数据通信的基础知识PPT课件
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带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与 下界之间之差，是介质传输能力的度量，在 传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位 计量。
在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或 bps) 作为带宽的计量单位。主要单位： Kb/s，Mb/s，Gb/s
一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万 比特，它的带宽相应为10Mb/s。
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第6页
语音信道带宽的由来
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第7页
– 时延
信息从网络的一端传送到另一端所需的时间
时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+ 传播时延
– 处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒） – 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 – 发送时延=数据位数/信道带宽
– 波特(Baud)：码元传输的速率单位。波特率为每秒传
送的码元数(即信号传送速率)
。
– 波特率：是一种调制速率，也称波形速率。它是针对模 拟信号传输过程中，从调制解调器输出的调制信号，每
秒钟载波调制状态改变的次数。或者说，在数据传输过
程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单 位是波特（baud）。从调制速率的意义来理解，它是
拨号，拨通对方
– 建立逻辑连接
互相确认身份
– 数据传送
互相通话
– 断开逻辑连接
互相确认要结束通话
– 断开物理连接
双方挂机
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第14页
数据通信的主要技术指标
也是衡量数据通信系统性能的主要技术指 标，主要包括两方面：
– 1) 传输速率
传输速率是衡量数据通信系统有效性程度的指标。 为了描述数据传输速率的大小，往往需要运用比 特率、波特率等技术指标。
信源
发送器
源系统
信道
噪声
接收器
信宿
目的系统
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数据通信系统是由数据传输系统和数据处 理系统两部分组成。
– 数字传输系统----通信子网的组成
传输线路：包括有线、无线 调制解调器：数字信号与模拟信号的转换
多路复用器：后面将要讲到为实现多路复用而采用 的频分多路复用技术和时分多路复用技术。 交换器：种类也有很多如：
码)，数据以信号的形式传播。
模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带(Broad band)
– 信道(Channel)：传送信息的线路(或通路)
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– 比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制 位个数。
– 比特率(bps):是一种数字信号的传输速率，它表示单位 时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位 用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
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第9页
– 往返时延 (Round-Trip Time ，RTT) 从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认 所经历的时间 RTT≈2×传播时延
–传输可靠性 两个含义： – 数据能正确送达 – 数据能有序送达(当采用分组交换时)
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第10页
通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
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第17页
周期信号和非周期信号
第二章 数据通信的基础知识
本章内容
– 信道 – 传输媒体 – 编码 – 多路复用 – 数据交换技术 – 差错控制
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第1页
2.1 基本概念
数据及计算机通信术语
– 数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 – 信息(Information)：是数据的内容或解释。 – 信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编
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– 误码率：信道传输可靠性指标，是概率值 – 信息编码：将信息用二进制数表示的方法。 – 数据编码：将数据用物理量表示的方法。
例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为 01000001，其数据编码可能为
01000001
t
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– 带宽
– 2)误码率
误码率是指信息在传输中的错误率。它是数据通 信系统在正常工作状况下，传输可靠性的指标。 在计算机网络中，误码率要求低于10-6。
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第15页
2.2 信道及其主要特征
数字信道和模拟信道
– 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输 数据的信道。
– 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信 道。
脉冲信号经过调制后的传输速率，通常用于表示调制解 调器之间传输信号的速率。又称为信号速率。
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
–码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元 同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
▲同步脉冲也可位于码元的中部 ▲一个码元也可有多个同步脉冲相对应
– 传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度≈光
速
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– 时延带宽乘积 某一链路所能容纳的比特数 时延带宽乘积=带宽×传播时延
带宽
体积=时延带宽乘积
链路
传播时延
例如，某链路的时延带宽乘积为100万比特， 这意味着第一个比特到达目的端时，源端已 发送了100万比特。
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– 2、数据处理系统----资源子网的组成
数据处理系统是由主计算机系统、终端、I/O设备等 硬件资源及各种软件资源和数据库构成。
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Fra Baidu bibliotek
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第12页
信息通过数据通信系统传输
– 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(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。
信息→数据→信号→在信道上传输→信号→数据→信息
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
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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
数据编码 调制
解调 数据解码
– 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
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数据通信基本过程
包含两项内容：数据传输和通信控制
过程
与打电话的对比
– 建立物理连接
在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或 bps) 作为带宽的计量单位。主要单位： Kb/s，Mb/s，Gb/s
一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万 比特，它的带宽相应为10Mb/s。
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语音信道带宽的由来
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– 时延
信息从网络的一端传送到另一端所需的时间
时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+ 传播时延
– 处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒） – 排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间 – 发送时延=数据位数/信道带宽
– 波特(Baud)：码元传输的速率单位。波特率为每秒传
送的码元数(即信号传送速率)
。
– 波特率：是一种调制速率，也称波形速率。它是针对模 拟信号传输过程中，从调制解调器输出的调制信号，每
秒钟载波调制状态改变的次数。或者说，在数据传输过
程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单 位是波特（baud）。从调制速率的意义来理解，它是
拨号，拨通对方
– 建立逻辑连接
互相确认身份
– 数据传送
互相通话
– 断开逻辑连接
互相确认要结束通话
– 断开物理连接
双方挂机
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数据通信的主要技术指标
也是衡量数据通信系统性能的主要技术指 标，主要包括两方面：
– 1) 传输速率
传输速率是衡量数据通信系统有效性程度的指标。 为了描述数据传输速率的大小，往往需要运用比 特率、波特率等技术指标。
信源
发送器
源系统
信道
噪声
接收器
信宿
目的系统
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数据通信系统是由数据传输系统和数据处 理系统两部分组成。
– 数字传输系统----通信子网的组成
传输线路：包括有线、无线 调制解调器：数字信号与模拟信号的转换
多路复用器：后面将要讲到为实现多路复用而采用 的频分多路复用技术和时分多路复用技术。 交换器：种类也有很多如：
码)，数据以信号的形式传播。
模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带(Broad band)
– 信道(Channel)：传送信息的线路(或通路)
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– 比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制 位个数。
– 比特率(bps):是一种数字信号的传输速率，它表示单位 时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位 用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
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– 往返时延 (Round-Trip Time ，RTT) 从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认 所经历的时间 RTT≈2×传播时延
–传输可靠性 两个含义： – 数据能正确送达 – 数据能有序送达(当采用分组交换时)
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通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
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周期信号和非周期信号
第二章 数据通信的基础知识
本章内容
– 信道 – 传输媒体 – 编码 – 多路复用 – 数据交换技术 – 差错控制
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2.1 基本概念
数据及计算机通信术语
– 数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 – 信息(Information)：是数据的内容或解释。 – 信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编
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– 误码率：信道传输可靠性指标，是概率值 – 信息编码：将信息用二进制数表示的方法。 – 数据编码：将数据用物理量表示的方法。
例如：字符‘A’的ASCII编码(是信息编码的一种)为 01000001，其数据编码可能为
01000001
t
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– 带宽
– 2)误码率
误码率是指信息在传输中的错误率。它是数据通 信系统在正常工作状况下，传输可靠性的指标。 在计算机网络中，误码率要求低于10-6。
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2.2 信道及其主要特征
数字信道和模拟信道
– 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输 数据的信道。
– 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信 道。
脉冲信号经过调制后的传输速率，通常用于表示调制解 调器之间传输信号的速率。又称为信号速率。
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
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同步脉冲
–码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元 同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始
▲同步脉冲也可位于码元的中部 ▲一个码元也可有多个同步脉冲相对应
– 传播时延=d/s（毫秒）d:距离 s:传播速度≈光
速
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– 时延带宽乘积 某一链路所能容纳的比特数 时延带宽乘积=带宽×传播时延
带宽
体积=时延带宽乘积
链路
传播时延
例如，某链路的时延带宽乘积为100万比特， 这意味着第一个比特到达目的端时，源端已 发送了100万比特。
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– 2、数据处理系统----资源子网的组成
数据处理系统是由主计算机系统、终端、I/O设备等 硬件资源及各种软件资源和数据库构成。
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Fra Baidu bibliotek
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信息通过数据通信系统传输
– 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(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。
信息→数据→信号→在信道上传输→信号→数据→信息
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
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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
数据编码 调制
解调 数据解码
– 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
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数据通信基本过程
包含两项内容：数据传输和通信控制
过程
与打电话的对比
– 建立物理连接