息转换成离散的数字信号进行传输，如电子邮件和网络数据包的传输。
数字通信具有更高的抗干扰能力和传输效率，是目前通信技术发展的主流。
信号传输过程中，信号可能会受到各种干扰，导致信号失真或丢失。
为了提高信号的传输质量，通信技术中采用了多种调制和解调技术。
调制是将信息信号与载波信号结合的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
解调则是调制的逆过程，用于从调制信号中提取出原始信息。
编码技术是通信系统中的另一个重要组成部分，它负责将信息转换成适合传输的格式。
编码可以分为信源编码和信道编码两种。
信源编码主要用于压缩数据，减少传输所需的带宽，如图像和声音的压缩编码。
信道编码则用于增加信号的冗余度，提高信号的抗干扰能力，如纠错编码和交织编码。
随着通信技术的发展，新的通信协议和标准不断涌现，如4G、5G移动通信技术，它们提供了更高的数据传输速率和更广泛的覆盖范围。
同时，通信技术的安全性也越来越受到重视，加密技术被广泛应用于保护通信过程中的信息安全。
总之，通信技术是现代社会不可或缺的一部分，它的发展和应用极大地促进了信息的快速流通和人类的交流。
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。
数据通信基础知识汇总
数据通信基础知识汇总
一、数据通信的构成原理、交换方式及适用范围
1.数据通信的构成原理
DTE是数据终端。
数据终端有分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）两大类。
分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端（TeLetex）、用户分组装拆设备（PAD）、用户分组交换机、专用电话交换机（PABX）、可视图文接入设备（V AP）、局域网（LAN）等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。
数据电路由传输信道和数据电路终端设备（DCE）组成，如果传输信道为模拟信道，DCE 通常就是调制解调器（MODEM），它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。
传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。
交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。
计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。
中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。
2.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。
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。
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
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抽样定理
根据抽样定理可知，要无失真地恢复原始 信号应满足；
（1）模拟信号为带限信号。 （ 2）抽样函数为周期函数序列 （3）需通过理想滤波器恢复原始信号
抽样过程中的失真
实用的低通滤波器都有一定的过渡带，因 此在实际应用中必须满足 fs 2 fw ，并使各相邻 边带间有一定的防卫间隔即防卫带
如：话音信号限制在0.3~3.4khz频率范围 之内，因此，若只传送语音的有效成份，必 须把0.3~3.4khz以外的频率成份去掉，否则 会产生折叠失真 ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）建 议话音信号的抽样频率为8kHz
克服量化噪声的方法：
增加量化级数，使量化间隔相对于信号幅 值的大小可以忽略不计。
均匀量化信噪比：信号平均功率与量化 噪音平均功率之比。
均匀量化的特点
量化器的量化噪声随着量化级数M的增加而提高， 量化级数的选取是根据量化器的量化信噪比的要求确 定的。
无论信号大小，若量化间隔相等，量化的噪声功率 不变。=> （幅度）小信号的量化信噪比太小，不能 满足通信质量要求，大信号的信躁大，远远满足要求。
第二章 数字通信技术基础
参考教材第二章
提纲
模拟信号数字化
模拟信号和数字信号 数字通信的特点 脉冲编码技术
时分复用 数字复接技术
模拟信号
模拟信号：波形模拟着信息的变化而编号 特点：幅度连续
数字信号
数字信号：幅值被限制在有限个数值之内，它不是连续的而是离散 的。
数字信号的特点
抗干扰能力强、无噪声积累 便于加密处理、保密性强 便于存储、处理、交换 采用时分复用实现多路通信 设备便于集成化、微型化 便于构成综合数字网和综合业务数字网
PCM包括下述三个过程：
抽样 量化 编码与解码
1．抽样（sampling）
l 定义：将在时间和幅度上都是连续的话音信 号在时间上离散化的过程
l 实现：由抽样门完成 l 抽样速率？由抽样定理确定
图2-9 抽样过程
图2-10 正弦波的抽样
抽样定理的作用
近年来通信系统向数字化发展，模拟－>数 字的转换的基础：抽样定理； 作用：在一定条件下，一个连续时间信号完 全可以用该信号在等时间间隔点上样本来表 示，并且可用这些样本值把信号全部恢复出 来
一个在 频谱区间( m ,m)以外为零的频带有限信号
(带限信号f) (t ) ，可以唯一地由其均匀时间间隔TS TS
1
2fm
上的取样值f(nTS )确定。
当取样频率fS大于或等于信号带宽的两倍时，即fS 2fm
时，可以从 fS(t )中恢复原信号。
定义fS min 2fm 为奈奎斯特取样率。
2．量化（Quantizing）
n 将幅度连续变化的信号变成离散信号的处理 过程称为量化
n 实质：一个化零取整的过程 n 方法：样值的最大变化范围划分成若干个相
邻的间隔。当某样值落在某一间隔内，其输 出数值就用此间隔内的某一个固定值来表示 n 两种量化方法：均匀量化和非均匀量化
均匀量化
把输入信号的取值域按等距离分割的量化称 为均匀量化 ，也称线性量化。
模拟信号与数字信号的转换
模拟信号转换成数字信号：A/D转换
经过抽样、量化、编码3个处理步骤
数字信号转换成模拟信号：D/A转换
提纲
模拟信号数字化
模拟信号和数字信号 数字通信的特点 脉冲编码技术
时分复用 数字复接技术
2020/11/11
通信网基础
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脉冲编码调制技术
脉冲编码调制：Pulse Code Modulation，简称 PCM。对信号进行抽样，并对每个样值独立地加 以量化，通过编码转换为数字信号的过程。
电影（24帧/秒）：感觉是连续活动的景象； 印刷照片：由很多细小的网点组成，看起来空间 连续；
抽样定理的提出
是不是所有时间间隔的理想取样都能反映原 连续信号的基本特征呢？ 抽样的时间间隔取多大合适？
目标：在保留原连续时间信号的全部信息的条件 下抽取尽可能少的数据
方小，需要加大量化级 数M；M过大，大信号的信噪比过大，同时编码复杂， 信道利用率过低。
非均匀量化
非均匀量化的量化原理是量化级间隔随信号幅度 的大小自动调整。相对来说，在不增大量化级数 的条件下，非均匀量化能使信号在较宽的动态范 围内的信噪比达到要求。
非均匀量化的特点
折叠二进制码：沿中心电平上下对称，适于 表示正负对称的双极性码；
解码：在收信端将收到的二进制码序列还原 成相应幅度的量化值，又称数模变换
二进制码、格雷码、折叠二进制码
量化电平 0 1 2 3 4 5 6 7
自然二进制码 000 001 010 011 100 101 110 111
格雷码 000 001 011 010 110 111 101 100
任何一个量化器都有一定的量化范围，通常 取-u~+u。
量化级数N与量化间隔Δ的关系：Δ=2u/N 取量化间隔的中间值为量化值，量化最大误
差为Δ/2。
图 量化过程及量化误差
量化噪声和信噪比
量化过程一定会产生误差。量化误差就 是指量化前后信号之差，通常用功率来 表示，称之为量化噪声。
量化误差一旦产生，在接收端就无法消 除
折叠二进制码 011 010 001 000 100 101 110 111
PCM信号形成过程示意图
提纲
模拟信号数字化 时分复用
时分复用的基本概念 PCM30/32路系统 时分复用的同步技术
数字复接技术
2020/11/11
通信网基础
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时分复用的基本概念
复用：为了提高信道利用率，使多个信号沿 同一信道传输而互相步干扰，这种通信方式 称为复用
复用方式：时分复用、频分复用、空分复用 等
时分复用：各路信号在同一信道上占有不同 时间间隙的通信方式
信号幅度小时，量化幅度小，量化误差也 小；
信号幅度大时，量化间隔大，量化误差也 大
3．编码和解码
编码：把量化后的信号样值变换成对应的二 进制码组，又称模数变换
自然二进制码：简单易行；缺点：由3变成4 的时候每一位都要变；
格雷码：相邻电平间转换，只有一位发生变 化；缺点：每一位码没有确定大小；