数据通信基本知识03794
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。
第二章数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.2 报文交换 ❖ 在数据交换中，对一些实时性要求不高的信
息，可以采用另一种方法叫作报文交换的数 据交换方法。报文交换方式传输的单位是报 文，在报文中包括要发送的正文信息和指明 收发站的地址及其他控制信息。 比如信件。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (1) 报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (4) 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的
地，而电路交换网络很难做到这一点。 ❖ (5) 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。 ❖ (6) 不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过
网络的延迟时间长且不定。 ❖ (7) 有时结点收到过多的数据而无空间存储或不能
正反纠错码等。 检错码：奇偶校验码
第二章 数据通信的基础知识
❖ 3. 编码效率 ❖ R=k/n=k/(k+r) ❖ 式中：k为码字中的信息位位数； ❖ r为编码时外加冗余位位数； ❖ n为编码后的码字长度。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.6.2 奇偶校验
第二章 数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文 不按顺序到达目的地。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.3 分组交换 ❖ 1. 什么是分组交换 ❖ 分组交换又叫报文分组交换，是国际上计算
机网络普遍采用的数据交换方式。综合报文 交换和线路交换的优点。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交 换两种，如图1-14所示。它是计算机网络中 使用最广泛的一种交换技术。
第二章 数据通信基础知识
第2章
数据通信基础知识
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2.4 传输媒体
传输媒体是通信网络中发送方和接收方之间的物理通 路，计算机网络中采用的传输媒体分有线和无线两大类。 传输媒体的特性对网络数据通信的质量有很大影响， 这些特征是：
⑴物理特性：说明传输媒体的特性。 ⑵传输特性：包括是使用模拟信号发送还是使用数字信号发送、 调制技术、传输容量及传输频率范围。 ⑶连通性：采用点到点连接还是多点连接。 ⑷地理范围：在不用中间设备并将失真限制在允许范围内的情况 下，整个网络所允许的最大距离。 ⑸抗干扰性：防止噪音、电磁干扰对传输数据影响的能力。 ⑹相对价格：包括元件、安装和维护等价格。
第2章
数据通信基础知识
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2)同轴电缆--由绕同一轴线的两个导体所组成，被广 泛用于局域网中。为保持同轴电缆的正确电气特性，电缆 必须接 地，同时两头要有端接器来削弱信号反射作用。
第2章
数据通信基础知识
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⑴物理特性：单根同轴电缆直径约为1.02-2.54cm， 可在较宽频范围工作。 ⑵传输特性：基带同轴电缆仅用于数字传输，阻抗为 50Ω ，并使用曼彻斯特编码，数据传输速率最高可达 10Mbps。宽带同轴电缆可用于模拟信号和数字信号传输， 阻抗为75Ω ，对于模拟信号，带宽可达300-450MHz。在 CATV电缆上，每个电视通道分配6MHz带宽，而广播通道的 带宽要窄得多，因此，在同轴电缆上使用频分多路复用技 术可以支持大量的视、音频通道。基带50 ⑶连通性：可用于点到点连接或多点连接。 ⑷地理范围：基带同轴电缆的最大距离限制在几公里； 宽带电缆的最大距离可以达几十公里。。 ⑸抗干扰性：能力比双绞线强。 ⑹相对价格：比同轴电缆贵，比光纤便宜。
等待输出链路的分组队列 分组交换是报文交换的一种改进， 它将报文分成若干个分组，每个分组的 长度有一个上限，有限长度的分组使得 D 每个节点所需的存储能力降低了，分组 可以存储到内存中，提高了交换速度。 它适用于交互式通信，如终端与主机通 信。分组交换有虚电路分组交换和数据 报分组交换两种。它是计算机网络中使 用最广泛的一种交换技术。 第2章 数据通信基础知识
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(VAP)、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)分组交换分组交换是将用户发来的整份报文分割成若于个定长的数据块(称为分组或打包)，将这些分组以存储_转发的方式在网内传输。
第一个分组信息都连有接收地址和发送地址的标识。
在分组交换网中，不同用户的分组数据均采用动态复用的技术传送，即网络具有路由选择，同一条路由可以有不同用户的分组在传送，所以线路利用率较高。
数据通信技术的基础知识
数据通信技术的基础知识第2章数据通信技术的基础知识1、信息、数据和信号●通信的⽬的是交换信息。
信息的载体可以是多媒体，包含语⾳、⾳乐、图形图像、⽂字和数据等。
计算机的终端产⽣的信息⼀般是字母、数字和符号的组合。
为了传送这些信息，⾸先要将每⼀个字母、数字或括号⽤⼆进制代码表⽰。
⽬前常⽤的⼆进制代码有国际5号码（IA5）、扩充的⼆、⼗进制交换码EBCDIC码和信息交换⽤标准代码ASCII码等。
●被传输的⼆进制代码称为数据（Data）。
●信号是数据在传输过程中的电信号的表⽰形式。
2、数据通信系统基本结构●数据通信系统的基本通信模型：产⽣和发送信息的⼀端叫信源，接收信息的⼀端叫信宿。
信源与信宿通过通信线路进⾏通信，在数据通信系统中，也将通信线路称为信道；●在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，⽽传输数字信号的系统称为数字通信系统。
A.理想状态B.实际环境下010********010********010*********10103、模拟通信系统●模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。
信源所产⽣的原始模拟信号⼀般都要经过调制再通过信道传输。
到达信宿后，通过解调器将信号解调出来。
●普通的电话、⼴播、电视等都属于模拟通信系统。
4、数字通信系统●数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发送端和接收端时钟同步组成。
●计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。
5、通信信道的分类●信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。
传输媒体可以是有形媒体，如电缆、光纤等，也可以是⽆形媒体，如传输电磁波的空间。
信道可以按不同的⽅法分类：●有线信道与⽆线信道；●模拟信道与数字信道；●专⽤信道和公⽤信道；有线信道与⽆线信道●信道按所使⽤的传输介质分类，可以分为有线信道与⽆线信道；●有线信道●使⽤有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信道。
数据通信基础知识
信号传输时，一个波形称为一个码元（信号编码单元）。
比特：二进制数的一位。
计算机网络技术
数据通信基础知识
2.1 数据通信的基本概念
v 信号传输率与数据传输速率
信号传输率 (波特率) B
单位时间内传送的波形数，单位为波特(Baud)，又称 波形速率 (线路上每秒钟传送的波形个数) ，又称码元 速率 。
A : 振幅 ω ：角频率 Φ：相位
计算机网络技术
数据通信基础知识
2.2 数据通信方式
振幅键控ASK— 调幅（AM）
用载波的两个不同振幅 表示0和1 移频键控FSK — 调频（FM） 用载波的两个不同频率 表示0和1 移相键控PSK — 调相 ( PM ) 用载波的起始相位的变化 表示0和1
计算机网络技术
数据通信基础知识
2.1 数据通信的基本概念
v 有噪声的信道容量
香农公式： C=H·log2(1+S/N) (b/s)
式中，S为信号功率，N为噪声功率，S/N称为信噪比。 通常把信噪比表示成10·lg(S/N)分贝(dB)。
v [例2-3] 已知信噪比为30dB，带宽为3kHz，求最 大数据传输速率是多少？
计算机网络技术
数据通信基础知识
2.2 数据通信方式
v 数据通信方式是指数据在信道上传输所采取的方式。
通常有如下分类方法：
➢ 按信号的类型分模拟通信和数字通信。 ➢ 按数据代码传输的顺序分为串行传输和并行传输。 ➢ 按数据传输的同步方式分为同步传输和异步传输。 ➢ 按数据传输的流向和时间关系分为单工、半双工和
计算机网络技术
数据通信基Байду номын сангаас知识
2.1 数据通信的基本概念
数据通信基础知识PPT课件
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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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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
.
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。
.
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
并行通信信道
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串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下，并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道，实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信（如计算机中）
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
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二、数据通信的系统模型
信号（signal）是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
3
模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号，又
信号，通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式，因此也被称作
离散信号。
4
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
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三、数据通信系统的性能指标
速率（数据传输速率） 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量，其基本单位是比特每秒（bit per second，简写为bps）。
信道的最大传输速率又被称为信道容量，它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度，即信道所能传输信 号的频率范围，其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
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)。
数据通信基础知识
第一部分数据通信信号与通信模拟通信与数字通信数据通信基础理论传输介质多路复用技术数据交换技术调制解调技术物理层接口第二章数据通信基础知识2.1基本概念 2.2数据通信基础理论2.3传输介质 2.4多路复用 2.5数据交换技术 2.6调制解调器■信号•是数据（或信息）的电磁编码。
信号的数学描 述一般是以时间t 为自变量，以某种物理量（ 如电压）为因变量（信号的时域特性） •模拟信号与数字信号 ■通信（传输）•是数据（或信息）的电磁编码。
信号的数学描=：|述一般是以时间t 为自变量，以某种物理量（ =JOBB MB如电压）为因变量（信号的时域特性）•模拟信号与数字信号模拟信号和数字信号t x(nT)-* ----- ----- ----- ------- *-► nT1 0 0 11 0 0 111(b)数字信号2.1.2模拟通信信源----------- ►调制器——►信道——►调制器►信宿JL噪声模拟通信系统的组成■调制器•如果信源产生的是数字数据，调制器的功能是将调剧为横拟信号（如據粵Modem）•如果信源产生的是模拟数据，调制器的功能是将其调制到某个频段以便进行远距离传输或多路复用■解调器•是实现上述过程逆变换的设备■信道包括传输介质和介质两端的传输设备2.13数字通信■信源编码器•当信源产生的是模拟数据（或信号）时，信源编码 器的信 源 编 码 器信道编码器发送端时钟噪声接收端时钟信源译码器信道译码器信 宿主要工作是对模拟数据（或信号）进行采样、量化并编码成二进制数字信号•当信源产生的是数字数据（或信号）时，信源编码器的主要工作是对原始的数字数据（或信号）进行码制变换，使其适合于传输或通信（如在数据信号中插入时钟信号）■信道编码器•是对传输的数字信号进行检错或纠错编码，以便接收方能进行差错检测和纠正■调制器其功能是将基带（数字）信号变换成频带（模拟）信号以通过模拟传输介质进行频带传输。
（有些传输介质只能传输模拟信号，如无线介质）■时钟•数字信号的发送和接收靠时钟驱动般情况下，发送端和接收端使用各自的时钟源，但接收时钟与发送时钟必须保持同步♦外同步♦内同步数字通信的主要特点■优点•抗干扰能力强，可实现高质量的远距离传输;适应各种传输业务;•方便实现高保密传输;•传输设备的集成化和微型化;■缺点•占用信道的带宽大♦例子：一路模拟电话占用4KHz信道带宽，而一路数字电话所需要的数据传输率是64Kbps,所需占用的信道带宽要远远大于4KHz。
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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(Interference) ，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) 。
光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层(硅橡胶)和保护层构成。
在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode) 或激光(Laser)来发射光脉冲，在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。
模拟数据通信与数字数据通信一、通信信道与信道容量(Communication Channel & Channel Capacity) 通信信道(Communication Channel) 是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。
物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻?quot; 联系"，由此为传输数据信号形成的逻辑通路。
逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的。
物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道，也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模拟信道。
信道容量(ChannelCapacity) 指信道传输信息的最大能力：对于数字信道一般用单位时间可以传输的最大二进制位( 比特bit) 数来表示，对于模拟信道则由信道的带宽表示。
信道容量的大小还受信道质量和可使用时间的影响，当信道质量较差时，实际传输速率将降低。
二、模拟数据通信和数字数据通信(Analog Data Communication & Digital Data Communication)1. 模拟数据与数字数据我们一般将数据分为模拟数据和数字数据两大类。
模拟数据(Analog Data) 是由传感器采集得到的连续变化的值，例如温度、压力，以及目前在电话、无线电和电视广播中的声音和图像。
数字数据(Digital Data) 则是模拟数据经量化后得到的离散的值，例如在计算机中用二进制代码表示的字符、图形、音频与视频数据。
目前，ASCII 美国信息交换标准码(American Standard Code for In formation Interchange) 已为ISO 国际标准化组织和CCITT国际电报电话咨询委员会所采纳，成为国际通用的信息交换标准代码，使用7 位二进制数来表示一个英文字母、数字、标点或控制符号；图形、音频与视频数据则可分别采用多种编码格式。
2. 模拟信号与数字信号(1) 模拟信号与数字信号不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输：模拟数据一般采用模拟信号(Ana log Signal) ，例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波)，或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示；数字数据则采用数字信号(Digital S ignal) ，例如用一系列断续变化的电压脉冲( 如我们可用恒定的正电压表示二进制数1，用恒定的负电压表示二进制数0) ，或光脉冲来表示。
当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时，电磁波本身既是信号载体，同时作为传输介质；而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时，它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网) 来传输。
当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时，一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来，才能将信号从一个节点传到另一个节点。
(2) 模拟信号与数字信号之间的相互转换模拟信号和数字信号之间可以相互转换：模拟信号一般通过PCM永码调制(Pulse Code Modulation) 方法量化为数字信号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，例如米用8位编码可将模拟信号量化为2人8=256个量级，实用中常米取24位或30 位编码；数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift) 的方法转换为模拟信号。
计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号，目前在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号，也有由数字信号转换而得的模拟信号。
但是更具应用发展前景的是数字信号。
3. 模拟数据通信与数字数据通信(1) 模拟数据通信路来传输模拟数据或数字数据对应的模拟信号。
例如目前我们广泛使用公用电话线路来传输语音或计算机数字数据对应的模拟信号，我们也可以使用公共有线电视网来传输视频和计算机数字数据对应的模拟信号；而微波与卫星通信传输的也可以是模拟数据或数字数据对应的模拟信号。
为了用模拟数据通信的方法实现模拟数据和数字数据的远距离传输，我们一般不直接传输模拟信号(包括由数字信号转换而来的模拟信号)，而是在发送方使用某一频率的电磁波作为载波(Carrier) ，然后用模拟信号或数字信号对其进行调制(Modulation) ，调制后的载波信号(为模拟信号) 占有以该载波频率为中心的一段频谱，并能在适于该载波频率的介质上传输；而在接收方则通过解调制(Demodulation) 还原叠加于载波上的模拟信号或数字信号。
我们将可同时完成调制和解调的装置称为调制解调器(MODEM。
)(2) 数字数据通信数字数据通信(Digital Data Communication) 指直接利用数字传输技术在数字设备之间传输数字数据，或模拟数据对应的数字信号。
由于计算机使用二进制数字信号，因而计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大多直接采用数字数据通信。
此外，目前北美采用的24路PCM脉码调制(速率为1.544Mpbs)，以及欧洲和我国采用的30路PCM永码调制(速率为2.048Mbps)电话系统均是数字数据通信系统。
由于数字数据通信传送的是离散的数字信号，即逐位传送二进制数字代码，因此要求系统应能确知传输线上正在传送的数位是0 还是1。
(3) 数字数据通信的优点与模拟数据通信相比较，数字数据通信具有下列优点：a. 来自声音、视频和其他数据源的各类数据均可统一为数字信号的形式，并通过数字通信系统传输b. 以数据帧为单位传输数据，并通过检错编码和重发数据帧来发现与纠正通信错误，从而有效保证通信的可靠性c. 在长距离数字通信中可通过中继器放大和整形来保证数字信号的完整及不累积噪音d. 使用加密技术可有效增强通信的安全性e. 数字技术比模拟技术发展更快，数字设备很容易通过集成电路来实现，并与计算机相结合，而由于超大规模集成电路技术的迅速发展，数字设备的体积与成本的下降速度大大超过模拟设备，性能/ 价格比高f. 多路光纤技术的发展大大提高了数字通信的效率。
需要指出，鉴于传统公用电话网已在世界范围普及，目前家庭个人计算机用户大都通过电话线路与计算机网络相连；此外，随着卫星通信的发展，高容量、高宽带的多路复用传输也大大提高了模拟通信的传输效率。
但是，如果在两台计算机的通信线路之间，只有部分电路采用数字通信，则数字通信的优点并不能充分地得到发挥。
因此，为了提高通信效率，有条件的用户应安装数字数据通信专线，或直接接入局域网；此外，应大力发展陆上和海底的洲际光缆。
近20 年来，数字数据通信技术已开始发展并得到广泛应用。
目前，数字通信已开始在长距离话音和数字数据领域逐渐替代传统的模拟通信。
计算机网络技术的应用发展，则大大推动了数字通信技术的迅速发展。
可以预言，数字数据通信最终将取代模拟数据通信。
数据通信的主要技术指标在数字通信中，我们一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏等；在模拟通信中，我们常使用带宽和波特率来描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率。
1. 带宽在模拟信道中，我们常用带宽表示信道传输信息的能力，带宽即传输信号的最高频率与最低频率之差。
理论分析表明，模拟信道的带宽或信噪比越大，信道的极限传输速率也越高。
这也是为什么我们总是努力提高通信信道带宽的原因。
2. 比特率在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit) 数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps) 、每秒千比特数(Kbps) 或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000,而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576) 。
3. 波特率波特率指数据信号对载波的调制速率, 它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。
波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。
显然,两相调制(单个调制状态对应 1 个二进制位) 的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应 2 个二进制位) 的比特率为波特率的两倍；八相调制( 单个调制状态对应 3 个二进制位) 的比特率为波特率的三倍；依次类推。
4. 误码率误码率指在数据传输中的错误率。
在计算机网络中一般要求数字信号误码率低于1 0A(-6)。