计算机网络技术基础-第4版-尚晓航-第2章数据通信基础
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计算机网络基础PPT电子课件-第2章数据通信基础
报文交换的缺点是报文传输时延较大, 且不适用于实时、连续的数据传输。
分组交换
分组交换是一种基于数据包的 通信交换方式。
在分组交换中,发送端将数据 分割成一定现动 态带宽分配,提高通信链路的 利用率。
分组交换的缺点是可能会出现 数据包丢失或乱序到达的情况 ,需要采用一定的差错控制机 制来保证数据传输的可靠性。
基带传输
在信道上直接传送数字信号的电脉冲 ,是一种最简单的传输方式。
频带传输
利用调制解调技术,将数字信号转换 为模拟信号,在模拟信道上进行传输 。
03 数据交换技术
电路交换
01
02
03
04
电路交换是一种传统的通信交 换方式,通过建立通信链路来
实现数据传输。
在电路交换中,通信链路在通 信过程中始终保持连接状态, 适用于实时、连续的数据传输
话机等。
数据通信的技术指标
传输速率
单位时间内传输的数据量,单 位是比特/秒(bps)。
带宽
数据通信系统能够传输的最高 频率与最低频率之差,单位是 赫兹(Hz)。
误码率
传输过程中发生错误的比特数 占总传输比特数的比例。
信噪比
信号功率与噪声功率之比,用 于衡量信号质量。
02 数据传输方式
串行传输和并行传
数据通信网
由传输设备、交换设备和 终端设备组成,实现数据 信息的传输、交换和终端 处理。
数据通信系统的组成
发送设备
将各种数字信号转换成 适合传输的信号,如调
制器。
传输信道
传输数据的通道,如光 纤、同轴电缆、无线信
道等。
接收设备
将接收到的信号转换成 原始的数字信号,如解
调器。
终端设备
分组交换
分组交换是一种基于数据包的 通信交换方式。
在分组交换中,发送端将数据 分割成一定现动 态带宽分配,提高通信链路的 利用率。
分组交换的缺点是可能会出现 数据包丢失或乱序到达的情况 ,需要采用一定的差错控制机 制来保证数据传输的可靠性。
基带传输
在信道上直接传送数字信号的电脉冲 ,是一种最简单的传输方式。
频带传输
利用调制解调技术,将数字信号转换 为模拟信号,在模拟信道上进行传输 。
03 数据交换技术
电路交换
01
02
03
04
电路交换是一种传统的通信交 换方式,通过建立通信链路来
实现数据传输。
在电路交换中,通信链路在通 信过程中始终保持连接状态, 适用于实时、连续的数据传输
话机等。
数据通信的技术指标
传输速率
单位时间内传输的数据量,单 位是比特/秒(bps)。
带宽
数据通信系统能够传输的最高 频率与最低频率之差,单位是 赫兹(Hz)。
误码率
传输过程中发生错误的比特数 占总传输比特数的比例。
信噪比
信号功率与噪声功率之比,用 于衡量信号质量。
02 数据传输方式
串行传输和并行传
数据通信网
由传输设备、交换设备和 终端设备组成,实现数据 信息的传输、交换和终端 处理。
数据通信系统的组成
发送设备
将各种数字信号转换成 适合传输的信号,如调
制器。
传输信道
传输数据的通道,如光 纤、同轴电缆、无线信
道等。
接收设备
将接收到的信号转换成 原始的数字信号,如解
调器。
终端设备
第2章数据通信基础(尚晓航)
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第2章数据通信基础(尚晓航)
3. 幅度调制ASK
①ASK调制规则:幅度调制又称为“振幅键控” (amplitude-shift keying,ASK),两种载波幅度 值的调幅波形如图2-4(a)表示。
②ASK的特点:幅度调制的技术比较简单,信 号容易实现,但抗干扰的能力较差。
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同时具有调制与解调功能的设备被称为“调制解调 器”(modem)。
Modem就是数字信号与模拟信号之间的变换设
备。
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第2章数据通信基础(尚晓航)
2. 数字数据(信号)的调制
在调制过程中,运载数字数据的“载波信 号”可以表示为:
其中,振幅A、角频率ω、相位ψ是载波信 号的3个可变电参量;每次变化一个电参数, 固定另外两个电参量。
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第2章数据通信基础(尚晓航)
图2-4 模拟数据信号的二相调制 (编码)波形图
数据通信专指信源(发送信息的一方)和信宿 (接收数据的一方)中信号的形式均为数字信号的 通信方式。因此,可以将“数据通信”定义为:在 不同的计算机和数字设备之间传送二进制代码“0”、 “1”对应的比特位信号的过程。
在数据通信过程中,传输的数据信号的类型不 同,使用的技术就不同。为此,数据传输系统有 “基带传输”和“频带传输”两种传输方式。
②曼彻斯特编码的同步信号:曼彻斯特编码中 的中间电平跳跃,既代表了数字信号的取值,也作 为自带的“时钟”信号。
③特点:优点是收发信号的双方可以根据自带 的“时钟”信号来保持同步;缺点是效率较低。
④应用:典型的10BASET、10BASE2、和 10BASE 5低速以太网使用的是曼彻斯特编码技术。
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第2章 数据通信基础要点
2020年9月27日源自第2章 数据通信基础3
2.1 数据通信的基本概念
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
4
2.1 数据通信的基本概念
1. 信息和编码
信息的载体是文字、语音、图形和图像等。用二进制代码 来表示信息中的每一个字符就是二进制编码。
2. 二进制编码标准
常用的二进制编码标准为美国标准信息交换码ASCII它用7 位二进制数字表示一个字母、数字或符号。信息中的每一 个字符(含控制字符)经编码后,形成二进制代码。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
12
2.2 通讯系统的主要技术指标
5. 信道容量
信道容量是一个极限参数,一般是指物理信道上能够传输 数据的最大能力。1948年,香农经研究得出了著名的香农 定理。该定理指出,信道的带宽和信噪比越高,则信道的 容量就越高。
6. 带宽、数据传输速率和信道容量的关联 7. 误码率Pe
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
10
2.2 通讯系统的主要技术指标
表2-1给出了B与S之间的关系。两者在实际应用中 的区别与联系,如图2-2所示。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
11
4. 带宽
带宽是指某个信号或者物理信道的频带宽度,其本来的意 思是指信道允许传送信号的最高频率和最低频率之差, 单 位为: Hz、kHz、MHz等。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
17
2.4 数据传输类型及相应技术
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
15
2.3 数据通信过程中涉及的 主要技术问题
2.1 数据通信的基本概念
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
4
2.1 数据通信的基本概念
1. 信息和编码
信息的载体是文字、语音、图形和图像等。用二进制代码 来表示信息中的每一个字符就是二进制编码。
2. 二进制编码标准
常用的二进制编码标准为美国标准信息交换码ASCII它用7 位二进制数字表示一个字母、数字或符号。信息中的每一 个字符(含控制字符)经编码后,形成二进制代码。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
12
2.2 通讯系统的主要技术指标
5. 信道容量
信道容量是一个极限参数,一般是指物理信道上能够传输 数据的最大能力。1948年,香农经研究得出了著名的香农 定理。该定理指出,信道的带宽和信噪比越高,则信道的 容量就越高。
6. 带宽、数据传输速率和信道容量的关联 7. 误码率Pe
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
10
2.2 通讯系统的主要技术指标
表2-1给出了B与S之间的关系。两者在实际应用中 的区别与联系,如图2-2所示。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
11
4. 带宽
带宽是指某个信号或者物理信道的频带宽度,其本来的意 思是指信道允许传送信号的最高频率和最低频率之差, 单 位为: Hz、kHz、MHz等。
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
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2.4 数据传输类型及相应技术
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
2020年9月27日
第2章 数据通信基础
15
2.3 数据通信过程中涉及的 主要技术问题
计算机网络基础第2章 数据通信技术的基础知识.ppt
异步方式实现比较容易,但每传输一个字符都需要多使用2~ 3位,所以适合于低速通信。
停止位 数据位
起始位
数据传输方向
00 1 10 110
计算机
1 10110101 0 1 00110110 0 1 00010111 0 计算机
2019年
26
同步传输方式
同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块 (帧)。对这些数据,不需要附加起始位和停止位,而是在发送一 组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN(以01101000表示) 或一个同步字节(01111110),用于接收方进行同步检测,从而使 收发双方进入同步状态。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。
2019年
主机
计算机/终端 18
信道的通信方式——单工通信
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,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。
无线电广播和电视都属于单工通信。
主机
发送端
数据的单方向性
接收端
显示器
2019年
19
信道的通信方式 ——半双工通信
第2章 数据通信技术的基础知识
数 数据通信基本概 数据通信系统基本结构
据念 通 信
信息、数据、信号 数据通信的主要技术指标
技 数据传输方式 串行通信、并行通信
术
单工通信、半双工通信、全双工通信
的
基
基带传输、频带传输、宽带传输
本 数据的同步技术 异步传输、同步传输
内 数据编码技术 容
数字数据信号 模拟传输 幅移键控ASK、频移键控FSK、 相移键控PSK
停止位 数据位
起始位
数据传输方向
00 1 10 110
计算机
1 10110101 0 1 00110110 0 1 00010111 0 计算机
2019年
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同步传输方式
同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块 (帧)。对这些数据,不需要附加起始位和停止位,而是在发送一 组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN(以01101000表示) 或一个同步字节(01111110),用于接收方进行同步检测,从而使 收发双方进入同步状态。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。
2019年
主机
计算机/终端 18
信道的通信方式——单工通信
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,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。
无线电广播和电视都属于单工通信。
主机
发送端
数据的单方向性
接收端
显示器
2019年
19
信道的通信方式 ——半双工通信
第2章 数据通信技术的基础知识
数 数据通信基本概 数据通信系统基本结构
据念 通 信
信息、数据、信号 数据通信的主要技术指标
技 数据传输方式 串行通信、并行通信
术
单工通信、半双工通信、全双工通信
的
基
基带传输、频带传输、宽带传输
本 数据的同步技术 异步传输、同步传输
内 数据编码技术 容
数字数据信号 模拟传输 幅移键控ASK、频移键控FSK、 相移键控PSK
计算机网络技术基础PPT课件
不能通过
0
能通过 W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
每赫带宽的理想带通信道的最高码元 传输速率是每秒 1 个码元。
-
20
五点说明:
实际的信道所能传输的最高码元速率, 要明显地低于奈氏准则给出上限数值。
波特(Baud)和比特(bit)是两个不同的概 念。
波特是码元传输的速率单位(每秒传多少 个码元)。码元传输速率也称为调制速率、 波形速率或符号速率。
数据经历的总时延就是发送时延、传播 时延和处理时延之和:
总时延 = 发送时延 + 传播时延 + 处理时延
-
14
三种时延所产生的地方
从结点 A 向结点 B 发送数据
在队列中产生 处理时延
在链路上产生 传播时延
数据
队列 结点 A
发送器 链路
1011001 … 队列
在发送器产生发送时延 (即传输时延)
-
23
香农公式表明
信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的 极限传输速率就越高。
只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速 率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的 传输。
若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限(当然实
际信道不可能是这样的),则信道的极限信息
传输速率 C 也就没有上限。
实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农 的极限传输速率低不少。
32
卫星通信
常用的卫星通信方法是利用位于约3万6千公里高空的 人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信。
利用低轨道卫星通信系统可实现手持通信设备的通信。 通信距离远,通信费用与通信距离无关。 具有较大的传播时延。 覆盖面很广,适合于广播通信。 保密性较差。 成本较高。
计算机网络技术课件(第2章)数据通信基础
归零码:就是一个码元的信号波形不占用码元的全部 时间,即在一个码元时间内发出电流的时间短于一个 码元的时间宽度,发出的是窄脉冲。所以不论码元发 出电流还是不发出电流,码元波形都“归零”,因此 这种信号编码为归零码。二进制数“10011001”的单 极性归零码脉冲和双极性归零码脉冲如图所示。
第二章 数据通信基础
模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来
说,完成模拟数据和数字信号转换功能的设备是编码译 码器CODEC(Coder/Decoder)。 如网络电话。
第二章 数据通信基础
§2.2 数据通信的基本概念
2.2.1 数据和信号
信道是指传输信息的通路。在计算机网络中有物理信道
和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号或数据的 物理通路,网络中两个结点之间的物理通路称为通信链 路;逻辑信道也是一种通路,它是在物理信道的基础上, 由结点内部建立的逻辑上的联接。
第二章 数据通信基础
§2.3 通信方式
2.3.2 同步通信和异步通信
同步通信:在同步通信方式下,接收端接收的每一位数 据都要和发送端准确地保持同步,中间无间断时间。
在外同步法中,接收端的同步信号事先由发送端传来, 而不是自己产生也不是从信号中提取出来的。即在发 送数据之前,发送端先向接收端发出一串同步时钟脉 冲,接收端按照这个时钟脉冲频率和时序锁定接收频 率,以便在接收数据的过程中始终与发送端保持同步。 然后向发送端发送准备接收的确认信息,发送端接收 到确认信息后,开始发送数据。
第二章 数据通信基础
§2.3 通信方式
2.3.2 同步通信和异步通信 【图例】
异步通信:一次只传输一个字符(由5~8位比特组成)。 每个字符用一位起始位引导,一位终止位结束。起始 位为“0”,占一位时间,终止位为“1”,占1~2位的 持续时间,如采用奇偶校验时,在终止位前加一位校 验码。在没有数据发送时,发送方可发送连续的终止 位(称空闲位)。接收方根据“1”至“0”的跳变来判 别一个新字符的开始,然后接收字符中的所有位。
第二章 数据通信基础
模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来
说,完成模拟数据和数字信号转换功能的设备是编码译 码器CODEC(Coder/Decoder)。 如网络电话。
第二章 数据通信基础
§2.2 数据通信的基本概念
2.2.1 数据和信号
信道是指传输信息的通路。在计算机网络中有物理信道
和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号或数据的 物理通路,网络中两个结点之间的物理通路称为通信链 路;逻辑信道也是一种通路,它是在物理信道的基础上, 由结点内部建立的逻辑上的联接。
第二章 数据通信基础
§2.3 通信方式
2.3.2 同步通信和异步通信
同步通信:在同步通信方式下,接收端接收的每一位数 据都要和发送端准确地保持同步,中间无间断时间。
在外同步法中,接收端的同步信号事先由发送端传来, 而不是自己产生也不是从信号中提取出来的。即在发 送数据之前,发送端先向接收端发出一串同步时钟脉 冲,接收端按照这个时钟脉冲频率和时序锁定接收频 率,以便在接收数据的过程中始终与发送端保持同步。 然后向发送端发送准备接收的确认信息,发送端接收 到确认信息后,开始发送数据。
第二章 数据通信基础
§2.3 通信方式
2.3.2 同步通信和异步通信 【图例】
异步通信:一次只传输一个字符(由5~8位比特组成)。 每个字符用一位起始位引导,一位终止位结束。起始 位为“0”,占一位时间,终止位为“1”,占1~2位的 持续时间,如采用奇偶校验时,在终止位前加一位校 验码。在没有数据发送时,发送方可发送连续的终止 位(称空闲位)。接收方根据“1”至“0”的跳变来判 别一个新字符的开始,然后接收字符中的所有位。
第02章数据通信第4版(67页)
2.7 多路复用技术
1. 多路复用技术的分类 • 频分多路复用FDM • 波分多路复用WDM • 时分多路复用TDM
2.7.2 频分多路复用
• 在一条通信线路设计多路通信信道; • 每路信道的信号以不同的载波频率进行调制; • 各个载波频率是不重叠的, 一 条 通 信 线 路 就 可 以 同 时 独 立 地
信号的概念
• 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式; • 模拟信号(analog signal)的信号电平是连续变化的; • 数字信号(digital signal)是用两种不同的电平去表示
0、1比特序列的电压脉冲信号表示; • 按照在传输介质上传输的信号类型,通信系统分为模
拟通信系统与数字通信系统两种。
符; • 字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数
字、字母、运算符号、商用符号等。
多媒体网络应用
• 随着计算机技术的发展,多媒体技术得到了广泛应用; • 利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重
要内容之一; • 与文本、图形信息传输相比较,语音、图像信息传输要求数据通
信系统具有高速率与低延时的特性; • 如果每帧图像由1024×768个点阵组成,图像颜色有256种,每个
2.8.3 数据报方式
• 数据报是分组存储转发的一种形式; • 在数据报方式中,分组传送之间不需要预先在源主机
与目的主机之间建立“线路连接”; • 源主机所发送的每一个分组都可以独立地选择一条传
输路径; • 每个分组在通信子网中可能是通过不同的传输路径到
达目的主机。
数据报方式的工作原理
数据报方式的特点
2.5 基带传输技术
1. 基带传输的定义 • 在数据通信中,表示计算机二进制的比特序列的数字数
计算机网络第02章-数据通信(第4版)
1997年出现的第二代(2nd Generation,2G)移动通
信:GSM移动通信(无线接口采用TDMA技术 )、
CDMA移动通信(无线接口采用窄带码分多址CDMA技
术 )两种。
第四代(4G)移动通信技术整理正课件在研究中。
38
2.3.5 卫星通信
卫星通信具有通信距离远、费用与通信距离无关、 覆盖面积大、不受地理条件限制、通信信道带宽大、 可进行多址通信与移动通信的优点,成为现代主要 的通信手段之一。
整理课件
44
差分曼彻斯特(difference manchester)编码
差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改 进;
差分曼彻斯特编码与曼彻斯特编码不同点 是:每比特的中间跳变仅做同步使用,每 比特的值根据其开始边界是否跳变来决定;
某个比特开始处发生电平跳变表示传输二 进制“0”;不发生跳变表示传输二进制 “1”。
整理课件
47
采样
采样是隔一定的时间间隔,将模拟信号的 电平幅度取出作为样本,让其表示原来的 信号;
采样频率f应为:f≥2B或f=1/T≥2·fmax。
其中,B为通信信道带宽,T为采样周期,
fmax为信道允许通过的信号最高频率;
如果以大于或等于通信信道带宽2倍的速率
对信号采样,其样本可以包含足以重构原
铜线 绝缘层 外屏蔽层
外部保护层
铜线
(a)屏蔽双绞线
绝缘层
外部保护层
(b)非屏蔽双整绞理线课件
18
STP
抗?拉线
整理课件
UTP
19
制作网线
整理课件
20
整理课件
21
双绞线种类
非屏蔽双绞线
3 类(带宽16Mbps ) 5 类(带宽100 Mbps )
计算机网络技术基础(图文 (2)
第二章 数据通信基础
图2-5 异步方式字符结构
第二章 数据通信基础
(2) 同步方式。如图2-6所示。发送前,发送端和接收端 应先约定同步字符的个数及每个同步字符的代码,以便实现 接收与发送的同步。图2- Nhomakorabea 同步传输
第二章 数据通信基础
4.数据传输类型 1) 基带传输 由计算机或数字终端产生的信号是一连串的脉冲信号,它 包含有直流、低频和高频等组成分量。 在基带传输中,需要对数字信号进行编码,即用不同电 压极性或电平值代表数字信号的“0”和“1”。常见的编码 方法有三种:非归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编 码。 (1) 非归零编码。非归零编码(NRZ,Non-Return to Zero)如图2-7(a)所示。NRZ码规定:负电压代表“0”,正电 压代表“1”。也可以有其他表示方法。
第二章 数据通信基础
4) 信道容量 信道容量是指信道能传输信息的最大能力,一般用带宽 来描述。 模拟信道的容量指信道传输信号的可接收频率范围,其 带宽为传输信号的最高频率和最低频率的差值。如话音电路 接收的语音频率为300~3400 Hz,则其带宽为3400 300 = 3100 Hz(一般话音电路带宽取4 kHz)。 在数字信道中,一般用单位时间内最大可传送比特数来 描述带宽。例如,某传输媒体最大的传输速率为9600 b/s, 则其带宽为9600 b/s。
曼彻斯特编码的缺点是效率较低。 (3) 差分曼彻斯特编码。差分曼彻斯特编码的编码规则 是:每比特的时钟周期的1/2都有跳变;码元值为“1”,开 始处不发生跳变;码元值为“0”,开始处发生跳变。其典型 波形见图2-7(c)。
第二章 数据通信基础
图2-7 数字信号三种编码的波形
第二章 数据通信基础
《计算机网络技术基础》课件第二章
在通信过程中产生的差错是由随机差错和突发差错 共同构成的。此外,信号的幅度衰减、传播的速率改变、 相邻两通条线路的串音等因素也会引起传输差错。
考点8 差错控制技术
24
差错控制
在数据通信中,利用抗干扰性编码进行差错控制的方 式有两类,一类是接受端发现错误后能自动地纠正错误; 另一类是接受端发现错误后通过反馈信道要求发送端重 发那部分有错误的消息,从而达到纠错的目的。具体实 现差错控制主要有三种方式:
1、数据终端设备(DTE)是指用于处理用户数据的设备,通常是数 据通信系统中的信源和信宿,它是资源子网的主体。
2、数据线路端接设备(DCE)有称为数据通信设备,它是通信子网 的主体,典型的DCE设备如调制解调器(modem),图2-10
3、按传输信道中传输信号的类别 通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统 模拟通信系统:普通的电话、广播、电视等。 数字通信系统:计算机通信、数字电话、数字电视等
提示
考点1 信息和数据
7
2 数据
数据是传递信息的实体,是信息的一种表现形式。在计算机网络中,数据分为 模拟数据和数字数据两种。其中,用于描述连续变化量的数据称为模拟数据,如声 音、温度等;用于描述不连续变化量的数据称为数字数据,如文本信息、整数等。
实际应用中,数据和信息的概念 很多时候并不加以区分,可认为是同 一X)=1101,r=4,因此M’(X)=11010000。
(2)G(X)=10011,用模2除法求M’(X)/ G(X)的余数(即冗余码)为:
考点8 差错控制技术
28
解
(3)将冗余码0100直接附加在M(X)后面,可得到最终要发送的信息码为
11010100。
模2运算是指按位模2加减为基础的四 则运算,包括模2加、模2减、模2乘、模2 除。模2运算中每一位计算的结果不影响其 他位,即“加不进位,减不借位”。模2加 减的运算规则是:两数相同则结果为0,两 数不同则结果为1,等同于“异或”运算。 模2除与算数除法类似,但每一位除的结果 不影响其他位,例如:
考点8 差错控制技术
24
差错控制
在数据通信中,利用抗干扰性编码进行差错控制的方 式有两类,一类是接受端发现错误后能自动地纠正错误; 另一类是接受端发现错误后通过反馈信道要求发送端重 发那部分有错误的消息,从而达到纠错的目的。具体实 现差错控制主要有三种方式:
1、数据终端设备(DTE)是指用于处理用户数据的设备,通常是数 据通信系统中的信源和信宿,它是资源子网的主体。
2、数据线路端接设备(DCE)有称为数据通信设备,它是通信子网 的主体,典型的DCE设备如调制解调器(modem),图2-10
3、按传输信道中传输信号的类别 通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统 模拟通信系统:普通的电话、广播、电视等。 数字通信系统:计算机通信、数字电话、数字电视等
提示
考点1 信息和数据
7
2 数据
数据是传递信息的实体,是信息的一种表现形式。在计算机网络中,数据分为 模拟数据和数字数据两种。其中,用于描述连续变化量的数据称为模拟数据,如声 音、温度等;用于描述不连续变化量的数据称为数字数据,如文本信息、整数等。
实际应用中,数据和信息的概念 很多时候并不加以区分,可认为是同 一X)=1101,r=4,因此M’(X)=11010000。
(2)G(X)=10011,用模2除法求M’(X)/ G(X)的余数(即冗余码)为:
考点8 差错控制技术
28
解
(3)将冗余码0100直接附加在M(X)后面,可得到最终要发送的信息码为
11010100。
模2运算是指按位模2加减为基础的四 则运算,包括模2加、模2减、模2乘、模2 除。模2运算中每一位计算的结果不影响其 他位,即“加不进位,减不借位”。模2加 减的运算规则是:两数相同则结果为0,两 数不同则结果为1,等同于“异或”运算。 模2除与算数除法类似,但每一位除的结果 不影响其他位,例如:
计算机网络技术基础教程 第2章
3.信道 信道是指传输信息Fra bibliotek通路,在计算机网络中有物理信道 和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号或数据的物理 通路,网络中两个结点之间的物理通路称为通信链路。物理 信道由传输介质及有关设备组成,有多种不同的分类。按传 输介质不同可以分为有线信道和无线信道两种类型。 1) 有线信道 使用有形的媒体作为传输介质的信道称为有线信道,它 包括双绞线、同轴电缆和光缆等。
来体现。质量指信息传输的可靠性,一般用误码率来衡量。 而数量指标包括两方面:一方面是信道的传输能力,用信道 容量来衡量;另一方面指信道上传输信息的速度,相应的指 标是数据传输速率。
1.数据传输速率 数据传输速率是指每秒能传输构成代码(码元)的比特数, 单位为位/秒或比特/秒,记作b/s或bps,计算公式为
图2-1 数据通信系统模型
2.1.2 数据通信的基本术语 1.数据与信息 信息(Information)可以是语音、图像、文字等各种形式,
是人们要通过通信系统传递的内容。计算机产生的信息一般 是字母、数字、符号的组合。为了传送这些信息,首先要将 每一个字母、数字或符号用二进制代码表示。
信息总是与一定的形式相联系,这种形式实体就是数据。 可以说,数据是传递信息的实体,而信息是数据的内容或解 释。数据又分为模拟数据和数字数据,模拟数据的取值是连 续的,如人的语音强度、电压高低。数字数据的取值只在有 限个离散的点上取值,如计算机输出的二进制数据。数字数 据比较容易存储、处理和传输,模拟数据经过处理也很容易 变成数字数据。当然,数字数据传输也有它的缺点,比如系 统庞大、设备复杂,所以在某些需要简化设备的情况下,模 拟数据传输还会被采用。总体说来,现在大多数的数据传输 都是数字数据传输。
2) 无线信道 以电磁波在空间传播称之为无线信道,它包括无线电、 微波、红外线和卫星通信信道等。 信道也有“模拟信道”和“数字信道”之分,模拟信道 是以连续模拟信号形式传输数据的信道,数字信道是以数字 脉冲形式(离散信号)传输数据的信道。 除此以外,按信道使用权还可分为公用信道和专用信道 等。
数据通信与计算机网络(第4版)[电子教案] 第2章 数据通信基础知识
28
2.3 传输损伤和传输质量
2.3.1 传输损伤
数据信号在数据通信系统的端到端连接的每个环节 都可能受到伤害,ITU称之为传输损伤。并推荐用 误码、抖动、漂移、滑动和时延来表示。 误码(Error)。指信号在传输过程中码元发生的差错 ,即接收与发送数字信号的单个数字之间的差异。 抖动(Jitter)。指码元出现的时刻随时间频繁地变化 ,也就是各有效瞬间相对于理想时间位置的短时间 偏移。 漂移(Wander)。指码元各有效瞬间相对于理想时间 位置的长期缓慢偏移。
7
2.1.1 信息(续2)
香农规定,一条消息所荷载的信息量等于它所表 示的事件发生的概率P的倒数的对数。
1 I loga loga p p
(2-1)
对于一条含有m个符号的消息,每个符号出现的 概率不同。当m很大,若第i个符号出现的概率 为Pi,共出现了n次,则它具有的信息量是
I i nP log Pi i
(1)数字数据,数字信号(如0/1→一个/另一个电平) (2)数字数据,模拟信号(如ASK、FSK和PSK) (3)模拟数据,数字信号(如话音信号的PCM调制) (4)模拟数据,模拟信号(如AM、FM和PM)
16
第 2 章:内容提纲
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 信息、数据和信号 传输方式和传输速率 传输损伤和传输质量 通信编码 传输信道及传输媒体
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2.3.1 传输损伤(续1)
滑动(Slip)。指一个信号序列在传输过程中,不可 恢复地丢失或增加若干码元。 时延(Delay)。指信号的各有效瞬间相对于理想时间 位置的滞后或推迟。 传输损伤的成因: ⑴ 源于外界环境干扰(温、湿度,电气和机械突发 干扰)和设备内部的技术缺陷(时钟提取、复接等, 设备反常和调节不佳等)。 ⑵ 来自传输损伤之间的相互影响或转化。
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目前,最常用的二进制编码标准为美国标准信息交换 码(ASCII),它已被国际标准化组织(ISO)和国际电报 电话咨询委员会(CCITT)采纳,并已经发展为国际通用 的标准交换代码。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
3. 数据和信号 网络中传输的二进制代码被统称为“数据”。
主编:尚晓航
网络中任意两台计算机的通信过程需要解决哪些技术 问题呢?
① 二进制编码; ② 传输的信号类型; ③ 数据传输与通信方式; ④ 同步技术; ⑤ 多路复用技术; ⑥ 广域网数据交换技术; ⑦ 差错控制技术。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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(2)误码率的性质、获取与实用意义
① 性质:可靠性的指标。
② 获取:在大量重复测试。
③ 采用差错控制技术的意义:在使用普
通通信信道传输数据时,物理信道本身的 平均误码率不满足可靠性指标的要求,因 此,必须采用差错控制技术。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
1. 传输速率S(比特率)
传输速率“S”是指是指在信道的有效带宽上,单位时 间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数。S的单位为: b/s、千比特每秒kb/s(1×103b/s)等单位来表示。
2. 波形调制速率B(波特率)
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
7. 误码率Pe (1)误码率Pe的定义
误码率是指二进制码元在数据传输中被传错的概率, 也称“出错率”。 Pe的定义式如下:
式中:N为传输的二进制码元总数,Ne表示在接收 码元中被传错的码元数。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
4. 带宽
对于模拟信道,带宽是指物理信道的频带宽度,其本 来的意思是指信道允许传送信号的最高频率和最低频率之 差, 单位为:赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz) 等。
对于数字信道,人们说的“带宽”是指在信道上能够 传送的数字信号的速率,即数据传输速率S。因此,此时 带宽的单位就是比特每秒(bit/s),表示为:b/s、 Kb/s、Mb/s等。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
5. 信道容量
信道容量是一个极限参数,一般是指物理信道上 能够传输数据的最大能力。在实际应用中,高传输速 率的通信设备常常被通信介质的信道容量所限制,而 得不到充分利用。
6.带宽、数据传输速率和信道容量的关联
带宽与数据传输速率这两个术语原来都是用来度 量信道实际传输能力的指标。现在,一个物理信道常 常既可以作为模拟信道,又可以作为数字信道,所以 人们既可以使用“带宽”,也可以使用“速率”来描 述网络中信道的传输能力。
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主编:尚晓航
1. 信息和编码
信息的载体是文字、语音、图形和图像等。计算机及 其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字 母、数字或控制符号的组合。
用二进制代码来表示信息中的每一个字符就是二进制 编码。
2. 二进制编码标准
“十二五”职业教育国家级规划教材
计算机网络技术基础 (第4版)
主编:尚晓航 高等教育出版社
第一篇 网络技术篇
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
计算机网络技术基础(第4版) 主编:尚晓航
高等教育出版社
本章学习目标:
1. 了解:数据通信的基础知识 2. 了解:数据传输方式的类型和特点 3. 掌握:数据传输的类型及相应的编码方法 4. 掌握:多路复用技术的分类和适用场合 5. 了解:数据通信中的同步技术 6. 了解:广域网中的数据交换技术 7. 掌握:差错控制技术的类型和方法
(1)信道
“信道”是数据信号传输的必经之路,它一般由传输线 路和传输设备组成。
(2)物理信道和逻辑信道
①物理信道:是由信道中的实际传输介质与相关设备 组成。
②逻辑信道:是指在同时建立的多条逻辑上的“连 接”。
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(3)有线信道和无线信道
根据传输介质是否有形。
(4)模拟信道和数字信道
按照信道中传输的数据信号的类型来分。
5.数据单元
在数据传输时,通常将较大的数据块(如报文)分割 成较小的数据单元(如分组),并在每一段数据上附加一 些信息。这些数据单元及其附加的信息在一起被称为“数 据单元”。其中附加的信息通常是序号、地址及校验码等。
“信号(signal)”是数据在传输过程中的电磁波表 示形式。从时间域来看,图2-1(a)所示的“数字信号” 是一种离散信号;而图2-1(b)所示的“模拟信号”是 一种连续变化的信号。
图2-1 数字信号和模拟信号
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4. 信道及信道的分类
1Baud/s就表示每秒钟传送一个码元或一个波形。波 特率是数字信号经过调制后,模拟信号的传输速率。
3. 比特率和波特率之间的关系
波特率(调制速率)和比特率(数据传输速率)是两个最容易混 淆的概念,表2-1给出了两者之间的数值关系。两者在实际应用中的 区别与联系,如图2-2所示。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
8. 时延
时延是信道或网络性能的另一个参数,其数值是指 一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需要 的时间,其单位是秒s、ms(毫秒,10-3秒)、μs(微 秒,10-6秒)等。
时延是由:传播时延、发送时延和排队延时等三部 分组成的。
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3. 数据和信号 网络中传输的二进制代码被统称为“数据”。
主编:尚晓航
网络中任意两台计算机的通信过程需要解决哪些技术 问题呢?
① 二进制编码; ② 传输的信号类型; ③ 数据传输与通信方式; ④ 同步技术; ⑤ 多路复用技术; ⑥ 广域网数据交换技术; ⑦ 差错控制技术。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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(2)误码率的性质、获取与实用意义
① 性质:可靠性的指标。
② 获取:在大量重复测试。
③ 采用差错控制技术的意义:在使用普
通通信信道传输数据时,物理信道本身的 平均误码率不满足可靠性指标的要求,因 此,必须采用差错控制技术。
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1. 传输速率S(比特率)
传输速率“S”是指是指在信道的有效带宽上,单位时 间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数。S的单位为: b/s、千比特每秒kb/s(1×103b/s)等单位来表示。
2. 波形调制速率B(波特率)
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
7. 误码率Pe (1)误码率Pe的定义
误码率是指二进制码元在数据传输中被传错的概率, 也称“出错率”。 Pe的定义式如下:
式中:N为传输的二进制码元总数,Ne表示在接收 码元中被传错的码元数。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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4. 带宽
对于模拟信道,带宽是指物理信道的频带宽度,其本 来的意思是指信道允许传送信号的最高频率和最低频率之 差, 单位为:赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz) 等。
对于数字信道,人们说的“带宽”是指在信道上能够 传送的数字信号的速率,即数据传输速率S。因此,此时 带宽的单位就是比特每秒(bit/s),表示为:b/s、 Kb/s、Mb/s等。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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5. 信道容量
信道容量是一个极限参数,一般是指物理信道上 能够传输数据的最大能力。在实际应用中,高传输速 率的通信设备常常被通信介质的信道容量所限制,而 得不到充分利用。
6.带宽、数据传输速率和信道容量的关联
带宽与数据传输速率这两个术语原来都是用来度 量信道实际传输能力的指标。现在,一个物理信道常 常既可以作为模拟信道,又可以作为数字信道,所以 人们既可以使用“带宽”,也可以使用“速率”来描 述网络中信道的传输能力。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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1. 信息和编码
信息的载体是文字、语音、图形和图像等。计算机及 其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字 母、数字或控制符号的组合。
用二进制代码来表示信息中的每一个字符就是二进制 编码。
2. 二进制编码标准
“十二五”职业教育国家级规划教材
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第一篇 网络技术篇
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高等教育出版社
本章学习目标:
1. 了解:数据通信的基础知识 2. 了解:数据传输方式的类型和特点 3. 掌握:数据传输的类型及相应的编码方法 4. 掌握:多路复用技术的分类和适用场合 5. 了解:数据通信中的同步技术 6. 了解:广域网中的数据交换技术 7. 掌握:差错控制技术的类型和方法
(1)信道
“信道”是数据信号传输的必经之路,它一般由传输线 路和传输设备组成。
(2)物理信道和逻辑信道
①物理信道:是由信道中的实际传输介质与相关设备 组成。
②逻辑信道:是指在同时建立的多条逻辑上的“连 接”。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
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(3)有线信道和无线信道
根据传输介质是否有形。
(4)模拟信道和数字信道
按照信道中传输的数据信号的类型来分。
5.数据单元
在数据传输时,通常将较大的数据块(如报文)分割 成较小的数据单元(如分组),并在每一段数据上附加一 些信息。这些数据单元及其附加的信息在一起被称为“数 据单元”。其中附加的信息通常是序号、地址及校验码等。
“信号(signal)”是数据在传输过程中的电磁波表 示形式。从时间域来看,图2-1(a)所示的“数字信号” 是一种离散信号;而图2-1(b)所示的“模拟信号”是 一种连续变化的信号。
图2-1 数字信号和模拟信号
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4. 信道及信道的分类
1Baud/s就表示每秒钟传送一个码元或一个波形。波 特率是数字信号经过调制后,模拟信号的传输速率。
3. 比特率和波特率之间的关系
波特率(调制速率)和比特率(数据传输速率)是两个最容易混 淆的概念,表2-1给出了两者之间的数值关系。两者在实际应用中的 区别与联系,如图2-2所示。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)
主编:尚晓航
8. 时延
时延是信道或网络性能的另一个参数,其数值是指 一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一端所需要 的时间,其单位是秒s、ms(毫秒,10-3秒)、μs(微 秒,10-6秒)等。
时延是由:传播时延、发送时延和排队延时等三部 分组成的。
2020/4/11,第2章 数据通信基础,计算机网络技术基础(第4版)