《数据通信》传输介质
数据通信的基本参数
数据通信的基本参数
数据通信是指通过数据传输介质（如电缆、光纤、无线电波等）传送数据信息的过程。
在进行数据通信时，需要考虑一些基本参数，以确保数据传输的可靠性和高效性。
1. 速率：速率是指单位时间内传输的比特数（bit/s）。
它决定了数据传输的快慢，通常以bps（每秒比特数）或者Mbps（每秒百万比特数）为单位来表示。
2. 带宽：带宽是指数据传输介质所能支持的最高频率范围。
在数字通信中，带宽越大，则可以传输更多的信息。
常用的单位有Hz、kHz、MHz等。
3. 误码率：误码率是指在数据传输过程中出现错误比特数与总比特数之比。
误码率越低，则说明数据传输越可靠。
4. 时延：时延是指从发送端发送一个比特到接收端接收到这个比特所需的时间。
时延包括发送延迟、传播延迟和处理延迟等。
5. 抖动：抖动是指在一段时间内，时延变化的不确定性。
抖动越小，则说明网络稳定性越好。
6. 可靠性：可靠性是指在数据传输过程中，数据能够正确地传输到目的地的概率。
可靠性越高，则说明数据传输越可靠。
7. 安全性：安全性是指在数据传输过程中，保护数据不被未经授权的人读取、篡改或破坏。
常用的安全措施包括加密、身份验证和访问控制等。
综上所述，这些基本参数是在进行数据通信时需要考虑的重要因素，它们直接影响着数据传输的质量和效率。
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。
数据通信与网络基础知识
数据通信与网络基础知识在现代社会中，数据通信和网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的重要组成部分。
无论是通过互联网进行信息传输，还是通过手机进行通话和短信交流，都少不了数据通信和网络的支持。
本文将深入介绍数据通信和网络的基础知识，包括数据通信的基本原理、传输介质、网络结构以及网络管理和安全等方面。
首先，数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
它是通过使用不同的传输介质和协议来实现的。
在数据通信中，数据的传输可以通过有线或无线的方式进行。
有线传输通常使用电缆作为传输介质，如网线、电信线等。
无线传输则通过无线电波进行，如Wi-Fi、蓝牙等。
数据通信过程中使用的协议也非常重要，如TCP/IP协议、HTTP协议等。
这些协议规定了数据的传输方式、格式和处理过程，确保数据能够准确地传输和接收。
传输介质是数据通信中起到桥梁作用的物理媒介。
有线传输中，常用的传输介质包括光纤、铜缆等。
光纤传输具有高速、高带宽和抗干扰能力强的特点，广泛应用于长距离和大容量的数据传输；铜缆传输则便宜、易于安装和维护，适用于短距离和低带宽的数据传输。
无线传输中，常用的传输介质包括电磁波、无线电波等。
电磁波传输适用于广播和电视信号的传输；无线电波传输适用于无线通信和互联网接入等。
数据通信的基本原理是将数据转换成电信号，通过传输介质传输，然后在接收端将电信号还原为数据。
在这个过程中，需要使用调制解调器（Modem）将数据转换成电信号，并使用解调器将电信号还原为数据。
调制解调器是数据通信中重要的设备，它将数字信号转换成模拟信号，以便通过传输介质进行传输，并在接收端将模拟信号还原成数字信号。
调制解调器的速率决定了数据的传输速度，通常以波特率（bps）表示。
数据通信不仅仅是指点对点的数据传输，更多时候是通过网络进行的。
网络是由多个设备和传输介质组成的，它们通过互联网协议（IP）互相连接。
网络按局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）划分。
信息产业数据通信与网络安全方案
信息产业数据通信与网络安全方案第一章数据通信基础 (3)1.1 数据通信概述 (3)1.2 数据通信技术 (3)1.2.1 传输介质 (3)1.2.2 传输技术 (3)1.2.3 交换技术 (3)1.3 数据通信协议 (4)1.3.1 物理层协议 (4)1.3.2 数据链路层协议 (4)1.3.3 网络层协议 (4)1.3.4 传输层协议 (4)1.3.5 应用层协议 (4)第二章网络架构与设计 (4)2.1 网络拓扑结构 (4)2.2 网络设备选型 (5)2.3 网络设计原则 (5)第三章数据传输与交换技术 (6)3.1 数据传输方式 (6)3.1.1 并行传输 (6)3.1.2 串行传输 (6)3.1.3 同步传输 (6)3.1.4 异步传输 (6)3.2 交换技术概述 (6)3.2.1 电路交换 (6)3.2.2 报文交换 (7)3.2.3 分组交换 (7)3.2.4 光交换 (7)3.3 传输介质与设备 (7)3.3.1 传输介质 (7)3.3.2 传输设备 (7)第四章网络安全概述 (7)4.1 网络安全概念 (7)4.2 网络安全威胁与风险 (8)4.3 网络安全策略 (8)第五章防火墙技术与应用 (8)5.1 防火墙概述 (9)5.2 防火墙技术分类 (9)5.2.1 包过滤防火墙 (9)5.2.2 状态检测防火墙 (9)5.2.3 应用层代理防火墙 (9)5.2.4 混合型防火墙 (9)5.3.1 部署策略 (9)5.3.2 配置要点 (10)第六章虚拟专用网络（VPN） (10)6.1 VPN概述 (10)6.2 VPN技术原理 (10)6.2.1 加密技术 (10)6.2.2 隧道技术 (10)6.2.3 身份认证技术 (11)6.2.4 虚拟专用拨号网络（VPDN） (11)6.3 VPN部署与管理 (11)6.3.1 VPN部署 (11)6.3.2 VPN管理 (11)第七章数据加密与认证技术 (11)7.1 数据加密概述 (11)7.2 加密算法与应用 (12)7.2.1 对称加密算法 (12)7.2.2 非对称加密算法 (12)7.2.3 混合加密算法 (12)7.3 认证技术与应用 (12)7.3.1 数字签名 (12)7.3.2 数字证书 (13)7.3.3 MAC (13)第八章网络入侵检测与防护 (13)8.1 入侵检测概述 (13)8.2 入侵检测系统 (13)8.2.1 入侵检测系统的分类 (13)8.2.2 入侵检测系统的关键技术 (13)8.3 防护措施与策略 (14)8.3.1 防火墙 (14)8.3.2 入侵检测系统 (14)8.3.3 安全策略 (14)8.3.4 安全培训与意识 (14)8.3.5 安全审计 (14)8.3.6 应急响应 (14)第九章数据备份与恢复 (14)9.1 数据备份概述 (15)9.2 数据备份策略 (15)9.2.1 备份类型 (15)9.2.2 备份介质 (15)9.2.3 备份频率 (15)9.2.4 备份方式 (15)9.3 数据恢复技术 (15)9.3.1 文件级恢复 (16)9.3.3 数据库级恢复 (16)9.3.4 分布式系统恢复 (16)9.3.5 云存储恢复 (16)第十章网络安全风险管理 (16)10.1 风险管理概述 (16)10.2 风险评估与识别 (16)10.2.1 风险评估 (16)10.2.2 风险识别 (17)10.3 风险防范与控制 (17)10.3.1 风险防范 (17)10.3.2 风险控制 (17)第一章数据通信基础1.1 数据通信概述数据通信是指在不同地点的数据终端设备之间，通过传输介质进行信息交换的过程。
数据通信原理课程
(学时： 50 )数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共 50 学时， 3.0 学分，其中实验课程 10 学时。
本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人材的需要而设置的。
通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。
1．基本要求通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。
本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。
2．基本方法本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。
1．授课教材《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社(2022 年第 1 版)。
2．主要参考书目《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社(2022 年第 2 版)。
《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社(2000 年第二版)；《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社(2001 年第一版)；《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社(1999 年)。
本课程共 3.0 学分，总教学共 50 学时，具体学时分配如下表：各章节内容学时数第一章：绪论 4第二章：数据通信基础知识 6第三章：数据信号的基带传输 8第四章：数据信号的频带传输 8第五章：差错控制与信道编码 8第六章：物理层接口与传输控制规程 2第七章：分组交换数据网 4实验 10第一章绪论(4 学时)1、目的要求：本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。
数据通信系统的组成
数据通信系统的组成数据通信系统是由多个组成部分构成的。
它们共同协作，实现信息的传输和处理。
下面将详细介绍数据通信系统的各个组成部分。
1. 发送器发送器是数据通信系统中的第一个组成部分。
它的作用是将要传输的信息转换成电信号，并将信号发送到传输介质中。
发送器的具体实现方式可以是计算机的网络接口卡、调制解调器、无线电发射机等。
2. 传输介质传输介质是信息传输的通道。
它可以是导线、光纤、无线电波等。
传输介质的选择取决于具体的应用场景和需要传输的信息类型。
例如，在需要高速传输大量数据的场合，通常会选择光纤作为传输介质。
3. 接收器接收器是数据通信系统中的第三个组成部分。
它的作用是接收传输介质中的电信号，并将其转换成能够被计算机等设备识别的信息。
接收器的具体实现方式可以是计算机的网络接口卡、调制解调器、无线电接收机等。
4. 路由器路由器是数据通信系统中的核心组成部分之一。
它的作用是根据目的地址将数据包从源地址转发到目的地址。
路由器可以实现不同网络之间的通信，也可以实现同一网络内不同设备之间的通信。
5. 防火墙防火墙是数据通信系统中的另一个核心组成部分。
它的作用是保护网络不受外部攻击。
防火墙可以实现对网络流量的过滤和监控，以确保网络的安全性。
6. 协议协议是数据通信系统中的重要组成部分。
它定义了信息的格式、传输方式、错误处理等规则。
不同的协议可以实现不同的功能，例如TCP/IP协议可以实现可靠的数据传输，而UDP协议则可以实现快速的数据传输。
7. 应用程序应用程序是数据通信系统中的最终组成部分。
它的作用是实现具体的功能，例如电子邮件、网页浏览等。
应用程序通常通过协议与其他组成部分进行通信，从而实现信息的传输和处理。
数据通信系统由多个组成部分构成，它们共同协作，实现信息的传输和处理。
了解数据通信系统的组成部分，有助于我们更好地理解网络通信的工作原理，从而更好地应用和维护网络。
传输介质与接续设备介绍
传输介质与接续设备介绍1. 传输介质传输介质是指在数据通信过程中，用于传输数据的物理媒介。
根据不同的传输方式和需求，有以下几种常见的传输介质：1.1 有线传输介质有线传输介质是指使用导线或光纤作为信号传输的媒介。
常见的有线传输介质包括：•双绞线：双绞线是最常见的有线传输介质之一。
根据不同的应用需求，常见的双绞线包括Cat5、Cat6等，其传输速率分别为100Mbps和1000Mbps。
•同轴电缆：同轴电缆多用于传输电视信号和宽带接入。
其结构由内部导体、绝缘层、外部导体和保护层组成，能够提供较高的传输速率和抗干扰能力。
•光纤：光纤是以光信号传输数据的传输介质。
由于光信号具有较高的传输速率和抗干扰能力，光纤在长距离和高速数据传输方面具有优势。
1.2 无线传输介质无线传输介质是指使用无线电波进行信号传输的媒介。
常见的无线传输介质包括：•Wi-Fi：Wi-Fi是一种基于无线局域网技术的传输介质，通过无线电波进行信号传输。
其传输距离一般在100米左右，适用于室内和短距离通信。
•蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，适用于手机、耳机、音响等设备之间的互联互通。
传输距离一般在10米左右。
•红外线：红外线是一种短距离无线通信技术，适用于遥控器、红外线传感器等设备之间的通信。
传输距离一般在几米到几十米。
2. 接续设备接续设备是用于连接和传输数据的设备。
根据不同的应用场景和需求，有以下几种常见的接续设备：2.1 路由器路由器是一种常见的接续设备，用于将多个局域网连接起来，实现网络之间的数据传输。
路由器具备转发数据包的能力，并能根据不同的网络地址进行数据的路由选择。
2.2 交换机交换机是一种广泛应用于局域网中的接续设备。
它通过物理地址进行数据包转发，能够实现高速、稳定的数据传输。
交换机在局域网内部进行数据的转发，提供了更加灵活和高效的数据交换方式。
2.3 中继器/放大器中继器和放大器是一种用于增强信号强度和延长传输距离的设备。
数据通信系统模型的组成
数据通信系统模型的组成
1. 发送方：负责将待传输的数据转换成通信信号，并通过传输介质发送给接收方。
2. 传输介质：是信息传输的通道，可以是电线、光纤、无线电波等。
在传输过程中，传输介质可能会引入噪声和失真，影响数据的可靠性。
3. 接收方：负责接收发送方传输过来的数据，并将其恢复成可读取的形式。
4. 信道编码：为了提高传输的可靠性和数据容量，通常会对数据进行编码，将原始数据转换成特定的编码形式进行传输。
5. 通信协议：规定了数据通信的时序、格式、错误检测与纠正等规则，确保发送方和接收方之间能够正确地进行数据交换。
6. 控制器：用于管理整个通信系统的运行，包括数据传输的调度、数据处理、错误处理等。
7. 边缘设备：除了核心的通信系统组件外，还包括连接通信系统和外部设备的边缘设备。
例如，计算机网络中的路由器和交换机，通过它们连接不同的主机或子网。
这些组成部分共同构成了数据通信系统模型，在实际的数据通信过程中起到了各自的作用。
7 数据通信基础V2.0(网络传输介质)
不归零编码
单极性 不归零
码
双极性不 归零码
曼彻斯特编码
差分曼彻斯 特编码
2.2.4 模拟数据的数字编码
模拟数据的数字编码是把模拟数据转换为数字信号的编码 方法。由于数字信号传输失真小、误码率低、传输速率高、便 于计算机存储，所以将模拟数据数字化已成为必然趋势。
模拟信号
PAM信号
PAM信号
基带传输信号 高频载波信号
(a)振幅调制 (b)频率调制
(c)相位调制
图 8 模拟信号的模拟凋制
2.2.3 数字数据的数字编码
数字数据的数字编码就是如何把数字数据用物理信号的 波形表示，是用高低电平的不同组合来表示二进制的方法。
常用的编码方式主要有3种：不归零编码、曼彻斯特编码 和差分曼彻斯特编码。
数字信号
采样速 率
8000t/ s
指定数
值给对 应的
PAM信号
将量化 值进行
编码
图 9 PCM脉冲编码调制过程示意图
§3 网络数据传输
数据传输是网络通信的物质基础。数据传输技术涉及的内 容很多，包括数据传输媒介、数据传输带宽、数据传输方式和 数据传输质量参数等。
传输媒介
传输带宽
数据传输涉及的主要内容
图 7 数字数据的调制原理示意图
2.2.1 数字数据的模拟调制
1、振幅键控（Amplitude-Shift Keying，ASK） 振幅键控是通过改变载波信号振幅来表示数字信号1、0。 ASK信号波形如图7（a）所示。
2、移频键控（Frequency-Shift Keying，FSK） 移频键控方法是通过改变载波信号角频率来表示数字信 号1、0。FSK信号波形如图7（b）所示。
数据通信基础知识
细缆（便宜的同轴电缆） 细缆（便宜的同轴电缆）
非中继传输距离185米 米 非中继传输距离 Rmax=10 Mbps
铜芯 绝缘层 外导体 屏蔽层
宽带电缆
非中继传输距离<100km 非中继传输距离 Rmax= 900Mbps 传有线电视
保护套
15
3.3 光纤
光纤--由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 光纤 由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 。
需要具有两条物理上独立的传输线路； 需要具有两条物理上独立的传输线路； 或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向 或者需要具有一条物理线路上的两个信道， 的信号传输。 的信号传输。
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 红外线（毫米波） 激光
13
双绞线的连接标准
色彩标记和连接方法： 色彩标记和连接方法： 线对 色彩码 白蓝， 白蓝，蓝 1 白橙，橙 2 白绿，绿 3 4
白棕，棕
1 2 3 4 5 6 7 8
直连线 EIA-568A
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
交叉线 EIA-568B
1 2 3 4 5 6 7 8
......⑶
2
比特率
或 B = R / log2 N
= 波特率 * log
(Baud)
N
......⑷
[例1]采用四相调制方式，即N=4，且一个数字脉冲信号 例 采用四相调制方式， ， 采用四相调制方式 的宽度T=833x10-6秒,则： 的宽度 （1） f = 1/（833*10-6 ）= 1200 Hz （2）R=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) （3）B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
数据通信与网络安全指南
数据通信与网络安全指南第一章：数据通信基础在如今信息时代，数据通信是各行各业不可或缺的一环。
数据通信是指通过传输介质（有线或无线）将信息从一个地点传输到另一个地点的过程。
本章将介绍数据通信的基础知识，包括信号传输、传输介质和传输协议等。
1.1 信号传输技术信号传输技术是数据通信的基石。
常见的信号传输技术包括模拟信号传输和数字信号传输。
模拟信号传输是将连续变化的信号通过物理介质传输。
数字信号传输则是将离散信号通过物理介质传输。
1.2 传输介质传输介质是指数据在传输过程中所经过的物理介质。
常见的传输介质包括有线介质和无线介质。
有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等，而无线介质包括无线电波和红外线等。
1.3 传输协议传输协议是指在数据通信中，数据传输的规则和格式。
常见的传输协议包括TCP/IP协议和HTTP协议等。
传输协议确保数据在传输过程中的可靠性和安全性。
第二章：网络安全基础随着网络的普及和发展，网络安全问题日益凸显。
保障网络安全对于个人和组织来说至关重要。
本章将介绍网络安全的基础知识，包括网络威胁、网络攻击和安全防护等内容。
2.1 网络威胁网络威胁是指可能对网络系统和数据造成损害的行为。
常见的网络威胁包括计算机病毒、网络蠕虫、黑客攻击和网络钓鱼等。
2.2 网络攻击网络攻击是指对网络系统和数据进行非法访问、修改、破坏等活动。
常见的网络攻击包括拒绝服务攻击、网络入侵和数据篡改等。
2.3 安全防护安全防护是指通过采取一系列技术和措施来保护网络系统和数据的安全性。
常见的安全防护措施包括防火墙、入侵检测系统、数据加密和访问控制等。
第三章：数据通信与网络安全技术为了应对日益增加的数据通信需求和网络安全威胁，人们研发了许多数据通信与网络安全技术。
本章将介绍几种常见的数据通信与网络安全技术，包括VPN、SSL和防火墙等。
3.1 VPN技术VPN（Virtual Private Network）技术是一种通过公共网络建立起虚拟专用网络的技术。
数据通信原理
数据通信原理数据通信原理是指通过传输介质将数据从一个地点传递到另一个地点的过程。
在数据通信中，数据被分割为一系列的数据包，并通过网络传输到目的地。
数据通信原理主要涉及以下几个方面：1.调制解调：调制解调是将要传输的数据从数字信号转换为模拟信号的过程，然后将模拟信号传输到接收方后再进行解调还原为数字信号。
调制的目的是将数字信号转换为适合传输的频率范围内的模拟信号，解调则是将接收到的模拟信号转换为可供使用的数字信号。
2.传输介质：数据通信中使用的传输介质有多种，包括电缆、光纤、无线信号等。
不同的传输介质具有不同的特点和适应场景，如电缆传输适合短距离高带宽传输，光纤传输适合长距离高速传输等。
3.编码和解码：为了提高数据传输的可靠性和效率，数据在传输过程中会进行编码和解码。
编码将原始数据转换为特定编码格式，使其具备一定的容错能力，能够纠正一定数量的传输错误；解码则是将接收到的编码数据转换为原始数据。
4.传输协议：数据通信中使用的传输协议规定了数据在网络中的传输方式和规则。
常见的传输协议包括TCP/IP协议，用于互联网传输；以太网协议，用于局域网传输等。
5.差错控制：在数据通信过程中，可能会因为传输噪声、干扰等原因导致数据传输错误。
差错控制技术可用于检测和纠正传输过程中的错误，常见的差错控制技术包括奇偶校验、CRC校验等。
6.流量控制：为了保证数据传输的平稳进行，需要对数据的传输速度进行控制。
流量控制技术可用于调节发送方的传输速度，防止接收方无法及时处理数据导致的数据丢失或堆积等问题。
7.路由选择：在数据通信中，如果传输路径有多个选择，需要选择最佳的传输路径。
路由选择技术可用于确定数据传输的最佳路径，提高数据传输的效率和稳定性。
数据通信原理包括调制解调、传输介质、编码和解码、传输协议、差错控制、流量控制和路由选择等方面的内容，对于数据的可靠传输和高效传输起着重要的作用。
数据通信常见传输介质的特点与应用
数据通信常见传输介质的特点与应用一、引言数据通信是信息时代的重要组成部分，而传输介质作为数据通信的基础，不同的介质具有不同的特点与应用。
本文将介绍几种常见的数据通信传输介质，包括双绞线、同轴电缆、光纤和无线传输，分析它们的特点，并探讨它们在不同场景下的应用。
二、双绞线双绞线是一种由两根绝缘电导体对绞合而成的电缆，可分为无屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）。
双绞线具有以下特点：1. 抗干扰能力较差：由于双绞线存在较高的干扰敏感性，因此在远离电源和干扰源的情况下使用效果较好。
2. 传输距离较短：双绞线传输距离受限于信号衰减和传输速率，一般适用于短距离数据通信。
3. 成本低廉：双绞线制造成本较低，维护和安装也相对简单。
应用：双绞线广泛应用于家庭、办公室和局域网等短距离传输场景，如电话线路、局域网网线等。
三、同轴电缆同轴电缆是由中心导线、绝缘层、导电屏蔽层和外部绝缘层构成的电缆，具有以下特点：1. 抗干扰能力较强：同轴电缆采用导电屏蔽层能有效抵御外界干扰，信号传输更稳定可靠。
2. 传输距离较长：同轴电缆传输距离较双绞线更长，适用于中长距离数据通信。
3. 传输带宽较大：同轴电缆能够提供较高的传输带宽，适用于高速数据通信。
应用：同轴电缆常用于有线电视网络、宽带接入、监控系统等需要长距离传输和高带宽需求的场景。
四、光纤光纤是以光信号作为传输介质的高速传输线路，具有以下特点：1. 传输速度快：光信号传输速度快，能够满足高带宽数据传输需求。
2. 抗干扰能力强：光纤由于不受电磁干扰，信号传输更加稳定可靠。
3. 传输距离远：光纤传输距离相较于双绞线和同轴电缆更远，几百公里不会有明显衰减。
应用：光纤广泛应用于长距离通信线路、数据中心互联、高速局域网等需要高速、远距离传输的场景。
五、无线传输无线传输是一种不需要物理介质的数据传输方式，依靠无线电波进行信号传输，具有以下特点：1. 无需布线：无线传输不需要布设电缆，安装和维护相对简单。
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
数据通信的基本概念
数据通信的基本概念
数据通信是指在计算机网络中，利用通信设备和协议对数据进行传输和交换的过程。
以下是与数据通信相关的基本概念：
1. 数据传输：指通过通信设备将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
2. 数据交换：指在计算机网络中，数据在不同的设备之间传输和交流的过程。
3. 通信协议：指规定了通信设备进行数据通信时所遵循的规则和标准。
4. 传输介质：指在数据通信过程中所采用的物理媒介，例如电缆、光缆、无线信号等。
5. 数据包：指在数据通信过程中，由通信协议定义的、包含有必要信息的数据块。
6. 数字信号：指将原始数据转换为数字形式的信号。
7. 带宽：指数字信号在传输介质上的传输速率，通常以每秒传输的比特数（bps）作为单位来衡量。
8. 误码率：指在数据传输过程中出现的错误比特数占总传输比特数的比率。
9. 可靠性：指数据通信系统能够在各种异常情况下保证数据正确、完整、及时地到达目的地的能力。
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。
数据通信基础知识
数据通信基础知识计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。
传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用，为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。
计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。
一、有线传输介质(Wired Transmission Media)有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。
计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为：铜线和玻璃纤维。
1. 铜线铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质，它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。
为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference)，我们使用两种基本的铜线类型：双绞线和同轴电缆。
(1)双绞线双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。
双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，其形状结构如图1.1所示。
双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。
(2)同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。
同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。
按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。
同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。
2.玻璃纤维目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维，简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。
光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层（硅橡胶）和保护层构成。
计算机网络中的数据传输介质
教学目标了解数据传输介质的概念及分类了解网络中常用的传输介质教学内容传输介质的基本概念传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。
常用的传输介质可分为有线（双绞线、同轴电缆和光纤）和无线两类。
双绞线双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两类，可以用于传输模拟或数字信号，常用点到点连接，也可用于多点连接。
在三种有线传输介质中，双绞线的地理范围最小、抗干扰性最低，但价格最便宜，是当前使用最普遍的传输介质。
同轴电缆同轴电缆有基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种基本类型。
其中，基带同轴电缆用来传输数字信号，宽带同轴电缆可以传输模拟或数字信号。
同轴电缆可用于点到点连接或多点连接。
在三种有线传输介质中，同轴电缆的地理范围中等、抗干扰性中等，价格也中等。
光纤光纤分单模光纤和多模光纤两种，只能单向传输数字信号，用于点到点连接。
在三种有线传输介质中，光纤性能最好、传输距离长、不受电磁干扰或噪声影响、体积小、重量轻，但价格也是最高的。
无线介质常用的无线介质是无线电波和微波等。
无线传输不需铺设网络传输线，而且网络终端移动方便。
其中，微波通信常用的有地面微波通信和卫星通信两种。
重点/难点双绞线和光纤的特点及应用传输介质的基本概念传输介质基本概念数据传输介质是指传送信息的载体，是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。
因此，传输介质也称传输媒体、传输媒介或传输线路。
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. 传输介质的特性数据传输的质量除了与传送的数据信号及收发两端的设备特性有关外，还直接与通信线路本身的机械和电气特性有关。
这些特性主要包括：☆ 物理特性：指传输介质的特征。
☆ 传输特性：传输信号调制技术、信道容量及传输的频带范围。
☆ 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。
数据传输介质
1.4.1 有线介质
1．双绞线
2．同轴电缆 3．光纤
数据通信基础
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1．双绞线
无论是对模拟数据传输还是数字数据传 输，最普通的传输介质就是双绞线。它是 由按一定规则螺旋结构排列并扭在一起的 多根绝缘导线所组成，芯内大多是铜线， 外部裹着塑橡绝缘外层，线对扭绞在一起 可以减少相互间的幅射电磁干扰。计算机 网络中常用的双绞电缆是由4对线（8芯制， RJ-45接头）按一定密度相互扭绞在一起的。
数据通信基础
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2．同轴电缆
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2．同轴电缆
同轴电缆分为两类：基带同轴电缆和宽带同轴 电缆。计算机网络一般选用基带同轴电缆进行数 据传输，其屏蔽层是用铜做成网状形，特征阻抗 为50W，如RG-8（粗缆）、RG-58（细缆）等。 宽带电缆是指采用了频分复用和模拟传输技术的 同轴电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的，特征 阻抗为75W，如RG-59有线电视CATV标准传输电 缆。对于细同轴电缆，其主要用于10Mbps速率的 10Base2 以 太 局 域 网 络 中 ， 平 均 特 征 阻 抗 为 50±2W，阻抗的周期性变化为正弦波，中心平均 值为±3W，最低传播速率约为0.77c（c为光速）。
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4．卫星通信
卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的 人造地球同步卫星作为太空无人值守的微波中继 站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可 以克服地面微波通信的距离限制，其最大特点就 是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。同 步卫星发射出的电磁波可以辐射到地球三分之一 以上的表面，只要在地球赤道上空的同步轨道上， 等距离地放置3颗卫星，就能基本上实现全球通 信。卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信 容量更大，信号所受到的干扰较小，误码率也较 小，通信比较稳定可靠。
在数字通讯中传输介质的功能
在数字通讯中传输介质的功能
在数字通讯中，传输介质的主要功能是在发送设备和接收设备之间传输数字信号。
传输介质可以分为有线传输介质和无线传输介质。
有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等。
它们的主要功能是将数字信号从发送设备传输到接收设备。
这些传输介质提供了可靠的数据传输，能够有效地减少信号衰减和干扰。
无线传输介质包括无线电波、微波、红外线和激光等。
它们的主要功能是通过空气或空间传输数字信号，无需物理连接。
无线传输介质在移动通信、无线网络和卫星通信等领域得到广泛应用。
无论是有线传输介质还是无线传输介质，它们的主要目标都是在发送设备和接收设备之间可靠地传输数字信号，确保数据的完整性和准确性。
不同的传输介质具有不同的特性和适用范围，选择合适的传输介质取决于具体的应用需求和环境条件。
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➢ 传输介质概述
数据传输通道
发送终端
接收终端
传输介质定义 即两个物理系统间承载数据的链路，网络连接设备间的中间介质，是信 号传输的载体。 传输介质的特性 物理描述、传输特性、信号发送形式、调制技术、传输带宽容量、频率 范围、连通性、抗干扰性、性能价格比、连接距离、地理范围等。
➢ 传输介质概述
➢ 有线传输介质——同轴电缆
基带同轴电缆 采用基带传输，即采用数字信号进 行传输，用于构建计算机网络。常 用的基带同轴电缆有以下两种： 50Ω ，RG-8和RG-11 （用于粗缆以太网） 50Ω ，RG-58 （用于细缆以太网） 宽带同轴电缆（75Ω ，RG-59） 采用宽带传输，即采用模拟信号进 行传输，用于构建有线电视网。
➢ 有线传输介质——双绞线 UTP线缆常见类型
➢ 有线传输介质——双绞线
三类线 大多数办公楼里大量使用的话音级电缆，能满足以太网 （10Mb/s）对传输介质的要求，其最大传输速率可达16Mb/s。 五类线 数字级电缆，传输速率可达100Mb/s，因质优价廉成为快速 以太网（100Mb/s）的首选传输介质 超五类 是为千兆以太网而设计，千兆以太网至少要求超五类线。 目前计算机通信网络中最常用的是超五类线。
地球
地面站之间的直视 线路
地面微波接力通信
微波传送塔
➢ 无线传输介质——微波通信
微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。
35,784 公里
地球
卫星微波通信
➢ 无线传输介质——红外和激光
红外和激光 红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激 光信号直接在自由空间沿直线进行传播。 特点 比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红 外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。
多模光纤 单模光纤
➢ 有线传输介质——光纤
光缆是数据传输中最有效的一 种传输介质,其优点如下: 频带较宽 电磁绝缘性能好 衰减较小 中继器的间隔较大 线径细，重量轻 抗化学腐蚀能力强 光缆制造资源丰富
➢ 有线传输介质——光纤
多模光纤和5类双绞线的衰减 与频率关系如图所示：
当传输频率超过100MHz时，5 类双绞线随着频率的增加衰减 愈来愈大；而光纤在300MHz以 内，衰减基本不变。
传输介质
有线介质
双绞线
同轴电缆
光纤
US TT PP
细粗 缆缆 线线
单多 模模 光光 纤纤
无线介质
微激红 通 波光外 信
线卫 星
目录页
Contents Page
01 传输介质概述 02 有线传输介质 03 无线传输介质 04 小结
➢ 有线传输介质——双绞线
双绞线 双绞线是由按一定规则螺旋结构排列并扭在一起的多根绝缘导线所组成， 芯内大多是铜线，外部裹着塑橡绝缘外层，线对扭绞在一起可以减少相 互间的幅射电磁干扰。 分类 ✓ 屏蔽双绞线电缆（STP） ✓ 非屏蔽双绞线电缆（UTP）
➢ 有线传输介质——双绞线
双绞线的两端必须都安装RJ-45插头,以便插在网卡(NIC), 交换机 (SWITCH)的RJ-45接口上,进行网络通信。
➢ 有线传输介质——同轴电缆
•内芯 •绝缘层 •屏蔽层 •塑料外套
金属导体，用于传输信号 用于内芯与屏蔽层间的绝缘 金属导体，用于屏蔽外部的干扰 用于保护电缆
衰 减(dB/km)
0 6 2 . 5/ 1 2 5 μm 渐变增强型多模光纤
5
10
15
2 0 5 类U T P 双绞电缆
25
30
3 50 1 1 0
100
300
频率( M H z )
1000
图2.58 光纤与电缆频率－衰减关系图
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01 传输介质概述 02 有线传输介质 03 无线传输介质 04 小结
BNC接口 AUI接口
➢ 有线传输介质——光纤
光纤即光导纤维，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质。 包层折射率 < 纤芯折射率
➢ 有线传输介质——光纤
多模光纤 允许许多条不同角度入射的光 线在一条光纤中传输，即有多 条光路。在无中继条件下，传 播距离可达几km，采用LED作为 光源。
单模光纤 光纤直径与光波波长相等，只 允许一条光线在一条光纤中直 线传输，即只有一条光路。在 无中继条件下，传播距离可达 几十km，采用激光作为光源。
➢ 无线传输介质
采用无线电波、微波、红外线等电磁波作为传输介质,联网方式灵活，不受地 理因素影响。 无线电短波通信 地面微波接力通信 红外线和激光 卫星通信
➢ 无线传输介质——微波通信
微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有极其重要的地位，其频率 范围为300MHz～300GHz。 微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。
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01 传输介质概述 02 有线传输介质 03 无线传输介质 04 小结
➢ 小结 传输媒介
价格
UTP
最便宜
电磁干扰 高
频带宽度 低
单段最大 长度
100m
STP
一般
低
中等
100m
同轴电缆 一般
低
高
185/500m
光纤
最高
没有
极高
几十km
➢ 小结
传输媒体
速率
双绞线
10-1000Mb/s
项目二 数据通信
任务3— 数据通信传输介质
➢ 引入
如何根据需求选择合适的传输介质，各种介质又 有什么特点呢？
➢ 课程目标
知识目标：
✓ 了解常用通信介质的特点及用途 ✓ 掌握非屏蔽双绞线的分类、特点及应用场合
能力目标：
✓ 能够根据通信的需求选择合适的传输介质？
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01 传输介质概述 02 有线传输介质 03 无线传输介质 04 小结
50同轴电缆 10Mb/s
75同轴电缆 300-450MHz
光纤
几十 GbpsBiblioteka 短波<50MHz
地面微波接力 4-6GHz
传输距离 几十 kM 3kM 内
100kM
30kM up 全球
性能(抗 干扰性) 可以 较好
较好
很好 较差
价格
应用
低
模拟/数字传输
略 高 于 基带数字信号
双绞线
较高 模拟传输电视、
数据及音频
较高 远距离传输
较低 远程低速通信
几百 kM 好
中等 远程通信
卫星
500MHz
18000kM 很好 与 距 离 远程通信
无关
THANKS