数据通信的基本概念

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• 12．信道容量是用来表征一个信道传输数字信号的能力，它以数据传 输速率作为指标，即信道所能支持的最大数据传输速率。 • （1）无噪声时的信道容量公式：C=2Flog2N • 其中，N为每个码元所能携带的离散值的个数，即二进制数的位数。 • （2）有噪声时的信道容量公式：C=F· log2(1+S/N) • 其中各项参数如下： • F为信道带宽，单位赫兹（Hz）；S/N为信噪比，单位分贝（dB）； S为信道上所传送信号的平均功率，单位为瓦特（W）；N为信道内 部的噪声功率，单位为瓦特（W）。在实际应用中信噪比一般表示为： 10lg(S/N)，单位分贝（dB）。
• 1．信息：是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了 客观事物的存在形式和运动状态，是对客观事物存在形式的 一种反应。例如我们常说的文字信息、语音信息、图像像信 息和数据信息等。 2．数据：是数字化的信息。分为模拟数据和数字数据：模拟 数据取值是连续的，如语音强度、电压高低、温度等；数字 数据取值是离散的，如文本信息和整数值。 3．信号：是数据的电、磁、光等形式的编码形式。信号可分 为数字信号和模拟信号。 – 模拟信号是指在时间上和幅度取值上都连续变化的信号。 – 数字信号是指在时间上离散的、在幅值上经过量化的信号。 如计算机输出的脉冲信号是数字信号，电话机输出的信号 就是频率和振幅连续改变的模拟信号。
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• 数字数据通信具有以下特点： – ●声音、视频和其他各类数据都可统一为数字信号的形式，并通 过数字通信系统进行传输。 – ●数字设备能较容易地通过集成电路来实现，并与计算机直接相 结合。目前由于超大规模集成电路技术的迅速发展，数字设备的 集成度大大提高而成本却大幅下降，性价比很高。 – ●在数据的传送中以帧为单位，并能通过检错编码和重发数据帧 来发现与纠正通信当中的错误，保证了通信的可靠性。 – ●使用加密技术可充分保证通信的安全性。 – ●在远距离数字通信中可利用中继器放大和整形来保证数字信号 的完整性。
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2.1.2 数据的传输形式
• 1．数据通信系统的组成 • 数据通信系统是通过数据电路将分布在异地的数据终端设 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。
通 信 控 制 器 通 信 控 制 器
数据终端 设备 （DTE）
信号变换 器 （DCE）
通信信道 信号变换 器 （DCE）
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• 2．数据通信的基本方式 • 通信所使用的信号分为模拟信号和数字信号，所以数据通信的方式也 分为模拟数据通信和数字数据通信两种。 – （1）模拟数据通信 – 模拟数据通信用来传输模拟数据或数字数据对应的模拟信号。例 如当前广泛使用的电话系统和电视系统就是典型的模拟数据通信。 – （2）数字数据通信 – 数字数据通信是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。由于计算机自身使用二进制的数字 信号，所以计算机与其外部设备以及计算机局域网、城域网大多 数直接采用数字数据进行通信。
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• 13．误码率：二进制码元在数据传输中被传错的概率。它是衡量系统 可靠性的指标。它以接收信息中错误位数占总传输位数的比例来衡量。 网络中要求误码率低于10-6。 • 14．传输效率是指原始数据量与整个传送数据的比率，数值上等于数 据包中数据的长度与整个包长度的比值。 • 15．吞吐量指单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是B/s 或b/s。在单信道总线型网络里，吞吐量＝信道容量×传输效率。 • 这里信道容量指信道上的最大的数据传输率。 • 16．网络负荷量是指单位面积中数据在网络中的分布量，即数据在网 络中分布密度。 • 17．信道的传播延迟是指信号在信道中传播，从源端到达目的端所需 要的时间。
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• 4．信源是指在通信的过程中产生和发送信号的设备或计算机。 • 5．信宿是指在通信的过程中接收和处理信息的设备或计算机。 • 6．信道是指信源和信宿之间的传输线路和传输设备，分为物理信道 和逻辑信道。在同一物理信道上可以提供多条逻辑信道，而在每一逻 辑信道上只允许一路信号通过。 • 7．信号变换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，如编码器、调制器、译码器或解调器等。 • 8．码元是承载信息的基本信号单位。模拟信号的一个波形单元称为 一个码元。若用脉冲信号表示数据的有效值状态，一个单位脉冲就是 一个码元。
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• 9．信号传输速率B（波特率）：指在有效带宽上单位时间 传送的码元数，单位波特（baud）。 • 10．数据传输速率S（比特率）：指单位时间内所传送的 二进制代码的有效位数，单位bit/s或bps，另外常用的还 有kbps，mbps等。 • 11．带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频 率和最低频率之差，单位为赫兹（Hz）。有效带宽是指单 位大小的信号通过信道时，幅度衰减至原信号的0.707倍 （）时，最高频率和最低频率之差。通常所说的带宽是指 有效带宽。
数据终端 设备 （DTE）
噪声源
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• 一个完整的数据通信系统一般由以下几部分组成： • （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。最常见的数据终端设备就是计算机。 • （2）通信控制器。该设备主要进行通信状态的连接、监控和拆除等 操作，另外它还可接收来自多个数据终端设备的信息，并进行信息格 式的转换。如网卡就是通信控制器。 • （3）通信信道。它是数据在信号变换器之间传输所经过的通道，如 电话线路、专用数字通信信道、CATV电缆和光纤等。 • （4）信号变换器（DCE）。它的功能是把通信控制器提供的数据变 换成适合在通信信道进行传输的信号形式，或者把信道中传来的信号 变换成可供数据终端设备使用的数据，以保证传输质量，同时也为用 户设备提供入网的连接点。最常见用的信号变换器是调制解调器和光 纤通信网中的光电转换器。
计算机网络技术
学习情境一 网络通信协议 任务3 制作网线
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任务2.1 制作网线
• 任务描述：计算机网络技术是计算机技术与通信技术相结 合的产物，计算机之间要通过传输介质才能够实现数据通 信。那么计算机之间是如何连接的？使用什么样的传输介 质呢？通过下面的学习来实现常用网线的制作。
2Fra Baidu bibliotek
2.1.1 数据通信的基本概念