第2讲 数据通信基础概念

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对比2条消息，第二条可见 不可能发生的概率大，带 给我们信息量更多
数据通信系统
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3、数据通信的主要技术指标
确知事情带给大家的信息量为0，发生概率为1 不可能事件给大家带来的信息量为无穷大，发生的概率为0
数据通信系统
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（2）信息量的计算
如果一个消息所代表的事情出现的概率为P，这个消息中包含的信息量I的定义：
对数字信道而言
带宽是指在信道上能够传送的数字信号的速率， 即数字传输速率S。因此，此时带宽的单位就是bit/s, 或写成bps.
带宽和信道容量
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带宽和信道容量
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带宽和信道容量
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信道带宽：通信系统中传输信息的信道占有一定的频率范围(即频带宽度)。模拟信道的 带宽 W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最低频率，f2是信道能够通过的最高频率。
汤标在网络中心参观时看到了很多机柜，在机柜中安装了很多设备，这些设备通过不同 的线缆进行连接，实现相互间的通信。在实际应用中，大多数信息传输与交换都是在计算机 之间或计算机与外围设备之间进行的。数据通信就是在不同计算机之间传送表示数字、文字、 语音、图形或图像的二进制代码信号的过程。
李恒从哪些方面入手，才能更好地熟悉并掌握数据通信方面的知识和技能呢？
式中，如果a=2,则信息量的单位为比特（bit）； 如果a=e，则信息量的单位为奈特（nit）;
如果a=10，则信息量的单位为哈特莱（hartley）;
数据通信系统
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（2）信息量的计算
如果一个消息所代表的事情出现的概率为P，这个消息中包含的信息量I的定义：
此时，信息量的单位为比特（bit）；
数据通信系统
数字信号是用两种不同的电平表示0、1 比特序列的电压脉冲信号。数字信号只取有 限离散值，而且数字信号之间的转换几乎是 瞬时的。数字信号以其某一瞬间的状态表示 它们传送的信息。
数据通信系统
3、数据通信的主要技术指标 （1）消息、信息和信息量 消息：传输的具体对象，称为消息。 信息：消息中不确定的内容构成信息。 信息量：信息量就是对消息中不确定性的度量。
由于网络中绝大多数信息都是双同传输的，所以在大多数情况下，信源也作为信宿，信宿 也作为信源:编码器与解码器合并，通称为编码/解码器；调制器与解调器合并，通称为调制/ 解调器。
数据通信系统
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6.1.3数字通信和槙拟通信
根据信道中传输信号的类型，通信通常分为模拟通信系统和数字通信系统两类。前者在信 道中传输模拟信号，而后者在信道中传输数字信号。
第2讲 数据通信基础概念
主讲人：汤梦姣
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学习内容
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绩效概述01 数据通信系统模型 02 数据通信系统的常用术语、常用指标 03 数据通信方式 04 带宽和信道
内容提要
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• 计算机网络是由通信子网和资源子网两部分组成的，通 过通信子网的支持可以实现网上的各种服务。
• 本项目将引导大家熟悉数据通信的基本概念、数据通 信的主要技术指标、数据通信方式、数据通信技术、数 据编码技术、多路复用技术和数据交换技术等，并通过 真实的任务训练大家辨别单工通信、半双工通信和全双 工通；绘制曼彻斯特码、绘制差分曼彻斯特码；计算数 据编码多项式等技能。
带宽和信道容量
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宽带
宽带目前还没有一个公认的定义，从一般的角度理解，它是能够满足人们感观所能感受 到的各种媒体在网络上传输所需要的带宽。
宽带是一个动态的、发展的概念
带宽和信道容量
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宽带
OECD(经济合作与发展组织)2006年报告称，任何传输速率在256Kbps以上的互联网连 接，可称为宽带。
检查的学习习惯 • 能与组员精诚合作，能正确面对他人的成
功或失败 • 具有一定自学能力，分析问题、解决问题
能力和创新的能力
情景描述
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计算机之间的通信是资源共享的基础，计算机通信网络的核心是数据通信设施。网络中 的信息交换和共享意味着一个计算机系统中的信号通过网络传输到另一个计算机系统中去处 理和使用。如何传输不同计算机系统中的信号，是数据通信技术要解决问题。
调制速率：又叫波特率或码元速率，它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒传 输的电信号单元(码元)数。
FCC(美国联邦通讯委员会)在2011年解释，任何传输速率在4Mbps以上的互联网连接，， 可称为宽带。
2015年1月7日FCC(美国联邦通讯委员会)重新定义“”
宽带是一个动态的、发展的概念
带宽和信道容量
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宽带
对模拟信道而言
带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许传送 信号的最高频率和最低频率之差，单位为Hz（赫兹）
知识储备-数据通信系统
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数据通信(Data Communication)系统是指以计算机为核心，用通信线路连接分布在 各地的数据终端设备而完成数据通信功能的复合系统。
1、数据通信系统模型 数据通信系统的基本组成有三部分要素：信源和信宿、信号变换器和反变换器、信道。 如下图所示是一个简单的数据通信系统模型。
数据通信方式
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2、单工通信、半双工通信和全双工通信
（3）全双工通信 可同时双向传输数据的通信方式称为全双工 通信。它相当于两个方向相反的单工通信组合在 一起，通信的一方在发送信息的同时也能接收信 息，全双工通信一般采用接收信道与发送信道分 开制，按各个传输方向分开设置发送信道和接收 信道，因此一般采用四线制，如图2-7所示。比 如：计算机、电话和手机等。
数据通信系统
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信号发送器与接收器
信号发送器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号，根据不同的信源 和信道信号，发送器有不同的组成和变换功能。
发送端的信号发送器可以是编码器或者是调制器，接收端的信号接收器相对应的就是解码 器或是解调器。
编码器的功能是把输入的二进制数字序列作相应的变换，变换成能够在接收端正确识别的 信号形式;解码器是在接收端完成解码的过程。
任务分析
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根据李恒目前的基础，在本项目中，汤标为他安排了以下几项任务：
（1）认知计算机网络的基本组成，掌握计算机网络的分类方法； （2）认知计算机网络中所使用的设备、线缆和相关图元； （3）分析网络拓扑，并绘制网络拓扑结构图； （4）能掌握数据通信系统的常用术语、常用指标 （5）能用图形方式表示模拟信号和数字信号； （6）认知数据通信方式、数据传输方式；
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（2）信息量的计算
数字通信系统中最典型的系统是二进制系统，系统中传输的是0、1编码的二进制 信号。二进制系统中0和1的出现概率约为1/2，因此一位0或一位1所携带的信息量是：
此时，1位二进制信号的信息量是1bit；
数据通信方式
1、并行通信和串行通信
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8位顺次传送
如果数据传输时只需要一条信道，数据字节有多少位需要 传输多少次才能传输完一个字节，这种方法称为串行通信， 如图所示。
知识目标
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• 熟悉数据通信系统的基本概念 • 掌握通信系统的主要技术指标 • 了解数据通信系统的通信方式 • 了解宽带和信道容量
技能目标
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• 能认知数据通信的主要技术指标 • 能辨别单工通信、半双工通信和全双工通
信 • 能认知数据传输技术 • 能认知宽带和通信容量
态度目标
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• 培养认真细致的工作态度和工作作风 • 养成刻苦、勤奋、好问、独立思考和细心
数据通信方式
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2、单工通信、半双工通信和全双工通信
（2）半双工通信 数据可以双向传输，但不能同时进行，采用分时间段 传输，任一时刻只允许在一个方向上传输主信息，这种通 信方式称为半双工通信，如下图所示，其中A端和B端都 具有发送和接收装置，但传输线路只有一条，若想改变信 息的传送方向，需由开关进行切换。比如：对讲机。
数据通信方式
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1、并行通信和串行通信 数据通信方式按照数据传输与需要的信道数可划
分为并行通信和串行通信方式。 数据有多少位则需要多少条信道，每次传输数据
时，一条信道只传输字节中一位，一次传输一个字节， 这种传输方法称为并行通信，如左图所示。
数据通信方式
2、单工通信、半双工通信和全双工通信
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（1）单工通信 在通信线路上，数据只可按一个固定 的方向传送而不能进行相反方向传送的通 信方式称为单工通信，如下图所示。其中 A端只能作为发射端发送资料，B端只能作 为接收端接收资料。为使双方能单工通信， 还需一根线路用于控制。比如：广播、收 音机、电视机和打印机等。
数据通信系统
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2.数据通信的基本概念 信号(Signal)：信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。
模拟信号的信号电平是连续变化的,模拟信号 是随时间连续变化的信号，这种信号的某种参量 （如幅度、相位、频率等}可以表示要传送的信 息。电话机送话器输出的语音信号，电视摄像机 产生的图像信号等都是模拟信号
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2.数据通信的基本概念
（1）信息、数据和信号 信息（Information）:凡经过加工处理或换算得到的数据，即可称为信息，信息的载体 是数值、文字、图形、声音、图像及动画等。 数据(Data)：数据是由数字、字母、字符和符号等组成的信息载体，是网络上信息传输 的单元，没有实际含义。用于表示客观事物的未经加工的原始素材。
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用一个简单的例子说 明：如我们约好朋友 玩或吃东西逛街，就 是一个简单的通信系 统，信源是自己、朋 友则是新宿，信道则 是空气。
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数据通信系统
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（1）信源和信宿 信源就是信息的发送端，是指发送信息一端的人或设备。信宿就是信息的接收端，是指 接受信息一端的人或设备。数据发送端、数据接收端设备称为数据终端设备，简写为DTE。 （2）信道 信道是传输信息的通道，是由通信线路及其通信设备(如收发设备)组成的。主要功能有 两点，其一为信息传输提供通信手段，其二为数据传输提供通信服务。通信设备也称为数据 电路终端设备，简写为DCE。 信道按传输型号类型又可分为数字信道和模拟信道。