【学习课件】第二章数据通信的基础知识计算机通信网
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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 计算机网络基础 数据通信基础
2.2.3 模拟数据的数字信号编码
脉冲编码调制（PCM）的过程主 要由采样、量化与编码三个步骤组成。 采样是把时间上连续的模拟信号转换 成时间上离散的采样信号，量化是把 幅度上连接的模拟信号转换成幅度上 离散的量化信号，编码是把时间离散 且幅度离散的量化信号用一个二进制 码组表示。
2.2.3 模拟数据的数字信号编码
1．模拟通信系统的质量指标
2．数字通信系统的质量指标
1．模拟通信系统的质量指标
（1）有效性:模拟通信系统的有效性是用 有效传输带宽来度量。同样的信息采用 不同的调制方式，则需要不同的频带宽 度。频带宽度越窄，有效性越好。
（2）可靠性:模拟通信系统的可靠性是用 接收端最终的输出信噪比来度量。信噪 比越大，通信质量越高。不同调制方式 在同样信道条件下所得到的输出信噪比 是不同的。
数字通信的主要优点如下： （1）抗干扰能力强。 （2）便于加密，有利于实现保密通信。 （3）易于实现集成化，使通信设备的体积小， 功耗低。 （4）数字信号便于存储、处理、交换，也便 于和计算机连接以及用计算机进行管理。
2.1.2 数据通信系统的模型
2.1.3
数据通信系统的主要质量 指标
从研究信息的传输来说，通信的有效 性和可靠性是最重要的指标。有效性指的 是传输一定的信息量所消耗的信道资源 （带宽或时间），而可靠性指的是接收信 息的准确程度。这两项指标体现了对通信 系统最基本的要求。模拟通信和数字通信 对这两个指标要求的具体内容有较大差异。
第2章 数据通信基础
本章学习内容 2.1 数据通信的基本概念 2.2 数据编码技术 2.3 多路复用技术 2.4 数据通信方式 2.5 信息交换技术
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息和信号 2.1.2 数据通信系统的模型 2.1.3 数据通信系统的主要质量指标
第二章数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.2 报文交换 ❖ 在数据交换中，对一些实时性要求不高的信
息，可以采用另一种方法叫作报文交换的数 据交换方法。报文交换方式传输的单位是报 文，在报文中包括要发送的正文信息和指明 收发站的地址及其他控制信息。 比如信件。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (1) 报文从源点传送到目的地采用“存储—转发”
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 报文交换的特点 ❖ (4) 报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的
地，而电路交换网络很难做到这一点。 ❖ (5) 报文交换网络可以进行速度和代码的转换。 ❖ (6) 不能满足实时或交互式的通信要求，报文经过
网络的延迟时间长且不定。 ❖ (7) 有时结点收到过多的数据而无空间存储或不能
正反纠错码等。 检错码：奇偶校验码
第二章 数据通信的基础知识
❖ 3. 编码效率 ❖ R=k/n=k/(k+r) ❖ 式中：k为码字中的信息位位数； ❖ r为编码时外加冗余位位数； ❖ n为编码后的码字长度。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.6.2 奇偶校验
第二章 数据通信的基础知识
第二章 数据通信的基础知识
及时转发时，就不得不丢弃报文，而且发出的报文 不按顺序到达目的地。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4.3 分组交换 ❖ 1. 什么是分组交换 ❖ 分组交换又叫报文分组交换，是国际上计算
机网络普遍采用的数据交换方式。综合报文 交换和线路交换的优点。
第二章 数据通信的基础知识
❖ 分组交换有虚电路分组交换和数据报分组交 换两种，如图1-14所示。它是计算机网络中 使用最广泛的一种交换技术。
《计算机网络基础》PPT电子课件-第2章 数据通信基础
性能的方法 2）运用差错控制方法
29
尽量选择质量好的传输线路，采
取有效的屏蔽措施，以改善其电气 性能和传输特性； 适当增大发送信号的功率； 选择抗干扰性强的调制解调方案； 匹配滤波接收，最大限度地抑制 随机干扰。
30
差错控制概述 常见的几种差错控制编码
31
产生差错的原因
突发干扰 随机干扰 混合干扰
差错控制方法
前向纠错 检错重发 混合差错控制 反馈检验
32
1.奇偶校验码 2.循环冗余码
33
奇偶校验码是一种简单的检错码，
其编码原理是通过增加冗余位使字 符中“1”的个数保持为奇数（奇校 验）或者偶数（偶校验）。 奇偶校验码分为垂直奇偶校验码、 水平奇偶校验码、水平垂直奇偶校 验码等
第2章 数据通信基础
2018年5月19日星期六
1
数据通信概述 数据传输同步方式 数据编码技术与调制解调 数据通信基础
多路复用技术
差错控制技术
数据交换技术
2018年5月19日星期六
2
1)基本概念 数据、信号、信号带宽； 数据传输、数据通信、数据通
信系统 信道、码元、数据包和数据帧、 数据传输速率、出错率
3
4
5
抗干扰能力强 可靠性高（利用差错控制技术） 信息安全度高（容易加密） 可传递各种信息，灵活适用 方便计算机处理
6
异步传输方式 同步传输方式
面向字符的 面向比特的
7
通信系统的四种数据变换
模拟数据/模拟信道，可直接传输 数字数据/模拟信道，需要变换。 模拟数据/数字信道，需要变换。 数字数据/数字信道，可直接传输
12
13
曼彻斯特编码是将每一位码元
分成两个相等的间隔，每一位 的中间有一个跳变，从高电平 跳变到低电平表示0，从低电平 跳变到高电平表示1。中间的跳 变可作为时钟信号和数据信号， 这样有利于接收端提取同步信 号。
计算机数据通信的基础知识PPT教学课件
2020/12/12
6
17.12.2020
• 时延带宽乘积：某一信道所能容纳的比特数。
• 时延带宽乘积=带宽×传播时延
带宽
管道体积=时延带宽乘积
信道
传播时延
• 例如，某信道的时延带宽乘积为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。
2020/12/12
7
17.12.2020
于不同方向的信号传输。
2020/12/12
17
17.12.2020
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
2020/12/12
17.12.2020
• 往返时延（Round-Trip Time，RTT）：从发送 端发送数据开始，到发送端收到接收端的确认所 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）
2020/12/12
8
17.12.2020
1. 数据通信的一般概念
▪ 比特率、波特率和信号编码级数的关系如下：
Rbit = Rbaud log2M
上式中： M-信号的编码级数，Rbit-比特率，Rbaud-波特率
▪ 一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定 的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句 话说，一个码元中可以传送多个比特。
• 例如：当波特率为9600时
过程 • 建立物理连接 • 建立逻辑连接 • 数据传输 • 断开逻辑连接 • 断开物理连接
与打电话比较 拨号，拨通对方 互相确认身份 互相通话 互相确认要结束通话 双方挂机
2020/12*/1注2 意，并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
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
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
第2章数据通信基础知识(4学时)精品PPT课件
S/N: 信噪比
▪ 例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s
即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。
信噪比的单位也可用分贝(dB)表示： S/NdB=10log10 S/N 所以，若S/NdB=30dB ，则S/N=1000。
9
10.10.2020
Nyquist公式和Shannon公式的比较
▪ C = 2W log2M
• 用于理想信道（这样的信道存在吗？） • 数据传输率随信号编码级数增加而增加。
▪ C = W log2（1+S/N）
• 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） • 无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有
噪 声 ： 560个比特。
信号与 噪声叠加：
采样时序： 接收数据： 原始数据：
01 0 1 1 01 0 1 1
01 00
11 11
00 00
1000 1010
10.10.2020
误码位
8
II）Shannon（香农）公式：用于有噪声干扰 信道
C: 传输率，单位b/s
C = W log2 （1+S/N） W: 带宽，单位Hz
▪ 非理想信道
• 传实输 际数 据的： 信道上0 存1 在0 损1耗、1 延0 迟0 、1噪1声。0 0 1 0 1 0
信▪ 号损：耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 ▪ 延迟会使接收端的信号产生畸变。
▪ 噪声会破坏信号，产生误码。 • 例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约
在二进制传输中，误码率也称为误比特率。
3、信道带宽与信道容量
▪ 例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100×log2（1+2000）≈ 34kb/s
即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。
信噪比的单位也可用分贝(dB)表示： S/NdB=10log10 S/N 所以，若S/NdB=30dB ，则S/N=1000。
9
10.10.2020
Nyquist公式和Shannon公式的比较
▪ C = 2W log2M
• 用于理想信道（这样的信道存在吗？） • 数据传输率随信号编码级数增加而增加。
▪ C = W log2（1+S/N）
• 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） • 无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有
噪 声 ： 560个比特。
信号与 噪声叠加：
采样时序： 接收数据： 原始数据：
01 0 1 1 01 0 1 1
01 00
11 11
00 00
1000 1010
10.10.2020
误码位
8
II）Shannon（香农）公式：用于有噪声干扰 信道
C: 传输率，单位b/s
C = W log2 （1+S/N） W: 带宽，单位Hz
▪ 非理想信道
• 传实输 际数 据的： 信道上0 存1 在0 损1耗、1 延0 迟0 、1噪1声。0 0 1 0 1 0
信▪ 号损：耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 ▪ 延迟会使接收端的信号产生畸变。
▪ 噪声会破坏信号，产生误码。 • 例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约
在二进制传输中，误码率也称为误比特率。
3、信道带宽与信道容量
第02章数据通信的基础知识2
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•单工通信
第02章数据通信的基础知识2
2. 半双工通信
半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，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。 当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，如图所示。
半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的 “对 讲机”和军队使用的“步话机”。半双工方式在计算机 网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。
需要一条传输信道，易
于实现，成本低，但速
度比较低。串行通信通 过计算机的串行口得到
•图2－7 串行通信
广泛的应用，而且在远程通信中一般采用串行通信方式。
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第02章数据通信的基础知识2
2.2.2 通信电路的连接方式
1、点对点的线路连接
• 点对点的连接就是在发送端和接收端之间采用一条线路
连接，使用的线路可以是专用线路、租用线路和交换线路，如 图2－8所示。使用租用或交换线路的连接方式，适合于在地理 上比较分散的站点之间传输数据，比如，通过公用电话交换网 实现点－点的连接。
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•图2－8 点到点的线路连接
第02章数据通信的基础知识2
2. 多点线路连接
多点线路连接是 指各个站点通过一条 公用通信线路连接， 如图2－9所示。在多 点线路连接方式中， 一条线路被所有的站 点共享，若所有的站 点可以同时发送数据， 则这条线路在空间上 是共享的。
第02章数据通信的基础知识2
2.1 数据通信的基本概念
•2.1.1 信息、数据与信号
• 信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文 字和数据等多种媒体。计算机的终端产生的信息一般 是字母、数字和符号的组合。 • 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、 数字、符号的二进代码0和1比特序列的过程。
第2章数据通信基础【计算机网络】
第2章数据通信基础在当今的数字时代，数据通信已成为连接世界的关键纽带。
无论是个人通信、商业交易还是科学研究，数据通信都扮演着至关重要的角色。
在这一章中，我们将深入探讨数据通信的基础知识，包括其定义、重要性以及基本概念。
让我们明确数据通信的定义。
数据通信是指通过电子设备，如计算机、手机和网络设备，将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
这个过程涉及数据的发送、传输和接收，以及数据的格式化和解格式化。
数据通信的重要性不言而喻。
在现代社会，信息就是力量。
数据通信使得信息的快速传递成为可能，从而加速了决策过程、提高了工作效率，并促进了全球化的进程。
数据通信还支持远程工作和学习，使得人们可以跨越地理界限进行交流和合作。
另一个重要的概念是数据传输的速率。
速率通常用比特率来衡量，即每秒传输的比特数。
速率越高，数据传输的速度就越快。
然而，速率受到传输介质、通信协议和网络拥堵等多种因素的影响。
我们还需要了解错误检测和纠正技术。
由于数据在传输过程中可能会受到干扰，导致错误的发生，因此错误检测和纠正技术对于确保数据的准确性至关重要。
这些技术包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）和自动重传请求（ARQ）等。
数据通信基础是理解计算机网络和现代通信技术的重要基石。
通过学习这些基本概念，我们可以更好地理解数据通信的工作原理，以及如何优化数据传输的效率和可靠性。
数据通信的类型也是我们需要了解的一个重要方面。
根据数据传输的方式，数据通信可以分为同步通信和异步通信。
同步通信要求发送方和接收方的时钟信号保持同步，以确保数据的正确传输。
而异步通信则不要求时钟信号同步，它通过在数据中插入特定的起始位和停止位来标识数据的开始和结束。
数据通信还可以根据传输的介质分为有线通信和无线通信。
有线通信通过物理介质，如双绞线、同轴电缆和光纤等，来传输数据。
这些介质具有高带宽和低误码率的特点，但同时也受到物理距离和布线成本的限制。
无线通信则通过无线电波、微波和红外线等无线介质来传输数据。
第2章 数据通信基础知识要点PPT课件
15
（1）时域分析法 1、基本概念
①输入端：激励 ②输出端：响应 2、基本思路 ①把外加激励信号在 时域 中分解成一系
列单元激励信号 ②分别计算各单元信号通过系统的响应 ③在输出段叠加得到总响应
16
单位脉冲
(t) 0 ,,tt 0 0,
(t)dt1
单位脉冲响应：h（t）
预备知识：对任意输入e(t),有
3
第 2 章：内容提纲
2.1 信息、数据和信号 2.2 功率谱密度和信号带宽 2.3 传输方式和传输速率 2.4 传输质量 2.5 通信编码
4
2.1 信息、数据和信号
2.1.1 信息
通信是在源点与终点之间传递信息。 信息是指包含在消息中对通信者有意义的内
容。 消息是指能向人们表达客观物质运动和主观
18
（2）频域分析法 频域分析的基本思想：
① 利用傅里叶变换，将信号分解为不同频 率的等幅正弦波，
② 求出各正弦波激励所产生的响应，
③ 再利用傅里叶反变换将响应叠加为输出 的总响应。
傅立叶变换：任何信号都可以表示为各种频率成 分的正弦波之和。
①周期信号f(t)（定义在(t1,t1+T)）,可以表示为
(2-2)
1 *1 1 *2 1*3 1 *4 1 *4 2 4 8 16 16
1.875 b/符
11
2.1.2 数据
数据是对某一事实的不经解释并赋予一定含义的数 字、字母、文字等符号及其组合的原始表达。是消 息的一种表示形式，是传达某种意义或信息的实体。
当信息被表示为数据时，数据中就包含了信息。因 此，信息可以通过解释数据来产生。
数据通信与计算机网络
（第 3 版）
课件
杨心强 陈国友编著
（1）时域分析法 1、基本概念
①输入端：激励 ②输出端：响应 2、基本思路 ①把外加激励信号在 时域 中分解成一系
列单元激励信号 ②分别计算各单元信号通过系统的响应 ③在输出段叠加得到总响应
16
单位脉冲
(t) 0 ,,tt 0 0,
(t)dt1
单位脉冲响应：h（t）
预备知识：对任意输入e(t),有
3
第 2 章：内容提纲
2.1 信息、数据和信号 2.2 功率谱密度和信号带宽 2.3 传输方式和传输速率 2.4 传输质量 2.5 通信编码
4
2.1 信息、数据和信号
2.1.1 信息
通信是在源点与终点之间传递信息。 信息是指包含在消息中对通信者有意义的内
容。 消息是指能向人们表达客观物质运动和主观
18
（2）频域分析法 频域分析的基本思想：
① 利用傅里叶变换，将信号分解为不同频 率的等幅正弦波，
② 求出各正弦波激励所产生的响应，
③ 再利用傅里叶反变换将响应叠加为输出 的总响应。
傅立叶变换：任何信号都可以表示为各种频率成 分的正弦波之和。
①周期信号f(t)（定义在(t1,t1+T)）,可以表示为
(2-2)
1 *1 1 *2 1*3 1 *4 1 *4 2 4 8 16 16
1.875 b/符
11
2.1.2 数据
数据是对某一事实的不经解释并赋予一定含义的数 字、字母、文字等符号及其组合的原始表达。是消 息的一种表示形式，是传达某种意义或信息的实体。
当信息被表示为数据时，数据中就包含了信息。因 此，信息可以通过解释数据来产生。
数据通信与计算机网络
（第 3 版）
课件
杨心强 陈国友编著
计算机网络基础(数据通信基础)课件
用程序之间的通信。
应用层协议定义了应用程序之间 的数据交换格式、数据传输方式 以及应用程序之间的控制流程。
常见的应用层协议
HTTP协议
DNS协议
SMTP协议
POP协议
用于Web浏览器和Web 服务器之间的通信，实
现网页浏览功能。
用于将域名转换为IP地 址，实现域名解析功能
。
用于发送电子邮件，实 现邮件传输功能。
网络层协议
如IP协议，负责数据包的 寻址和路由。
路由选择协议
路由选择协议类型
静态路由和动态路由。
路由选择协议作用
动态路由协议可以自动学习最佳路径，而静态路 由需要手动配置。
路由选择协议特点
动态路由协议可以适应网络变化，但配置复杂； 静态路由配置简单，但灵活性差。
IP协议及地址分配
IP地址的概念
IP地址的分配
码分多路复用
利用不同的编码方式作为信号 通道，实现多路信号在同一物
理通道上的传输。
03
数据交换技术
电路交换
总结词
电路交换是一种传统的通信方式，通过建立专用的通信线路来实现数据传输。
详细描述
在电路交换中，通信双方在通信过程中共享一条通信线路，并在整个通信过程 中保持线路连接状态。这种方式的优点是数据传输可靠、实时性强，适用于需 要连续、稳定传输的应用，如电话通信。
带宽
带宽是指数据通信系统的传输 容量，通常以频带宽度或数据
传输速率表示。
延迟
延迟是指数据从发送端传输到 接收端所需的时间，包括传输
延迟和传播延迟。
02
数据传输方式
基带传输和频带传
基带传输
指将数字信号直接传输到通信线 路中，不进行任何调制解调，主 要用于短距离的数据传输。
应用层协议定义了应用程序之间 的数据交换格式、数据传输方式 以及应用程序之间的控制流程。
常见的应用层协议
HTTP协议
DNS协议
SMTP协议
POP协议
用于Web浏览器和Web 服务器之间的通信，实
现网页浏览功能。
用于将域名转换为IP地 址，实现域名解析功能
。
用于发送电子邮件，实 现邮件传输功能。
网络层协议
如IP协议，负责数据包的 寻址和路由。
路由选择协议
路由选择协议类型
静态路由和动态路由。
路由选择协议作用
动态路由协议可以自动学习最佳路径，而静态路 由需要手动配置。
路由选择协议特点
动态路由协议可以适应网络变化，但配置复杂； 静态路由配置简单，但灵活性差。
IP协议及地址分配
IP地址的概念
IP地址的分配
码分多路复用
利用不同的编码方式作为信号 通道，实现多路信号在同一物
理通道上的传输。
03
数据交换技术
电路交换
总结词
电路交换是一种传统的通信方式，通过建立专用的通信线路来实现数据传输。
详细描述
在电路交换中，通信双方在通信过程中共享一条通信线路，并在整个通信过程 中保持线路连接状态。这种方式的优点是数据传输可靠、实时性强，适用于需 要连续、稳定传输的应用，如电话通信。
带宽
带宽是指数据通信系统的传输 容量，通常以频带宽度或数据
传输速率表示。
延迟
延迟是指数据从发送端传输到 接收端所需的时间，包括传输
延迟和传播延迟。
02
数据传输方式
基带传输和频带传
基带传输
指将数字信号直接传输到通信线 路中，不进行任何调制解调，主 要用于短距离的数据传输。
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❖ 串行数据通信又有3种不同方式：即单工通信、半双 工通信和全双工通信
❖ 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输，如电 视网；半双工通信实际上是一种可切换方向的单工 通信，如对讲机的信号传输；全双工数据通信允许 数据同时在两个方向上传输，如电话系统。
.
11
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.2.3 信号的传输方式 ❖ 根据传输的信号是数字信号还是模拟信号可
❖ 1.3.3 模拟数据的数字信号编码 ❖ 对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法
是脉码调制(Pulse Code Modulation，PCM)， 它常用于对声音数据进行编码。脉码调制 (PCM)是以采样定理为基础的。
❖ Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs
.
22
第二章 数据通信的基础知识
H L
H L
0
0
1
(a) 不归零码(NRZ)
(b) 曼彻斯特编码
1
0
1
(c) 差分曼彻斯特编码
.
15
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 群同步 ❖ 字符间的异步定时与字符内各个比特间的同
步定时，是群同步的特征。所以，群同步实 际上就是异步传输。
.
16
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3 数据的编码和调制技术 ❖ 所谓数据的编码，就是将数据转换成信号或
传输可靠性的指标 Pe=Ne/N 6. 吞吐量 7. 网络负荷量
.
8
第二章 数据通信的基础知识❖ 2.2 数据的传输
❖ 2.2.1 串/并行通信
1. 串行传输 串行传输是一位一位地传送，从发送端到接
收端只要一根传输线即可,节省设备，适用于远程通信
接
并行到串行的转换
8
发
收
7
送
设
6
设
备
5
备
串行到并行的转换
❖ 2．脉码调制(PCM) ❖ 采样 ❖ 量化 ❖ 编码
.
23
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4 数据交换技术
❖ 数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送 技术划分，交换网络又可分为电路交换网、报文交 换网和分组交换网。
.
4
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标 ❖ 1.数据传输速率S（比特率）
❖ 单位时间内所传送的二进制代码的有效为数。
❖ 2.信号传输速率B（波特率） ❖ 单位时间内所传送的波形单元数。 ❖ S=B*Log2N（N为一个码元所取的有效离散
值）
.
5
第二章 数据通信的基础知识
将一种数据形式转换为另一种数据形式的过 程；解码就是将信号还原成数据或将数据形 式还原的过程。而调制和解调是最常用的一 种编码与解码方法。
.
17
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3.1 数字数据的模拟信号编码 ❖ 1. 远程通信为什么要使用调制解调器 ❖ 数字数据进入到模拟信道以前要有一个变换
器进行数字信号到模拟信号的转换
将传输方式分为基带传输和频带传输；根据 信号传输时的同步方式的不同又可将传输方 式分为异步传输和同步传输。
.
12
.
13
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1. 基带传输与频带传输
❖ 数字信号也被称为“数字基带信号”，简称为“基 带信号”。如果在线路上直接传输基带信号，就称 为“数字信号基带传输”，简称为“基带传输”。
.
18
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 数字数据调制的基本形式 ❖ 数字数据调制有3种基本形式：移幅键控法
(ASK)、移频键控法(FSK)、移相键控法(PSK)， 如图1-11所示。
.
19
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3.2 数字数据的数字信号编码 ❖ 数字数据可转换为数字信号直接采基带传输。
Hz 带宽
❖ 物理信道上能够传输数据的最大能力。
❖ 1）无噪声时的信道容量公式
❖ B.max=2*F C=2F*Log2N （Nyquist公式）
.
7
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标 ❖ 2）有噪声时的信道容量公式 ❖ C=F*Log2N（1+S/N）S/N：信噪比 ❖ 5.误码率Pe
❖ 频带传输，又称宽带传输。在频带传输中常用普通 电话线作为传输介质，需要进行数/模
、模/数转换。
2. 异步传输与同步传输
都是为了实现信号同步
.
14
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.2.4 数据传输的同步技术
❖ 在计算机通信网络中，广泛采用的同步方法 有位同步法和群同步法两种。
❖ 1. 位同步
H L
基带传输就是在线路中直接传送数字信号的 电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距 离通信的局域网都采用基带传输。
.
20
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1. 数字数据的数字信号编码的基本方法
❖
H L
H L
H L
0
0
1
(a) 不归零码(NRZ)
1
0
1
(b) 曼彻斯特编码
(c) 差分曼彻斯特编码
.
21
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标
1个码元
00 01 10 11 10 11 01 00 10 01
1秒 B=10Baud S=10b/s
1秒 B=10Baud S=20b/s
.
6
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标
❖ 3.带宽F
1 0.707
❖ 物理信道的频带宽度。 ❖ 4.信道容量C
第二章 数据通信的基础知识
❖ 数据通信是指通过计算机技术与通信技术的 结合来实现信息的传输、交换、存储和处理。
❖ 2.1基本概念 ❖ 2.1.1信息、数据和信号 ❖ 数据：模拟数据和数字数据 ❖ 信息：数据的内涵 ❖ 信号：数据的电、磁、光形式的编码
.
1
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.1信息、数据和信号
❖ 信源：产生和发送信号
❖ 信宿：接受和处理信号
❖ 信道：信源和信宿之间的传输线路和传输设 备。物理信道和逻辑信道，同一物理信道可 提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允 许一路信号通过。
.
2
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.2 数据通信系统的基本结构
.
3
第二章 数据通信的基础知识
2.1.3 通信信道的分类 ❖ 1.物理信道和逻辑信道 ❖ 2.有线信道和无线信道 ❖ 3.模拟信道和数字信道 ❖ 4.专用信道和公共交换信道
4
3
3
2
2
1
4
5
6
7
8
1
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.2 数据的传输
❖ 2.2.1 串/并行通信
接
收
2. 并行传输 并行传输
设
备
的速率高，可以一次
同时传输若干比特的数据。
数据线 8 7 6 5 4 3 2
校验
数据位
发 送 设 备
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.2.2 信道的通信方式
❖ 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输，如电 视网；半双工通信实际上是一种可切换方向的单工 通信，如对讲机的信号传输；全双工数据通信允许 数据同时在两个方向上传输，如电话系统。
.
11
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.2.3 信号的传输方式 ❖ 根据传输的信号是数字信号还是模拟信号可
❖ 1.3.3 模拟数据的数字信号编码 ❖ 对模拟数据进行数字信号编码的最常用方法
是脉码调制(Pulse Code Modulation，PCM)， 它常用于对声音数据进行编码。脉码调制 (PCM)是以采样定理为基础的。
❖ Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs
.
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第二章 数据通信的基础知识
H L
H L
0
0
1
(a) 不归零码(NRZ)
(b) 曼彻斯特编码
1
0
1
(c) 差分曼彻斯特编码
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 群同步 ❖ 字符间的异步定时与字符内各个比特间的同
步定时，是群同步的特征。所以，群同步实 际上就是异步传输。
.
16
第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3 数据的编码和调制技术 ❖ 所谓数据的编码，就是将数据转换成信号或
传输可靠性的指标 Pe=Ne/N 6. 吞吐量 7. 网络负荷量
.
8
第二章 数据通信的基础知识❖ 2.2 数据的传输
❖ 2.2.1 串/并行通信
1. 串行传输 串行传输是一位一位地传送，从发送端到接
收端只要一根传输线即可,节省设备，适用于远程通信
接
并行到串行的转换
8
发
收
7
送
设
6
设
备
5
备
串行到并行的转换
❖ 2．脉码调制(PCM) ❖ 采样 ❖ 量化 ❖ 编码
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.4 数据交换技术
❖ 数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送 技术划分，交换网络又可分为电路交换网、报文交 换网和分组交换网。
.
4
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标 ❖ 1.数据传输速率S（比特率）
❖ 单位时间内所传送的二进制代码的有效为数。
❖ 2.信号传输速率B（波特率） ❖ 单位时间内所传送的波形单元数。 ❖ S=B*Log2N（N为一个码元所取的有效离散
值）
.
5
第二章 数据通信的基础知识
将一种数据形式转换为另一种数据形式的过 程；解码就是将信号还原成数据或将数据形 式还原的过程。而调制和解调是最常用的一 种编码与解码方法。
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3.1 数字数据的模拟信号编码 ❖ 1. 远程通信为什么要使用调制解调器 ❖ 数字数据进入到模拟信道以前要有一个变换
器进行数字信号到模拟信号的转换
将传输方式分为基带传输和频带传输；根据 信号传输时的同步方式的不同又可将传输方 式分为异步传输和同步传输。
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.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1. 基带传输与频带传输
❖ 数字信号也被称为“数字基带信号”，简称为“基 带信号”。如果在线路上直接传输基带信号，就称 为“数字信号基带传输”，简称为“基带传输”。
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2. 数字数据调制的基本形式 ❖ 数字数据调制有3种基本形式：移幅键控法
(ASK)、移频键控法(FSK)、移相键控法(PSK)， 如图1-11所示。
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.3.2 数字数据的数字信号编码 ❖ 数字数据可转换为数字信号直接采基带传输。
Hz 带宽
❖ 物理信道上能够传输数据的最大能力。
❖ 1）无噪声时的信道容量公式
❖ B.max=2*F C=2F*Log2N （Nyquist公式）
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标 ❖ 2）有噪声时的信道容量公式 ❖ C=F*Log2N（1+S/N）S/N：信噪比 ❖ 5.误码率Pe
❖ 频带传输，又称宽带传输。在频带传输中常用普通 电话线作为传输介质，需要进行数/模
、模/数转换。
2. 异步传输与同步传输
都是为了实现信号同步
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1.2.4 数据传输的同步技术
❖ 在计算机通信网络中，广泛采用的同步方法 有位同步法和群同步法两种。
❖ 1. 位同步
H L
基带传输就是在线路中直接传送数字信号的 电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距 离通信的局域网都采用基带传输。
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 1. 数字数据的数字信号编码的基本方法
❖
H L
H L
H L
0
0
1
(a) 不归零码(NRZ)
1
0
1
(b) 曼彻斯特编码
(c) 差分曼彻斯特编码
.
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标
1个码元
00 01 10 11 10 11 01 00 10 01
1秒 B=10Baud S=10b/s
1秒 B=10Baud S=20b/s
.
6
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.4 数据通信的技术指标
❖ 3.带宽F
1 0.707
❖ 物理信道的频带宽度。 ❖ 4.信道容量C
第二章 数据通信的基础知识
❖ 数据通信是指通过计算机技术与通信技术的 结合来实现信息的传输、交换、存储和处理。
❖ 2.1基本概念 ❖ 2.1.1信息、数据和信号 ❖ 数据：模拟数据和数字数据 ❖ 信息：数据的内涵 ❖ 信号：数据的电、磁、光形式的编码
.
1
第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.1信息、数据和信号
❖ 信源：产生和发送信号
❖ 信宿：接受和处理信号
❖ 信道：信源和信宿之间的传输线路和传输设 备。物理信道和逻辑信道，同一物理信道可 提供多条逻辑信道，而每一逻辑信道上只允 许一路信号通过。
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.1.2 数据通信系统的基本结构
.
3
第二章 数据通信的基础知识
2.1.3 通信信道的分类 ❖ 1.物理信道和逻辑信道 ❖ 2.有线信道和无线信道 ❖ 3.模拟信道和数字信道 ❖ 4.专用信道和公共交换信道
4
3
3
2
2
1
4
5
6
7
8
1
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.2 数据的传输
❖ 2.2.1 串/并行通信
接
收
2. 并行传输 并行传输
设
备
的速率高，可以一次
同时传输若干比特的数据。
数据线 8 7 6 5 4 3 2
校验
数据位
发 送 设 备
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第二章 数据通信的基础知识
❖ 2.2.2 信道的通信方式