第二章-数据通信技术--传输介质
第2章 数据通信基础
通道容量 带宽 log2 (1 SNR) 即：C W log2 (1 SNR) W SNRdB C 3
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在实际应用中，两者结合使用： Shannon 容量定理是确定噪声通 道理论上最高的数据速率; Nyquist 给出所需的信号电平的数量。
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2.4 无线介质
无线介质即空间传输介质；电磁波传输 和卫星传输都是在空间进行。 空间传输电磁波有三种技术：微波、 红外线和激光。这三种技术都需要在发 送方和接收方之间有一条视线通路。 卫星通信是利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号，在多个地面站之 间进行通信。卫星线路最突出的优点是 数据传输成本不随传输距离的增加而增 加。
提示：卫星信道的延迟大约是270ms，有些题目 中把这个值当做一个常量
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在相隔2000km的两地间通过电缆以 4800b/s的速率传送3000比特长的数据包， 从开始发送到接收完数据需要的时间是 （19） 。如果用50kb/s的卫星信道传送， 则需要的时间是 （20） 。 （19）A．480ms B．645ms C．630ms D．635ms （20）A．70ms B．330ms C．500ms D．600ms
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图
2. 3 光纤
光导纤维简称光纤，是利用光的全反射原理——任何 以大于临界角入射的光线，在介质边界都能完全地反 射回介质内——制成的。通过光在光纤中不断被反射， 被调制的光脉冲信号可以携带信息从光纤一端传送到 另一端。（如图）
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光纤组成的光缆由四部分组成： 1、缆芯：通常是高纯的石英玻璃纤维。 在多模光纤中，芯的直径是15mm～ 50mm，单模光纤直径为8mm～10mm。 2、封套：光纤外面包裹的一层材料，它 对光的折射率低于光纤。 3、外套：厚的塑料外套，用来保护封套。 4、防护层：对整个光缆起保护作用。 按照光纤缆芯的物理特性光纤可分为 两类：
第2章 数据通信基础知识(4学时)
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
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2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 单工方式指通信信道是单向信道 ， 数据信号仅沿一 个方向传输，发送方只能发送不能接收， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
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2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一 时刻一个信道只允许单方向传送， 时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
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
第二章数据通信基础
数据传输以信号传输为基础，数据传输质 量的好坏，除了与发送和接收设备的性能 有关外，还取决于： • 传输信号本身的质量 • 传输信道的特性
2.1.3 通信方式
2.1.3.1 并行传输和串行传输
按照计算机系统各部件之间同时传送的 位数，可以分为并行传输和串行传输。 并行传输
• 串行传输
2.1.3.2 信道的通信方式
冗余（校验码）产生方法 ----即已知k(x)求R(x)的过程 生成多项式G(x):根据多项式理论求得的具 有某种特殊属性的多项式 生成多项式的国际标准： CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+x0 CRC-16=x16+x15+x2+1 CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 利用生成多项式，就可以通过k(x)求得R(x)
2.3 数据传输技术
2.3.1 多路复用技术
当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可 以将信道分割成若干个子信道，每个子信 道用来传输一种信号。 1.频分多路复用----FDM：频分多路复用要通 过频谱搬移技术，保证各路信号的频谱在 传输过程中在传输过程中不相干扰
2.时分多路复用----TDM 将使用信道的时间分成一个个的时间片， 每一路信号只能在自己的时间片内独占信 道进行传输。 · 同步TDM：时间片的分配是事先约定的，且 固定不变。 · 异步TDM：时间片是按需分配，事先申请。
5. 误码率：传输出错的码元数占传输总码元 数的比例。用来衡量数据通信系统在正常工 作情况下传输的可靠性。 Pe=Ne/N 意义：决定传输数据单元大小的一个重要依据。
6.吞吐量：单位时间传输的总信息量（bps） • 受网络拥挤程度影响 7.延迟时间：网络中相距最远的两个节点的 传输时间。 如:500m的同轴电缆，延迟时间是2.5us 卫星信道延迟时间是270ms
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
第二章 数据通信技术基础
公共交换 电话网 计算机 调制解调器 调制解调器 计算机
2）多点的连接方式（交换网络 ）
通信
计算机
终端
终端
终端
3）集中式连接方式
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2.3 数据通信方式-同步处理
数据通信的同步传输方式由字符同步和位同步共同构成。 字符同步：以字符为边界实现字符的同步接收。 同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与 字符间的传输是同步无间隔的。 异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样， 字符与字符间的传输是异步的。
2.4
• 双绞线
内导体芯线 绝缘 内屏蔽 外屏蔽
传输介质
外套
--螺旋绞合的双导线，≈1mm --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 应用领域：电话网络、局域网
数据通信方式-字符同步
例如，一般不发字符时线路保持“1”状态，当发送一个 字符代码时，字符前面要加一个起始信号，极性为“0”，即 空号极性，预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号，极性为“1”，即传号极性， 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易，每个字符都为该字符的位同步 提供了时间基准，对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较 大，线路效率低，数据传输速率多在1.2kb/s以下。 20
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2.1
数据传输速率
数据通信的基本概念
是指信道每秒所能传输的二进制比特数，记作bps（比特 每秒）。常见单位：Kbps、Mbps、Gbps。它与信道带宽紧密 相连的，即信道带宽越宽，数据传输速率越高。 波特率：每秒传送的码元数。它与数据传输速率成正比关 系。 1 Baud = （log2M） bps 其中M是信号的编码级数,即一个脉冲信号所表示的 有效状态数 Rbit = Rbaud log2M （比特率=波特率X信号所含比特数 ）
第2章 数据通信基础有传输介质
2.2.2 － FTP
STP
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2.2.2 －双绞线的特性
• 传输特性
– 用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。
• 连通性
– 双绞线可常用于点到点连接，也可用于多点连接。
• 地理范围
– 双绞线可以很容易地在15公里或更大范围内提供数 据传输。
• 抗干扰性
– 在低频传输时，抗干扰性高于同轴电缆；而在10～ 100KHz时，则低于同轴电缆。
• 表示无论采用何种调制技术，信噪比为30dB， 带宽为4kHz的信道最大的数据速率约为40kbps。
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2.1.5 －三个指标之间的关系
• 数据速率是信道的实际数据传输速率 • 信道容量是信道的最大数据传输速率 • 误码率用于衡量信道传输数据的可靠性。
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2.1.5 － 例
• 在数字传输系统中，调制速率为1200波特，数据传 输速率为3600bps，则每个信号可有几种不同状态？ 如要使调制速率和数据传输速率相等，则每个信号 应有几种不同状态？ 1. 已知数据传输速率S=3600bps，调制速率B=1200波 特，代入公式S=Blog2N中，求的N=8，即每个信 号可有8种不同状态。 2. 由公式S=Blog2N可知，要使S=B，N应为2，即每 个信号应有2种不同状态。
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2.1.3 数据通信方式 －并行通信
• 将表示一个字节 的二进制代码同 时通过8条并行的 通信信道发送出 去，即每次发送 一个字节 • 特点是：成本高， 速度快，不需串/ 并转换；但是信 道的利用率低。
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2.1.3 －单工、半双工和全双工通信
• 单工通信
计算机网络技术基础(2)数据通讯系统
1条传输介质 3个信道共享
信
源
MUX
信
DEMUX
宿
2.1 数据通信的基本概念
不同类型的信号在不同类型的信道上传输
情况：
数据：
数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
2.1 数据通信的基本概念
调制与解调: 数字信号经过变换器转换为模拟信号再发送，这一过 程叫调制（ Modulator ） ，这一变换器叫调制器。 模拟信号经过变换器转变为数字信号，这个过程称为 解调（ Demodulator ），这个变换器称为解调器。 同时具备调制与解调功能的设备，称为调制解调器。
2 数据通信技术
2.1 数据通信的基本概念 2.2 传输介质的主要特性 2.3 无线与卫星通信技术 2.4 数据传输技术 2.5 数据编码技术 2.6 差错检验与校正
2.1 数据通信的基本概念
2.1 数据通信的基本概念
数据通信系统
2.1 数据通信的基本概念
数据 Data 数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，可以 被识别，也可以被描述。
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
直通线的线序（最常用）
一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
一端T568B：白橙 /橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
交叉线的线序（少用）
一端T568A：白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕 一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
Modem
电话系统
Modem
2.1 数据通信的基本概念 （重要的技术指标）
传输速率
传输速率是指信道上传输信息的速度。 两种表示方法:比特率和波特率。
网络传输介质
第2章 网络传输介质
为了确定正在使用的电缆的等级，可以向生产商 咨询，或通过检查电缆上的记号来进行分辨。表2.1示 出了NEC第800条通信电缆代码和它们的意义。
第2章 网络传输介质
表2.1 NEC第800条通信电缆代码和它们的意义
代码 MPP MPR MP MPG CMP CMR CM CMG CMX
第2章 网络传输介质
2.2.2 双绞线的分类 1．按绝缘层的不同分类 按照绝缘层外部是否有金属屏蔽层，双绞线可以
分为UTP(非屏蔽双绞线)和STP(屏蔽双绞线)两大类， 如图2.2和图2.3所示。在这两大类中又分为100 Ω电缆、 双体电缆、大对数电缆和150 Ω屏蔽电缆，具体型号有 多种。
第2章 网络传输介质
CMUC
意义 多用途通风道电缆 多用途竖井电缆 多用途普通电缆 多用途普通电缆 通信通风道电缆 通信竖井电缆 通信通用电缆 通用通信电缆 有限使用的通信电缆
地毯下敷设的通信缆线
允许的替代物 没有替代物 MPP MPP、MPR MPP、MPR MPP MPP、CMP、MPR MPP、CMR、MPG、MP MPP、CMR、MPG、MP CMG、CM、MPP、CMR、MPG、MP
应用需求日益提高，作为网络的通信平台——综合布 线系统，它的带宽也在不断增加。
新的568-B标准从结构上分为3部分：568-B1(综合 布线系统总体要求)、568-B2(平衡双绞线布线组件)和 568-B3(光纤布线组件)。
● 568-B1(综合布线系统总体要求)。 ● 568-B2(平衡双绞线布线组件)。 ● 568-B3(光纤布线组件)。
第2章 网络传输介质
● 提供了坚实的网络基础，便于转移、更新网络技术。 ● 能够满足大多数应用的要求，并且满足低偏差和低串
第2章 数据通信基础
数据报方式的特点是：
①同一报文的不同分组可以由不同的传输路 径通过通信子网。 ②同一报文的不同分组到达目的节点时可能 出现乱序、重复和丢失现象。 ③每一个分组在传输过程中都必须带有目的 地址和源地址。 ④报文传输延迟较大，适用于突发性通信， 不适用于长报文、会话式通信。
(2)虚电路(virtual circuit)
③节点A向节点C发送分组P1时，节点C要对P1 传输的准确性进行检测。如果传输正确，节 点C向节点A发送正确传输的确认信息ACK；节 点A收到节点C的ACK信息后，确认P1已正确传 输，则废弃P1的副本。其他节点间的传输与 交换过程与此类似。这样，报文分组P1通过 通信子网中的多个节点存储——转发，最终 到达目的节点B。P2及其他分组传输情况也类 似。 ④目的主机收到全部报文分组，按照报文分 组号进行重新排列和组装，还原成原来的报 文。
2.线路交换方式的特点
通信通道利用率很低，连接期间该通道完全 被用于整个连接过程，即使没有数据传送， 别人也无法使用。 实时性好，连接期间无延迟，一旦线路建立， 网络对于用户实际上是透明的。 交换设备简单(纯硬件)，收发速度快。 线路交换方式适用于远程成批处理和发送大 量数据的场合。
2.3.2报文交换 通道可复用，线路效率较高，多个报文可分 时共享一条通道。 能够建立报文的优先权。 可实现一对多通信，而这在线路交换中是办 不到的。 实时性差，延迟时间较长，不适用于声音和 图像之类实时或交互性要求较高的通信需求。
1.传输介质的分类 通信介质分为有线介质和无线介质两大类。 网络中常用的有线介质是双绞线、同轴电缆 和光纤；常用的无线介质是无线电波、微波 和红外线等
2.传输介质的特性 （1）物理特性：指传输介质的特征。 （2）传输特性：传输信号调制技术、信道容 量及传输的频带范围。 （3）覆盖地理范围：指在不用中继设备情况 下，无失真传输所能达到的最大距离。 （4）抗干扰特性：指防止噪声对传输信息影 响的能力。 （5）价格：指线路安装、维护等费用总和。
高职高专周珂(第四版).第二章数据通信技术详解
2．非屏蔽双绞线的类型
按照EIA/TIA（电气工业协会/电信工业协会）568A标准，共分为 1～6 类。
1类线 可用于电话传输，但不适合数据传输，这一级电缆没有固定 的性能要求。 2类线 可用于电话传输和最高为4Mbit/s的数据传输，包括4对双绞 线。 3类线 可用于最高为10Mbit/s的数据传输，包括4对双绞线，常用于 10Base－T以太网的语音和数据传输。 4类线 可用于16Mbit/s的令牌环网和大型10Base－T以太网，包括4 对双绞线。其测试速度可达20Mbit/s。 5类线 既可用于100Mbit/s的快速以太网连接又支持150Mbit/s的 ATM数据传输，包括4对双绞线，是连接桌面设备的首选传输介质。 超5类线 比5类线具有更小的信号衰减、串扰和时延误差，其主要 用途是保证5类线更好的支持1000 Base－T千兆位以太网。
单工通信
单工通信是指数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接 收，接收方只能接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 如图2-2所示：
发送端
数据的单方向性
主机
接收端
显示器
图2-2 单工通信示意图
半双工通信
半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只 允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行，而不能同时进行。 如图2-3所示：
在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发 送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束， 如图2-8所示。
同步字节
数据帧
同步字节
01111110 1011010101101100...1111010110110100 01111110
计算机
计算机
《计算机网络基础知识》教案
《计算机网络基础知识》教案第一章：计算机网络概述1.1 计算机网络的定义与功能1.2 计算机网络的分类1.3 计算机网络的组成与结构1.4 计算机网络的发展历程与趋势第二章：数据通信基础2.1 数据通信的基本概念2.2 数据传输技术与传输介质2.3 数据编码与信号调制2.4 数据传输速率与传输误差第三章：网络拓扑结构3.1 网络拓扑的定义与分类3.2 常见的网络拓扑结构及其特点3.3 网络拓扑设计的原则与方法3.4 网络拓扑的性能评价与优化第四章：网络协议与网络体系结构4.1 网络协议的定义与分类4.2 网络体系结构的基本概念4.3 常见的网络体系结构及其特点4.4 网络协议的表示与分析方法第五章：网络设备与网络互联5.1 网络设备的分类与功能5.2 常见网络设备的工作原理与配置方法5.3 网络互联设备的选择与布局5.4 网络互联技术与互联设备的选择第六章：局域网技术6.1 局域网的基本概念6.2 常见的局域网技术及其特点6.3 局域网的规划与设计6.4 局域网的组建与维护第七章：广域网技术7.1 广域网的基本概念7.2 常见的广域网技术及其特点7.3 广域网的连接与传输技术7.4 广域网的故障排除与性能优化第八章：互联网应用与服务8.1 互联网的基本概念与结构8.2 常见的互联网应用与服务8.3 互联网协议与技术8.4 互联网安全与隐私保护第九章：网络安全技术9.1 网络安全的基本概念与目标9.2 常见的网络安全威胁与攻击手段9.3 网络安全防护技术及其原理9.4 网络安全策略与管理体系第十章：网络管理技术10.1 网络管理的基本概念与目标10.2 常见的网络管理功能与工具10.3 网络管理协议与体系结构10.4 网络管理的实施与优化第十一章：无线网络技术11.1 无线网络的基本概念与分类11.2 无线局域网技术及其标准11.3 无线广域网技术及其标准11.4 无线网络的应用与挑战第十二章：网络编程与传输层协议12.1 网络编程的基本概念与方法12.2 传输层协议的作用与特点12.3 TCP协议的工作原理与实现12.4 UDP协议的特点与应用场景第十三章：网络存储技术13.1 网络存储的基本概念与分类13.2 直接连接存储与网络连接存储13.3 存储区域网络（SAN）与网络附加存储（NAS）13.4 网络存储技术的选择与实施第十四章：网络性能优化与故障处理14.1 网络性能优化的目标与方法14.2 网络性能监控与分析14.3 网络故障的分类与处理流程14.4 网络性能优化与故障处理工具第十五章：新兴网络技术与发展趋势15.1 云计算与大数据网络技术15.2 物联网（IoT）与边缘计算15.3 5G网络技术及其应用场景15.4 未来网络技术的发展趋势与挑战重点和难点解析本《计算机网络基础知识》教案共包含十五个章节，涵盖了计算机网络的概述、数据通信基础、网络拓扑结构、网络协议与体系结构、网络设备与互联、局域网与广域网技术、互联网应用与服务、网络安全技术、网络管理技术以及无线网络技术等多个方面。
数据通信基础知识
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
模拟信号和数字信号
模拟信号 时间上连续，包含无穷多个信号值
数字信号 时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的 是二值信号
t
t
a） 模拟信号
b） 数字信号
• 1 数据传输速率
–比特（bit）：即一个二进制位。
数据的传输速率
–比特率：为每秒传输的比特数bps或b/s。 –码元（Code cell）：时间轴上的一个信号编码单元。 –波特：每秒传送的码元数，又称波特率。单位为波特
信号的传输速率
Baud。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
• 原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。 载波信号 S(t) = Acos(t+)
• S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、初相位
– 调制就是要使A、 或随数字基带信号的变化而变化
–ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1 –FSK：用载波的两个不同频率表示0和1 –PSK：用载波的起始相位的变化表示0和1
• 2 数字通信与模拟通信
–数字通信 • 在数字信道上实现模拟数据或数字数据的传输
–模拟通信 • 在模拟信道上实现模拟数据或数字数据的传输
• 数字通信的优点
– 抗噪声（干扰）能力强 – 可以控制差错，提高了传输质量 – 便于用计算机进行处理 – 易于加密、保密性强 – 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活
宽带线路 A 窄带线路 A
错误的概念
在宽带线路上比特传播得快
数据通信技术应用指南
数据通信技术应用指南第1章数据通信基础 (3)1.1 数据通信概念 (3)1.2 数据通信系统模型 (3)1.3 数据通信协议与标准 (4)第2章传输介质与物理层技术 (4)2.1 传输介质概述 (4)2.2 有线传输介质 (4)2.2.1 双绞线 (4)2.2.2 同轴电缆 (5)2.2.3 光纤 (5)2.3 无线传输介质 (5)2.3.1 无线局域网 (5)2.3.2 蓝牙 (5)2.3.3 无线广域网 (5)2.4 物理层设备与接口 (5)2.4.1 串行接口 (5)2.4.2 并行接口 (5)2.4.3 物理层设备 (5)2.4.4 网络接口卡（NIC） (6)第3章数据链路层技术 (6)3.1 数据链路层服务 (6)3.1.1 帧定界与帧同步 (6)3.1.2 流控制 (6)3.1.3 差错控制 (6)3.1.4 寻址 (6)3.1.5 介质访问控制 (6)3.2 错误检测与纠正 (6)3.2.1 奇偶校验 (7)3.2.2 循环冗余校验（CRC） (7)3.2.3 检验和 (7)3.2.4 纠错码 (7)3.3 流量控制与拥塞控制 (7)3.3.1 流量控制 (7)3.3.2 拥塞控制 (7)3.4 数据链路层协议 (7)3.4.1 点对点协议（PPP） (7)3.4.2 帧中继（Frame Relay） (7)3.4.3 高级数据链路控制（HDLC） (8)3.4.4 互联网数据包交换（IPX） (8)3.4.5 传输驱动接口（TDI） (8)第4章网络层技术 (8)4.1 网络层概述 (8)4.2 路由选择算法 (8)4.3 路由协议 (9)4.4 网络层设备与互联 (9)第5章传输层技术 (9)5.1 传输层服务 (9)5.2 TCP协议 (9)5.3 UDP协议 (10)5.4 传输层安全 (10)第6章应用层技术 (11)6.1 应用层协议 (11)6.1.1 HTTP协议 (11)6.1.2 FTP协议 (11)6.1.3 SMTP协议 (11)6.1.4 DNS协议 (11)6.2 常见应用层服务 (11)6.2.1 Web服务 (11)6.2.2 文件传输服务 (11)6.2.3 邮件服务 (12)6.2.4 网络会议与即时通讯服务 (12)6.3 应用层安全 (12)6.3.1 加密技术 (12)6.3.2 认证与授权 (12)6.3.3 防火墙与入侵检测系统 (12)6.3.4 应用层安全协议 (12)第7章网络管理技术 (12)7.1 网络管理概述 (12)7.2 网络管理体系结构 (13)7.3 SNMP协议 (13)7.4 网络管理工具 (13)第8章数据通信安全 (14)8.1 数据加密技术 (14)8.1.1 加密算法 (14)8.1.2 加密技术在数据通信中的应用 (14)8.2 认证与授权 (14)8.2.1 认证技术 (14)8.2.2 授权技术 (14)8.2.3 认证与授权在数据通信中的应用 (14)8.3 防火墙与入侵检测 (14)8.3.1 防火墙技术 (15)8.3.2 入侵检测技术 (15)8.3.3 防火墙与入侵检测在数据通信中的应用 (15)8.4 VPN技术 (15)8.4.1 VPN技术原理 (15)8.4.2 VPN技术在数据通信中的应用 (15)第9章无线数据通信技术 (15)9.1 无线通信概述 (15)9.2 无线局域网技术 (15)9.2.1 无线局域网基本概念 (15)9.2.2 无线局域网标准与技术 (16)9.2.3 无线局域网的安全技术 (16)9.3 无线城域网技术 (16)9.3.1 无线城域网基本概念 (16)9.3.2 无线城域网标准与技术 (16)9.3.3 无线城域网的应用 (16)9.4 移动通信技术 (16)9.4.1 移动通信技术概述 (16)9.4.2 移动通信技术的发展 (16)9.4.3 5G移动通信技术 (17)第10章数据通信技术的发展趋势 (17)10.1 5G技术 (17)10.2 物联网技术 (17)10.3 边缘计算 (17)10.4 未来数据通信技术展望 (17)第1章数据通信基础1.1 数据通信概念数据通信是指将数据从源点传输到目的点的过程，这一过程涉及到数据的发送、传输和接收。
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2.2同轴缆
• 物理特性：分为基带同轴缆（传输数字信号，阻抗50欧姆）， 宽带同轴缆（传输模拟信号，阻抗75欧姆）。两者都可以在较 宽的频率下工作。
• 传输特性：基带同轴缆仅用于数字信号的传输，它又分为粗缆、 细缆两种，粗缆抗干扰强，传输距离远，细缆反之。传输速度 为10Mbps/s。宽带同轴缆用于传输模拟信号，主要用于有线电 视。
第二章
网络通信基本原理 （2）
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本节内容
1. 传输介质的定义与评价
2. 有线介质
3. 无线介质
4. 传输介质的选择
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1 传输介质的定义与评价
• 物理特性：表明传输介质的物理特征，如材料、导电 率等。
• 连通特性：传输信号的种类（模拟或数字）、调制技 术、传输量以及传输的频率范围。
• 地理范围：网上各点之间的最大距离。 • 抗干扰特性：防止噪音和抗电磁干扰的能力。 • 成本花费：包括传输介质本身以及安装和维护的费用。
• 抗干扰性：低频时与同轴电缆相当，高频时则相差甚远。
• 价格：便宜。
• 其他：双绞线分3类、5类、超5类、6类。3类用于10M 网，5类、超5类用于100M网，6类用于1000M网，高型 号类型向下兼容。
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图片
安普(AMP)超5类屏蔽双绞线
安普超5类非屏蔽双绞线
Nexans6类屏蔽双绞线/非屏蔽双绞线
• 卫星通信：是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信 号的一种特殊微波通信形式。卫星通信可以克服地面微 波通信距离的限制，三个同步卫星可以覆盖地球上全部 通信区域。
• 红外通信和激光通信：和微波通信一样，有很强的方向
性，都是沿直线传播的。但红外通信和激光通信要把传
输的信号分别转换为红外光信号和激光信号后才能直接
在空间沿直线传播。
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无线设备图片
ADSL无线路由器
以太网无线路由器
Cisco的无线笔记本网卡 A
以太网无线网关
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天线图片
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无线设备接口
• SMA接口 • TNC接口 • MMCX/MCX接口 • MINI PCI接口
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S M A
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T N C
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M M C X / M C X
• 连通性：基带同轴缆适用于点到点和点到多点。 • 地理范围：基带同轴缆为几千米，宽带同轴缆为几十千米。 • 抗干扰性：同轴缆的抗干扰性强于双绞线。 • 价格：略贵于双绞线。
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2.3光纤
• 物理特性：按照光波的传输模式分为多模光纤和单 模光纤两种。多模光纤使用发光二级管作为光源。 定向差，光损耗大，传输距离短，价格便宜。单模 光纤使用激光作为光源，定向好，光损小，传输距 离长，价格昂贵。
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M I N I P C I
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1.4传输媒体的选择
• 传输媒体的选择取决于以下诸因素；网络拓扑 的结构、实际需要的通信容量、可靠性要求、 能承受的价格范围。
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• 传输特性：可传输数字信号和模拟信号。 • 连通性：适用于点到点的链路。 • 地理范围：目前最大75km。 • 价格：昂贵。
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光纤图片
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光纤跳线图片
SC-SC光纤跳线
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ST-ST光纤跳线
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光纤连接器图片
FC连接器
ST连接器
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SC连接器
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光纤跳线架
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光纤收发器图片
光纤收发器
机架式光纤收发阵列
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• 双绞线 • 同轴缆 • 光纤
2 有线介质
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.1双绞线
• 物理特性：使用4对相互螺旋状扭绞得绝缘导线组成， 以提高抗电磁干扰的能力。
• 传输特性：能够传输模拟信号，也可以传输数字信号。
• 连通特性：双绞线既能用于点对点，也能用于多点连接。 但最长作为点对点使用。
• 地理范围：10Mb/s、100Mb/s为100m左右。
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光纤模块图片
GBIC 光纤模块
普通光 纤模块
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在设备上运行的模块
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光纤融接机图片
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光缆融接盒图片
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• 微波 • 卫星 • 红外线 • 激光
2.3无线介质
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各种无线介质的特点
• 微波通信：载波频率为2GHZ至40GHZ。频率高，可同时 传送大量信息；由于微波是沿直线传播的，故在地面的 传播距离有限。