数据通信技术基础知识60863069
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。
数据通信技术基础知识
数据通信技术基础知识数据通信技术基础知识随着信息时代的到来，数据通信技术正在成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是工作、学习还是娱乐，我们都需要通过数据通信技术进行信息交流。
本文将介绍数据通信技术的基础知识，包括通信协议、传输介质、数据编码和数字信号处理等方面。
一、通信协议通信协议是数据通信网络中非常重要的一部分，它规定了数据的传输方式、格式和内容。
通信协议的实现需要通过软件和硬件两个层面进行。
在软件层面，常见的通信协议有TCP/IP 协议、HTTP协议等。
在硬件层面，通信协议主要包括传输层协议、网络层协议和物理层协议等。
1.传输层协议：主要负责数据包的分段和重组、数据包的传输可靠性控制等任务。
常见的传输层协议包括TCP、UDP等。
2.网络层协议：主要负责数据包的路由和寻址、分组重组等任务。
常见的网络层协议有IP协议、ARP协议等。
3.物理层协议：主要负责数据的传输介质选取和数据的传输速率、传输距离等参数的控制。
常见的物理层协议有以太网、无线电波等。
二、传输介质传输介质是数据通信技术中承载数据传输的媒介。
按照传输介质的不同，可以将其分为有线传输介质和无线传输介质两类。
1.有线传输介质：主要包括电缆和光缆。
电缆包括双绞线、同轴电缆等。
光缆包括单模和多模两种类型，其中单模光缆的传输速率更高、传输距离更远，适用于长距离的数据传输。
2.无线传输介质：主要包括无线电波、红外线等。
无线电波传输具有无线化、灵活性、便携性等优点，但受信号干扰、传输距离等限制。
三、数据编码数据编码是将数据转化为数字数据的过程。
它是数据通信技术中非常重要的一部分，它的好坏直接关系到数据的传输质量和传输速率。
常见的数据编码方式包括二进制编码、格雷码编码等。
1.二进制编码：将数据按照二进制进行编码，即用0和1表示。
它是数字电路中最常用的编码方式。
二进制编码具有明确、简单、易实现等特点。
2.格雷码编码：是一种反转码，相邻的数码之间只有一个比特位发生变化。
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
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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。
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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。
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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。
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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。
数据通信技术基础
数据通信技术基础数据通信技术是指通过某种传输媒介将数据从一个地方传送到另一个地方的技术。
它在现代社会中起到了至关重要的作用，几乎贯穿了我们日常生活的方方面面。
本文将围绕数据通信技术基础展开讨论，介绍其原理、分类和应用等内容。
一、数据通信技术的原理1. 数据的表示与编码：在数据通信中，数据需要以二进制形式进行传输。
常见的编码方式有ASCII码、Unicode等，通过不同的编码方式将字符转换为二进制形式，以实现数据在传输媒介中的表达和传递。
2. 数据的传输方式：数据通信可以采用串行传输和并行传输两种方式。
串行传输是指数据以位为单位逐位传输；并行传输是指数据同时以多位为单位传输。
串行传输在长距离传输时更为常见，而并行传输在短距离传输中应用更广泛。
3. 数据的调制与解调：为了在传输媒介中传输数据，需要将数据转换为适合传输的信号。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，解调是将模拟信号转换为数字信号的过程。
调制解调器是数据通信中常用的设备，它实现了数字信号和模拟信号之间的转换。
二、数据通信技术的分类1. 有线通信技术：有线通信技术是指利用导线进行数据传输的技术，如电话线、光纤等。
其中，光纤作为一种高速、大容量的传输介质，被广泛应用于互联网、电视传输等领域。
2. 无线通信技术：无线通信技术是指利用空气中的电磁波进行数据传输的技术，如无线局域网（WLAN）、蓝牙、移动通信等。
随着移动设备的普及和无线网络的建设，无线通信技术得到了快速发展。
3. 卫星通信技术：卫星通信技术利用人造卫星作为中继站，将信号从发送方传输到接收方。
卫星通信技术具有广覆盖、高带宽和抗干扰能力强等特点，被广泛应用于电视广播、远程教育、军事通信等领域。
三、数据通信技术的应用1. 互联网：互联网是基于数据通信技术的重要应用之一。
通过数据通信技术，我们可以实现电子邮件、网页浏览、在线购物等功能。
数据通信技术的快速发展使得互联网的应用越来越广泛，成为信息时代的重要基础设施。
数据通信基础知识
数据通信基础知识
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲这超有意思的数据通信基础知识。
你想啊，数据通信就像是人体内的血液循环系统一样重要！咱每天说话、做事，不就跟各种信息传递似的。
比如你给朋友发个消息说“晚上一起吃饭呀”，这就是数据在通信呢！
数据通信可不简单，它有好多关键的部分。
就拿传输介质来说吧，就像公路一样，有不同的类型呢。
双绞线，就好比是乡村小道，能传输数据，但速度一般；而光纤，那简直就是高速公路，传输速度超级快！你说神奇不神奇？
还有啊，协议就像我们玩游戏的规则一样。
TCP/IP 协议，那可是数据
通信里大名鼎鼎的存在！没有它，那网络世界还不得乱套呀。
数据通信的应用那可太多啦！你在网上看视频、听音乐，这不都是数据通信在默默工作嘛。
就好像一场精彩的演出，我们只看到了舞台上的精彩，却不知道背后有多少人在努力呀。
咱再想想，要是没有数据通信，我们的生活得变成啥样？哎呀呀，简直不敢想！所以说，数据通信真的是超级重要呀！它让我们的世界变得更小，让我们能随时随地和别人联系、分享。
总之，数据通信就是我们生活中不可或缺的一部分，它就像魔法一样，让一切都变得那么便捷、有趣！大家一定要好好了解它呀，以后肯定能用得上呢！。
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缺的一部分。
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，适用于局域网和电话线路等。
- 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。
同轴电缆适用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）、蓝牙和移动通信网络。
- 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。
无线局域网适用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，适用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。
- 移动通信网络：移动通信网络是一种通过无线电波进行移动通信的网络。
移动通信网络包括2G、3G、4G和5G等不同的技术标准，适用于移动电话和移动互联网等。
数据通讯技术PPT第2章数据通信基础知识
2.1 概述
本章将主要介绍数据通信的基础知识，包括消 息、信息和信号的概念，模拟通信、数字通信及数 据通信的基本概念，介绍数据通信系统的主要传输 方式及衡量数据通信系统的主要性能指标。
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第2章 数据通信基础知识
2.2 消息、信息和信号
消息
关于人或事物情况的报道，它有多种形式，如文字、
码元速率 单位时间内传输的码元的个数，单位为码元/秒。
信息速率 单位时间内传输的信息量，单位为比特/秒(bit/s)。 当以二进制传输时，码元速率与信息速率在数字上是相等的，而采用M进 制时，码元速率RB与信息速率Rb的关系为
Rb RB log2 M bit/s
数据传输速率
RB
Rb log2 M
2.3 模拟通信与数字通信
模拟信号与数字信号
模拟信号 又称连续信号，其电压(或电流)的取值可用连续的时间函数 表示。如下图所示：
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第2章 数据通信基础知识
2.3 模拟通信与数字通信
模拟信号与数字信号 （续）
数字信号 又称离散信号，其电压(或电流)的取值仅可取有限个离
散值。如计算机输出的数字序列，电传机输出的信号等都属 于数字信号，如下图所示：
半双工传输
信号可以进行双向传输，但是不能同时进行，信道是双向的如图(b)。
全双工传输
信号可以同时在两个方向上传输，信道是双向的如图(c)。
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第2章 数据通信基础知识
2.5 数据通信系统的主要性能指标
2.5.1 有效性
有效性是指信道传输信息的速度快慢。在数据通信系统中，我们常用以 下指标衡量：
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第2章 数据通信基础知识
数据通信基础培训教材资料
数据通信基础培训教材资料一、引言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。
从手机通话、视频会议到物联网设备之间的信息传输，数据通信技术无处不在。
为了帮助大家更好地理解数据通信的基本原理和应用，我们编写了这份培训教材资料。
二、数据通信的基本概念（一）数据与信息数据是对事实、概念或指令的一种形式化的表示，可以是数字、文字、图像、声音等。
而信息则是数据所包含的意义或内容。
（二）信号信号是数据的电磁或电气表现形式，分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的，如音频信号；数字信号则是离散的，只有有限的取值，如计算机中的二进制数据。
（三）信道信道是信号传输的通道，可以是有线的，如电缆、光纤；也可以是无线的，如电磁波。
三、数据通信系统的组成（一）源系统包括源点（产生数据的设备）和发送器（对数据进行编码和调制，以便在信道上传输）。
（二）传输系统可以是各种传输介质和相关的转换设备。
（三）目的系统包括接收器（对接收的信号进行解调和解码）和终点（接收数据的设备）。
四、数据通信的方式（一）并行通信与串行通信并行通信是同时传输多个比特的数据，速度快但成本高；串行通信则是逐位传输数据，成本低但速度相对较慢。
（二）同步通信与异步通信同步通信要求发送方和接收方的时钟严格同步，数据传输效率高；异步通信则在每个字符前后添加起始位和停止位，实现数据的异步传输。
五、数据传输速率与带宽（一）数据传输速率通常用比特率（每秒传输的比特数）来衡量，单位有 bps（比特每秒）、Kbps（千比特每秒）、Mbps（兆比特每秒）等。
（二）带宽指信道能够传输的频率范围，单位是赫兹（Hz）。
带宽越大，能够传输的数据量就越大。
六、编码与调制技术（一）数字数据的数字编码如不归零编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等。
（二）数字数据的模拟调制包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等。
（三）模拟数据的数字编码通过采样、量化和编码将模拟信号转换为数字信号。
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。
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。
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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。
4.数据通信的长距离传输及信号衰减的克服1)模拟信号和数字信号都可以在合适的传输媒体上进行传输(如图2.2)；图2.2 模拟数据、数字数据的模拟信号、数字信号的传输表示2)模拟信号无论表示模拟数据还是数字数据,在传输一定距离后都会衰减。
克服的办法是用放大器来增强信号的能量，但噪音分量也会增强，以至引起信号畸变。
3)数字信号长距离传输也会衰减，克服的办法是使用中继器，把数字信号恢复为"0、1"的标准电平后继续传输。
2.1.2 数据通信中的主要技术指标1.数据传输速率1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。
计算公式: S=1/T*log2N(bps)......⑴式中T为一个数字脉冲信号的宽度(全宽码)或重复周期(归零码)单位为秒；N为一个码元所取的离散值个数。
通常N=2K，K为二进制信息的位数，K=log2N。
N=2时，S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。
2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。
计算公式: B=1/T (Baud) ......⑵式中T为信号码元的宽度，单位为秒．信号传输速率,也称码元速率、调制速率或波特率。
由⑴、⑵式得：S=B*log2N(bps)......⑶或B=S/log2N(Baud)......⑷[例1]采用四相调制方式，即N=4，且T=833x10-6秒，则S=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps)B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)2.信道容量1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。
像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。
2)离散的信道容量奈奎斯特(Nyquist)无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽H的关系：B=2*H (Baud)......⑸奈奎斯特公式--无噪信道传输能力公式：C=2*H*log2N (bps)......⑹式中H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；N为一个码元所取的离散值个数。
[例2]普通电话线路带宽约3kHz，则码元速率极限值B=2*H=2*3k=6kBaud ；若码元的离散值个数N=16，则最大数据传输速率C=2*3k*log216=24kbps。
3)连续的信道容量香农公式--带噪信道容量公式：C=H*log2(1+S/N) (bps)......⑺式中S为信号功率，N为噪声功率，S/N为信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分贝(dB)。
[例3]已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。
∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000∴ C=3klog2(1+1000)≈30k bps3.误码率--二进制数据位传输时出错的概率。
它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。
在计算机网络中，一般要求误码率低于10-6，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。
误码率公式：Pe=Ne/N ......⑻式中Ne为其中出错的位数；N 为传输的数据总数。
2.1.3 通信方式1.并行通信方式并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。
发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。
接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。
并行方式主要用于近距离通信。
计算机内的总线结构就是并行通信的例子。
这种方法的优点是传输速度快，处理简单。
图2.3 并行数据传输2.串行通信方式串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并--串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。
串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。
图2.4 串行数据传输3.串行通信的方向性结构串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。
图2.5 单工、半双工、全双工单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
2.2 数据编码技术和时钟同步2.2.1 数字数据的模拟信号编码为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，必须将发送端的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传输后再在接收端将音频信号逆变换成对应的数字信号。
实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制解调器(Modem)。
图2.6 远程系统中的调制解调器模拟信号传输的基础是载波，载波具有三大要素：幅度、频率和相位，数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。
1.数字调制的基本形式数字调制的三种基本形式：移幅键控法ASK、移频键控法FSK、移相键控法PSK。
图2.7 数字调制的三种基本形式在ASK方式下，用载波的两种不同幅度来表示二进制的两种状态。
ASK方式容易受增益变化的影响，是一种低效的调制技术。
在电话线路上，通常只能达到1200bps的速率。
在FSK方式下，用载波频率附近的两种不同频率来表示二进制的两种状态。
在电话线路上，使用FSK可以实现全双工操作，通常可达到1200bps的速率。
在PSK方式下，用载波信号相位移动来表示数据。
PSK可以使用二相或多于二相的相移，利用这种技术，可以对传输速率起到加倍的作用。
由PSK和ASK结合的相位幅度调制PAM，是解决相移数已达到上限但还要提高传输速率的有效方法。
2.公共电话交换网中使用调制解调器的必要性公共电话交换网是一种频带模拟信道，音频信号频带为300Hz～3400Hz，而数字信号频宽为0Hz～几千兆Hz。
若不加任何措施利用模拟信道来传输数字信号，必定出现极大的失真和差错。
所以，要在公共电话网上传输数字数据，必须将数字信号变换成电话网所允许的音频频带范围300Hz～3400Hz。
2.2.2 数字数据的数字信号编码数字信号可以直接采用基带传输。
基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传输。
基带传输时，需要解决的问题是数字数据的数字信号表示及收发两端之间的信号同步两个方面。
1.数字数据的数字信号表示对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。
a)单极性脉冲b)双极性脉冲c)单极性归零脉冲d)双极性归零脉冲e)交替双极性归零脉冲图2.8 基脉冲编码方案a)单极性不归零码，无电压表示"0"，恒定正电压表示"1"，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。
b)双极性不归零码，"1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流，"0"为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。
c)单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
d)双极性归零码，其中"1"码发正的窄脉冲，"0"码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。
2.归零码和不归零码、单极性码和双极性码的特点不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带较宽。
单极性码会积累直流分量，这样就不能使变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流耦合，直流分量还会损坏连接点的表面电镀层；双极性码的直流分量大大减少，这对数据传输是很有利的。
3.同步过程1)位同步位同步又称同步传输，它是使接收端对每一位数据都要和发送端保持同步。
实现位同步的方法可分为外同步法和自同步法两种。
在外同步法中，接收端的同步信号事先由发送端送来，而不是自己产生也不是从信号中提取出来。
即在发送数据之前，发送端先向接收端发出一串同步时钟脉冲，接收端按照这一时钟脉冲频率和时序锁定接收端的接收频率，以便在接收数据的过程中始终与发送端保持同步。