数据通信基础教学课程PPT课件( 56页)
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3．报文 报文（message）是指欲发送的整块数据。
4. 数据包 5. 数据帧 来自百度文库. 数据单元
2.2 数据传输方式
在进行数据传输时，有并行传输和串 行传输两种方式。
2.2.1 并行传输
并行传输可以一次同时传输若干比特的 数据，从发送端到接收端必须建立多条并行 的通信信道，常用的并行方式是将构成一个 字符的代码的若干位分别通过同样多的并行 信道同时传输。
屏蔽双绞线具有抗电磁干扰能力强、传 输质量高等优点，但它也存在接地要求高、 安装比较复杂、成本高的缺点，尤其安装不 规范，通信效果会更差。
2．同轴电缆（Coaxial Cable）
同轴电缆由4层组成。最里层是一根铜 质芯线，这是同轴电缆的导体部分；外加绝 缘层，以防止导体与第三层短路；第三层是 紧紧缠绕在绝缘体上的金属网屏蔽层；最外 一层是用作保护的塑橡外皮。
2.2.2 串行传输
串行通信是指通信时的数据流以串行方 式在信道上传输。串行传输是一位一位地传 送，即同时只传输一个比特位，从发送端到 接收端只需一根传输线即可。
串行数据通信有以下3种不同方式：单 工通信、半双工通信和全双工通信。
1．单工通信（双线制） 单工通信指通信信道是单向信道，信
号在信道中只能从发送端传送到接收端，即 数据信号仅沿一个方向传输，发送端只能发 送不能接收，而接收端只能接收而不能发送。
信号（Signal）是数据在传输过程中的电 磁波表示形式。根据信号的表示方式不同，信 号又分为数字信号和模拟信号两种，数字信号 是一种离散式的电脉冲信号，它在时间上是不 连续的，是离散性的，一般是由脉冲电压0和1 两种状态组成。模拟信号是一种连续变化的电 磁波信号。
2．码元和码字 码元是指在计算机网络中传送的每一位二 进制数字，也称为码位。由7个码元组成的 二进制序列称为码字，
第2章 数据通信基础
本章内容提要：
•数据通信的基本概念 •数据传输方式 •传输介质 •多路复用技术 •数据交换技术
2. 1 数据通信的基本概念
1．信息、数据和信号 信息（Information）是反映了客观事
物的存在形式和运动状态。信息的载体可以 包含数据、文字、语音、图形和图像等多种 媒体。
数据（Data）是指在网络中存储、处理 和传输的二进制代码，数据是传递信息的载 体。
2．半双工通信(双线制+开关) 半双工通信是指数据信号有条件沿两个
方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方 向传送，即两个方向的传输只能交替进行， 而不能同时进行。
3．全双工（四线制） 全双工通信是指允许双方同时在两个方
向进行数据传输，它相当于将两个方向相反 的单工通信方式组合起来，一般采用四个通 信信道，即四线制。
2.2.3数据通信的同步技术
在数据通信的过程中，接收端根据发送 端的起止时间和重复频率校正自己的基准时 间与重复频率的过程称为同步过程。这种使 接收端与发送端动作保持统一，以及使通信 双方在时间基准上保持一致的技术称为“同 步技术”，常用的同步技术有“异步传输方
式”和“同步传输方式”两种。
1．异步传输方式
2.3 传输介质
传输介质是指通信网络中发送器与接 收器之间的物理路径。
2.3.1 有线传输介质
1．双绞线（Twisted Pair, TP）
双绞线是当前最用的一种传输介质，它 由两根具有绝缘保护层的铜导线扭在一起而 成，绝缘铜导线按一定的密度绞合在一起， 可增强双绞线的抗干扰能力。双绞线既可以 传输模拟信号，又可以传输数字信号。价格 便宜，且安装简单。双绞线可分为非屏蔽双 绞线（Unshielded Twisted Pair,UTP） 和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair,STP）。
它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。 同轴电缆有粗缆和细缆之分。根据同轴电缆的 带宽不同，它可以分为两类：基带同轴电缆、 宽带同轴电缆。基带同轴电缆一般仅用于数字 信号的传输。宽带同轴电缆可以使用频分多路 复用方法，使用各种调制方式，支持多路传输。 粗同轴电缆适用于大型局域网，它的传输距离 长，可靠性高，安装时不需要切断电缆，用夹 板装置夹在计算机需要连接的位置。但粗缆必 须安装外收发器，安装难度大，总体造价高。 细缆则容易安装，造价低，但安装时要切断电 缆，装上BNC接头，然后连接在T型连接器两 端，容易产生接触不良或接头短路的隐患，这 是以太网运行中常见的故障。
① 非屏蔽双绞线（UTP）
非屏蔽双绞线是由不同颜色的（橙、绿、 蓝、棕）4对双绞线组合在一起，并用塑料 套装，组成双绞电缆。这种采用塑料套装的
双绞线称为非屏蔽双绞线。UTP的优点是 价格便宜，易于安装。UTP的最大缺点是 绝缘性能不好，有信息辐射、容易被窃听。
②．屏蔽双绞线（STP）
屏蔽双绞线是由不同颜色的（橙、绿、 蓝、棕）4对双绞线组合在一起，并用塑料 套装，在双绞线和外层保护套中间增加了一 层金属屏蔽保护膜，用以减少信号传送时所 产生的电磁干扰，它具有减少辐射、防止信 息被窃听的功能。如图2-10所示。
3.光纤（Optical Fiber）
光导纤维电缆，简称光纤、光纤电缆或 光缆，它是一种传输光束的细而柔软的传输 介质。光导纤维电缆通常由一捆纤维组成， 因此得名“光缆”。光纤是由石英玻璃拉成 细丝，由纤芯和包层构成的双层通信圆柱体， 其结构一般是由双层的同心圆柱体组成，中 心部分为纤芯。
光纤通信系统由光纤、光发送机和光 接收机等部分组成。各部分的主要作用如 下：
在异步传输方式中，发送端可以在任
意时刻发送字符，字符之间的间隔时间可 以任意变化。该方法是将字符看作一个独 立的传送单元，每传送1个字符（7或8位） 都要在每个字符码前加1个起始位，以表 示字符代码的开始；在字符代码和校验码 后面加1或两个停止位，表示字符结束
2．同步传输方式
在同步传输中，信息的格式是一组字符 或一个二进制位组成的数据块，每个字符不 需添加附加起止位和停止位，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），用于接收端进行同步检 测，从而使收发双方进入同步状态。
4. 数据包 5. 数据帧 来自百度文库. 数据单元
2.2 数据传输方式
在进行数据传输时，有并行传输和串 行传输两种方式。
2.2.1 并行传输
并行传输可以一次同时传输若干比特的 数据，从发送端到接收端必须建立多条并行 的通信信道，常用的并行方式是将构成一个 字符的代码的若干位分别通过同样多的并行 信道同时传输。
屏蔽双绞线具有抗电磁干扰能力强、传 输质量高等优点，但它也存在接地要求高、 安装比较复杂、成本高的缺点，尤其安装不 规范，通信效果会更差。
2．同轴电缆（Coaxial Cable）
同轴电缆由4层组成。最里层是一根铜 质芯线，这是同轴电缆的导体部分；外加绝 缘层，以防止导体与第三层短路；第三层是 紧紧缠绕在绝缘体上的金属网屏蔽层；最外 一层是用作保护的塑橡外皮。
2.2.2 串行传输
串行通信是指通信时的数据流以串行方 式在信道上传输。串行传输是一位一位地传 送，即同时只传输一个比特位，从发送端到 接收端只需一根传输线即可。
串行数据通信有以下3种不同方式：单 工通信、半双工通信和全双工通信。
1．单工通信（双线制） 单工通信指通信信道是单向信道，信
号在信道中只能从发送端传送到接收端，即 数据信号仅沿一个方向传输，发送端只能发 送不能接收，而接收端只能接收而不能发送。
信号（Signal）是数据在传输过程中的电 磁波表示形式。根据信号的表示方式不同，信 号又分为数字信号和模拟信号两种，数字信号 是一种离散式的电脉冲信号，它在时间上是不 连续的，是离散性的，一般是由脉冲电压0和1 两种状态组成。模拟信号是一种连续变化的电 磁波信号。
2．码元和码字 码元是指在计算机网络中传送的每一位二 进制数字，也称为码位。由7个码元组成的 二进制序列称为码字，
第2章 数据通信基础
本章内容提要：
•数据通信的基本概念 •数据传输方式 •传输介质 •多路复用技术 •数据交换技术
2. 1 数据通信的基本概念
1．信息、数据和信号 信息（Information）是反映了客观事
物的存在形式和运动状态。信息的载体可以 包含数据、文字、语音、图形和图像等多种 媒体。
数据（Data）是指在网络中存储、处理 和传输的二进制代码，数据是传递信息的载 体。
2．半双工通信(双线制+开关) 半双工通信是指数据信号有条件沿两个
方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方 向传送，即两个方向的传输只能交替进行， 而不能同时进行。
3．全双工（四线制） 全双工通信是指允许双方同时在两个方
向进行数据传输，它相当于将两个方向相反 的单工通信方式组合起来，一般采用四个通 信信道，即四线制。
2.2.3数据通信的同步技术
在数据通信的过程中，接收端根据发送 端的起止时间和重复频率校正自己的基准时 间与重复频率的过程称为同步过程。这种使 接收端与发送端动作保持统一，以及使通信 双方在时间基准上保持一致的技术称为“同 步技术”，常用的同步技术有“异步传输方
式”和“同步传输方式”两种。
1．异步传输方式
2.3 传输介质
传输介质是指通信网络中发送器与接 收器之间的物理路径。
2.3.1 有线传输介质
1．双绞线（Twisted Pair, TP）
双绞线是当前最用的一种传输介质，它 由两根具有绝缘保护层的铜导线扭在一起而 成，绝缘铜导线按一定的密度绞合在一起， 可增强双绞线的抗干扰能力。双绞线既可以 传输模拟信号，又可以传输数字信号。价格 便宜，且安装简单。双绞线可分为非屏蔽双 绞线（Unshielded Twisted Pair,UTP） 和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair,STP）。
它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。 同轴电缆有粗缆和细缆之分。根据同轴电缆的 带宽不同，它可以分为两类：基带同轴电缆、 宽带同轴电缆。基带同轴电缆一般仅用于数字 信号的传输。宽带同轴电缆可以使用频分多路 复用方法，使用各种调制方式，支持多路传输。 粗同轴电缆适用于大型局域网，它的传输距离 长，可靠性高，安装时不需要切断电缆，用夹 板装置夹在计算机需要连接的位置。但粗缆必 须安装外收发器，安装难度大，总体造价高。 细缆则容易安装，造价低，但安装时要切断电 缆，装上BNC接头，然后连接在T型连接器两 端，容易产生接触不良或接头短路的隐患，这 是以太网运行中常见的故障。
① 非屏蔽双绞线（UTP）
非屏蔽双绞线是由不同颜色的（橙、绿、 蓝、棕）4对双绞线组合在一起，并用塑料 套装，组成双绞电缆。这种采用塑料套装的
双绞线称为非屏蔽双绞线。UTP的优点是 价格便宜，易于安装。UTP的最大缺点是 绝缘性能不好，有信息辐射、容易被窃听。
②．屏蔽双绞线（STP）
屏蔽双绞线是由不同颜色的（橙、绿、 蓝、棕）4对双绞线组合在一起，并用塑料 套装，在双绞线和外层保护套中间增加了一 层金属屏蔽保护膜，用以减少信号传送时所 产生的电磁干扰，它具有减少辐射、防止信 息被窃听的功能。如图2-10所示。
3.光纤（Optical Fiber）
光导纤维电缆，简称光纤、光纤电缆或 光缆，它是一种传输光束的细而柔软的传输 介质。光导纤维电缆通常由一捆纤维组成， 因此得名“光缆”。光纤是由石英玻璃拉成 细丝，由纤芯和包层构成的双层通信圆柱体， 其结构一般是由双层的同心圆柱体组成，中 心部分为纤芯。
光纤通信系统由光纤、光发送机和光 接收机等部分组成。各部分的主要作用如 下：
在异步传输方式中，发送端可以在任
意时刻发送字符，字符之间的间隔时间可 以任意变化。该方法是将字符看作一个独 立的传送单元，每传送1个字符（7或8位） 都要在每个字符码前加1个起始位，以表 示字符代码的开始；在字符代码和校验码 后面加1或两个停止位，表示字符结束
2．同步传输方式
在同步传输中，信息的格式是一组字符 或一个二进制位组成的数据块，每个字符不 需添加附加起止位和停止位，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），用于接收端进行同步检 测，从而使收发双方进入同步状态。