数据通信的基础知识
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。
数据通信基本知识
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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。
第二章-数据通信基础
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▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况:
数据:模拟数据 数字数据
信号:模拟信号 数字信号
信道:模拟信道 数字信道
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▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据,模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据,数字信号
模拟
数字
PCM编码
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▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
信息和数据(二进制位)不能直接在信道上传输
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 编码:数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 ➢ 调制:数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 ➢ 解调:接收波形→数字信号 ➢ 解码:数字信号→原始数据
➢ 例如:通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输:把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送,接收方 需要解调。
➢ 例如:闭路电视的信号传输
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
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。
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。
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制:将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调:将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页,共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制:正脉冲代表1,负脉冲代表0 ❖ 不归零制:正电平代表1,负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一,通常使用的同步技术有两种:
异步方式 同步方式
第二十八页,共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中,每传送1个字符(7位或8位)都要在每个字 符码前加1个起始位,以表示字符代码的开始,在字符代码和校验 码后面(hòu mian)加1或2个停止位,表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多,那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页,共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽,单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码:位周期中心的上跳变表示0,下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码:位的开始边界有跳变上跳 变表示0,无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高, 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页,共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
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
数据通信基础知识
数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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2.1 基本概念
信号
f(t)是消息或数据的电磁编码x(。nT)信号的时域特性表 示为时间t的函数,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。
t
11 00001 11 010 01 10 11 1 1 nT
分为(a) 模模拟拟信信号 号与数字信号。 (b) 数字信号
然而:信道对不同频率的信号其衰减幅度是不 相同的,因而会发生畸变。一般来说,频率越 高的信号,其衰减幅度越大
2.2.2 信道的截止频率与带宽
2.2.3 信道的最大数据传输率
数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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Networking techno;ogy
2.2.1 信号的频谱和带宽
傅立叶已经证明:任f(何t) 一个周期为T的函数f(t)都是由 无穷多个正弦和余弦函数合成,即:
具体的数字编码方式。 数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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脉冲信号频谱图
信号的脉冲宽度与其带宽成反比,因此信 号的数据率越高,信号的带宽也就越宽。
数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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2.2.2 信道的截止频率与带宽
数据通信基础知识
第二章 数据通信基础知识
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信道截止频率
A
10lg 2 3
A
10.707
10.707
f fc
(a) 单通滤波器
数据通信基础
数据有两种类型:数字数据和模拟数据,前者的值是离散,如电 话号码、邮政编码等;而后者的值则是连续变化的量,如身高、体重 等。
3、信号
信号简单地说就是携带信息的传输介质。数据通信中信号是 数据在传输过程中的电磁波的表示形式。根据信号参量取值不同, 信号有两种表示形式:模拟信号(Analog Signal)与数字信号 (Digital Signal)
(2)调制速率 调制速率又称为码元速率,所谓码元是承载信息的基本
信号单位。码元速率是指单位时间内信号波形的变换次数, 即通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T,则码元 速率B=1/T。码元速率也叫波特率,通常用来表示调制解调 器之间传输信号的速率。
R=Blog2n (bps)
其中:R表示信号速率,B表示调制率,n为一个码元所携带的 信息量。当在二元调制方式中,码元所携带的信息量n =2, 即只有0和1两个离散值时,信号速率和调制速率相等( R=B)。
2.2 数据传输 介质
一般的,物理介质可大致分为有线介质(铜 线和光纤)和无线介质(电波和光波)。
有线介质是最常用也最简便的通信介质,一 直有大量的铜线和光纤应用于电话系统中。在广 域网领域,利用现成的电话系统线路进行通信传 输几乎是最实际也最简便的方式,而在局域网领 域,利用改进的专用线缆进行通信传输也简便易 行。常见的有线介质有双绞线、同轴电缆、光纤 等。
光纤和同轴电缆外形相似只是没有网状屏蔽层,光 纤由纤芯、封套及外套组成。纤芯由一玻璃或塑料组成, 封套是玻璃的,使光信号可以反射回去,沿着光纤进行 传输,外套则由塑料组成,用于防止外界的伤害和干扰。
根据传输点模数的不同,光纤分为单模 光纤(single-mode fiber)和多模光纤 (multi-mode fiber)两种(“模”是指以 一定角速度进入光纤的一束光)。单模光 纤采用激光二极管LD作为光源,而多模光 纤采用发光二极管LED为光源。
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。
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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。
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3.1.3 数据通信传输系统模型
❖ 一个数据通信系统由
源系统、传输系统、目的系统三部分组成
输入 汉字
数字比特流 模拟信号
主机A 调制解调器
公用电话网
模拟信号 数字比特流
输出 汉字
调制解调器
主机B
3.1.4 计算机网络中的速率
❖ 计算机网络中信号的速率涉及三种:
传播速率;调制速率;数据传输率
❖ 信号的传播速率是常量
双方按照通信协议传输信息,并能理解这些通信 协议
信道
❖ 信道与电路并不等同,信道表示信号的通路,一般 是用来表示向某一个方向传输信息的媒体
一条通信电路往往包含一条发送信道和一条接收信道
❖ 信道与传输介质也是有区别的
传输介质是指用于连接两个或多个网络节点的物理传输 线路
❖ 通信信道建立在传输介质之上
练习
1. 一个带宽为3k的理想低通信道,其最高码元传输 速率是多少?若一个码元能携带3bit信息,则其最 高传输率是多少?
2. 设信号的脉冲周期为0.002s,脉冲信号有效值状 态个数为8,问
① 如果用二进制代码表示上述信号,一个脉冲信号需要用 几位二进制代码表示
② 用二进制代码表示上述信号,其数据率是多少?
其中:C为数据传输率; B为调制速率; L为一个信号可能取值的个数
每个信号有4种电平(状态)的情况
信号可能的取值个数 L=4,则调制速率B与 数据率C之间的关系 为:C=2B
3.1.4 信道的最大容量
❖ 任何实际的信道都不是理想的,在传输信 号时会产生各种失真以及带来多种干扰。
❖ 码元传输的速率越高,或信号传输的距离 越远,在信道的输出端的波形的失真就越 严重。
第3章 数据通信 技术基础
本章学习内容及要求
❖ 熟悉
数据通信的基本概念
❖ 掌握
信道复用技术、编码技术、交换技术和差错控制技术 的原理和实现方法
❖ 掌握
网络传输时延计算方法 以及网络传输介质的选用方法
3.1.1 信息、数据与信号
❖ 信息是在人们之间传递的知识,数据是信息 的具体表现形式,其本身是各种各样的物理 符号或它们的组合
如果信道的频带越宽,也就是能够通过的信号高 频分量越多,那么就可以用更高的速率传送码元 而不出现码间串扰。
奈氏(Nyquist)准则
❖ 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。
理想低通信道的最高码元传输速率 = 2H Baud H 是理想低通信道的带宽,单位为赫(Hz)
传播速率,是一个常量,与光速联系
❖ 调制速率也称为码元速率、波形速率或信号速率
指的是每秒种发送信号的数目,单位为波特(baud)
❖ 数据传输率为每秒种发送的二进制位数,单位为bps, 读作每秒位。
调制速率与数据传输率之间的关系
❖ 调制速率与数据传输率之间的关系为: C = B log2 L (bps)
信噪比
❖ 噪声存在于所有的电子设备中,它可以影响接 收端对码元的判决。如果信号较强则噪声的影 响就相对较小。
❖ 信噪比就是信号的平均功率与噪声的平均功率 之比,记为S/N。
S 为信道内所传信号的平均功率; N 为信道内部的高斯噪声功率。
❖ 信噪比的度量单位是分贝(dB),其定义为:
信噪比(dB) = 10 log10(S/N) (dB) 例如,S/N=1000时,信噪比为30dB。
❖ 基带传输就是在数字信道上直接传送基带信号
❖ 频带传输是利用模拟信道传输数据信号,例如把 计算机设备输出的信号进行调制以后再放在传输 介质上传输。
频带传输有时也称为宽带传输
❖ 频带传输的目的是,把基带信号经过载波调制后, 将信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道 中传输。
信道的带宽
带宽(broad width)与信道可以允许通过的信号的最高频 率与最低频率有关,一个信道允许的信号的最大频率和最 低频率的差值,称为该信道的带宽。
能通过
0
H (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 将调制速率与数据率的关系带入,可得奈奎 斯特定理的公式为(理想信道):
C = 2H log2 L (bps)
例:
❖ 假定一条线路每秒采样16次,传输信号共 有16种状态,则传输速率是
A、16bit/s B、 48bit/s C、 64bit/s D、 256bit/s
信息涉及到数据的内容和解释
❖ 信号是数据的电子或电磁编码,数据必须经 过编码转换为电信号后才能在传输介质中传 输
❖ 数据和信号都有两种不同的形式
一种称为模拟数据和信号 另一种称为数字数据和信号
“模拟的”(analogous):代表信号参数取值是连续 的。
“数字的”(digital):代表信号参数取值是离散的。
香农定理
❖ 香农(Shannon)用信息论的理论推导出了 带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的 极限、无差错的信息传输速率。
❖ 信道的极限信息传输速率 C 可表达为 C = H log2(1+S/N) b/s
❖ 两种数据、两种信号有四种类型的编码组合:
即数字数据分别编码成数字信号或模拟信号 模拟数据分别编码成模拟信号或数字信号
3.1.2 通信的基本要求
❖ 通信的双方完成一次通信需要满足三个基本 要求:
一是双方有通信的愿望 二是通信的双方之间有信息传递的信道,也即是
说通信要经过传输介质以及有关的传输设备 三是通信双方要遵循通信的规则和约定,即通信
包括传输介质和通信设备
❖ 按信道中传输的是模拟信号还是数字信号,把 信道分为模拟信道和数字信道。
3.1.6 基带传输和频带传输
❖ 把基本频率分量对应的矩形脉冲信号称为基本频带, 简称为基带,对应的矩形脉冲信号称为基带信号(即 基本频带信号baseband) 。
❖ 像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信 号都属于基带信号。
数字信号通过实际的信道
❖ 有失真,但可识别
实际的信道 (带宽受限、有噪声、干扰和失真)
发送信号波形
接收信号波形
❖ 失真大,无法识别
实际的信道 (带宽受限、有噪声、干扰和失真)
发送信号波形
ห้องสมุดไป่ตู้
接收信号波形
❖ 信道传输数据的能力是受到限制的,信道的 最大容量与信道的带宽有关。
在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,否 则就会出现码间串扰的问题,使接收端对码元的 判决(即识别)成为不可能。