数据通信与网络技术 课件 第2章

数据
信
央
电路 终接 设备
控
处
制
理
器
器
数据通信系统的组成
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1、数据终端设备（DTE） 在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为 数据终端设备（简称DTE）。 2、数据电路终接设备 用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终 接设备设备（DCE）。 3、数据链路 数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方 和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始 传输数据的两个或两个以上的终端装置与互连线路的组合 体。
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A
B
(a)点到点传输
A
B
C (b)点到多点传输
A
D
B
E
C
F
(c)多点到多点传输
通信终端数量分类
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正向信道 (a)单工传输
正向信道 反向信道 (b)半双工传输 正向信道 反向信道 (c)全双工传输
传输的流向和时间关系分类
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正向数据信道 反向信道
发送方
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
异步传输基本原理
同步传输是指通信双方在传输过程中是同步进行的， 就是收发双方同时开始工作，且接收方按照数据的发送顺 序进行接收。
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2.5 数字基带信号编码
数字基带信号是指原始数字信号的电信号的 波形形式，它是用不同的电平或脉冲来表示原始 数字信号。数字基带信号的类型很多，常见的有 矩形脉冲、三角波等。最常见的是矩形脉冲，因 为矩形脉冲易于形成和变换。本节先介绍矩形脉 冲数字信号中几种常见的波形，再介绍几种最基 本、最常用的编码方式。
信道长度 电磁波在信道上的传播速率
（3）处理时延
总时延=发送时延+传播时延+处理时延
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技能训练一 网络线路编码分析
◇训练目的： 熟悉通信基带信号功率谱基本原理 熟悉SystemView软件的信号谱分析应用 掌握使用SystemView软件生成最常用基带信 号与数字双相传输码 ◇训练环境： SystemView软件
Pb =
接收差错比特数 发送总比特数
●带宽指标
“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同 义语，单位是比特每秒或 b/s。正是因为带宽代表数字信 号的发送速率，因此带宽有时也称为吞吐量 （throughput）。
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●时延指标 （1）发送时延
发送时延=
数据块长度 信道带宽
（2）传播时延
传播时延=
2.7 差错控制技术
差错控制是在数据通信过程中能发现或纠正差错，把 差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。
差错控制的基本方式： •前向纠错 •检错重发 •反馈校验 •混合纠错 差错检测主要有两种方法： •奇偶校验（Parity Checking） •循环冗余校验（CRC，Cyclic Redundancy Check）
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2.8 通信性能指标
●有效性指标 1、码元传输速率 RB
RB 1 / Tb
2、信息传输速率 Rb
Rb RB logb M
3、频带利用率
RB / B 或 Rb / B
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●可靠性指标 衡量数字通信系统可靠性的指标是差错率，常用误码 率 Pe 和误信率Pb 表示。
Pe
=
接收差错码元数 发送总码元数
01011011
A
(a)曼彻斯特编码
0
t
-A
A
(b)差分曼彻斯特编码 0
t
-A
A
(c)CMI码
0
t
-A
曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码和CMI码的波形比较
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2.6 数字信号调制与解调
大多数要传输的信号都是具有较低频带的信 号，称为基带信号。大多数信道不适宜进行基带 信号的传输，因为这样的低频信号在传输中会产 生很大的衰减和失真。在数字基带传输中，可以 通过数字编码后在信道中直接传输数字信号，但 这也仅适用于近距离传输，如局域网通信。为了 满足信号在带通信道传输，将信号进行调制，使 其频谱搬移，达到能适合带通信道传输目的。
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所谓“调制”就是使信号采用某种方式去控 制载波的某一个参数，使这个参数按照信号的规 律变化的过程。调制的基本作用是实现频谱的搬 移，其主要功能是：
（1）提高频率便于辐射。 （2）改变信号所占带宽，实现与信道特性匹配。 （3）实现信道复用。 （4）实现频率分配。 （5）改善系统性能。
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2.4 数据传输方式
数据传输方式是指通信双方或各方之间的工 作形式和信号传输方式。根据不同角度考虑，传 输方式有多种分类方法。如按通信终端的数量分 类，可分为点到点、点到多点、多点到多点传输； 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；按数据代码传输的顺序， 可以分为并行通信和串行通信；按数据传输的同 步方式，则可分为同步传输和异步传输。
数据比特流一位位地依次传输
串行比特流传输示例
每个字符的8个比特位同时传输
发送方
wk.baidu.com
接收方
b7
b7
b6
b6
b5
b5
b4
b4
b3
b3
b2
b2
b1
b1
b0
b0
并行比特位传输示例
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发送方
字符间的 传输空隙
数据传输方向
发送方 10110 0 1 01111011 0 ... 1 001 接收方
停止位
起始位
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1、矩形脉冲数字信号基本波形
0 1011
A
(a)单极性不归零码
0
t
一个码元
A
(b)单极性归零码 0
t
A
(c)双极性不归零码 0
t
-A
A
(d)双极性归零码
0
t
-A
A
(e)伪三进制信号
0
t
-A
A
(f)差分信号 0
t
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2、数字基带信号的传输码型
常见的信道编码有：传号反转交替码（AMI码）、三阶 高密度双极性码（HDB3码）、数字双相码（曼彻斯特码）、 差分曼彻斯特码、传号反转码（CMI码）和多元码。
数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终 端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存 储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终 端设备、数据电路终接设备、计算机系统三部分组成。
接口 数据终端设备
数据 输入 输出
设备
通 信 控 制
器
数据 电路 终接
设备
传输信道
接口
计算机系统
通
中
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2.2 数据通信的基本概念
数据通信是指数据处理设备之间传递信息的 通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合而 产生的一种新的通信方式。它可实现计算机与计 算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据 信息传递，它是继电报、电话业务之后的第三种 最大的通信业务。
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2.3 数据通信系统基本模型
第2章 数据通信概论
2.1 通信子网与资源子网 2.2 数据通信的基本概念 2.3 数据通信系统基本模型 2.4 数据传输方式 2.5 数字基带信号编码 2.6 数字信号调制与解调 2.7 差错控制技术 2.8 通信性能指标
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2.1 通信子网与资源子网
网络技术要实现数据处理和数据通信两大基 本功能。一般情况下，计算机网络可以理解为通 信子网（Communication Subnet）和资源子网 （Resource Subnet）两个子网，把计算机网络中 实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网 络的通信子网，而把网络中实现资源共享和数据 处理的设备及其软件的集合称为资源子网。