数据通信基础知识培训
第2章 数据通信基础知识(4学时)
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
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2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 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， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
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2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 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， 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， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
计算机网络数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
4. 通信系统模型
通信的三个要素：信源、信宿和信道
信源：一次通信中产生和发送信息的一端
信宿：一次通信中接收信息的一端 信道：信源和信宿之间传送信息的通道，以通信线路为物质基础
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第五页，共五5十三页。
2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的主要构成
2.1 数据通信的基本概念
1. 数据传输系统（通信子网）的组成：
传输线路：信息的传输路径（包括传输介质和中继设备）
传输介质：有线的（如同轴电缆、光纤，双绞线等），无线 的（微波、无线电、红外线等）
中继设备：信号在传输过程中有衰减，每隔一定距离需要对 传输信号放大、恢复信号幅度和相位后继续传送
调制解调器
表示。 ➢ 当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时，就会产生失真。
➢ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号能力的重要参数。
“带宽”同“速率”之间关系如何？
由于信道带宽总是有限的，以及信道干扰的存在，信道的数据 传输速率总会有一个上限，并且和带宽有相应关系。
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22 第二十二页，共五22十三页。
频带，单位用赫兹（Hz）表示。 信道带宽是由信道的物理特性所决定的，例如，电话线路的频率
范围在300～3400Hz，则它的信道带宽300～3400Hz ；
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21 第二十一页，共2五1十三页。
2.2 信道及其主要特征
2.信道容量（信道最大数据传输速率 ）：
➢ 单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用每秒比特数（bps）
0 100 10 1 A B
码元 信息比特
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制：将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调：将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页，共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0 ❖ 不归零制：正电平代表1，负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一，通常使用的同步技术有两种：
异步方式 同步方式
第二十八页，共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或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(hòu mian)加1或2个停止位，表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多，那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页，共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变表示0，下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码：位的开始边界有跳变上跳 变表示0，无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高， 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页，共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
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。
数据通信技术基础的知识点整理3篇
数据通信技术基础的知识点整理第一篇：物理层基础一、数据通信基础概念1. 数据通信：指在两个或多个设备之间传输数据所使用的技术和方法。
2. 信号：数据在传输过程中所采用的电、光等物理形式。
3. 信道：数据通过的传输媒介。
4. 带宽：信道所能够传输的数据量。
5. 波特率：信号每秒钟变化的次数。
6. 编码：将数据转换为特定的电信号或光信号。
二、模拟信号与数字信号1. 模拟信号：连续的信号，可以取得任意一连串数值。
2. 数字信号：离散的信号，只能取到有限的数值。
三、调制与解调1. 调制：将数字信号转化为模拟信号的过程。
2. 解调：将模拟信号重新转化为数字信号的过程。
四、常见的调制方法1. 幅度调制（AM）：将数字信号调制到载波中的幅度上。
2. 频率调制（FM）：将数字信号调制到载波中的频率上。
3. 相位调制（PM）：将数字信号调制到载波中的相位上。
五、数字通信系统中的编码方式1. 非归零编码：0对应低电平，1对应高电平。
2. 归零编码：每个位周期的中间都有一次电平变化，0对应低电平，1对应高电平。
3. 曼彻斯特编码：每个比特都由一个位周期内两次电平跳变组成。
4. 差分曼彻斯特编码：每个比特的位周期内第一次电平跳变表示1，否则表示0。
六、常见传输介质1. 双绞线：应用广泛，可分为UTP和STP两种。
2. 同轴电缆：常用于有线电视和以太网。
3. 光纤：传输速度快，适用于远距离传输。
4. 无线电波：适用于无线网络和移动通信。
七、多路复用技术1. 时分复用（TDM）：将时间分成若干时隙，不同的信号在不同的时隙进行传输。
2. 频分复用（FDM）：将频率带宽分成若干频道，不同的信号在不同的频道进行传输。
3. 波分复用（WDM）：利用光的不同波长来实现频分复用。
4. 码分复用（CDM）：每个用户分配唯一的码，所有用户共用相同频率带宽，通过解码来实现分离。
八、数据的传输方式1. 单工传输：只有一个方向的传输，如广播电视。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域，主要研究计算机之间的数据传输，包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后，以数字模式传输。
在数字信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有：1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中，常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术，它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误，以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有：1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介，常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中，信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加，信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中，最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络，主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
数据通信技术基础知识
数据通信技术基础知识2.1 数据通信技术2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信1.几个术语的解释1)数据－定义为有意义的实体。
数据可分为模拟数据和数字数据。
模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。
2)信号－是数据的电子或电磁编码。
信号可分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。
可选择适当的参量来表示要传输的数据。
3)信息－是数据的内容和解释。
4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。
5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。
6)信道－信源和信宿之间的通信线路。
2.模拟信号和数字信号的表示模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：图2.1 模拟信号、数字信号的表示3.模拟数据和数字数据的表示模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。
1)模拟数据可以用模拟信号来表示。
模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。
这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。
模拟电话通信是它的一个应用模型。
2)数字数据可以用模拟信号来表示。
如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。
用Modem拨号上网是它的一个应用模型。
3)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施是编码解码器CODEC。
它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。
数字电话通信是它的一个应用模型。
4)数字数据可以用数字信号来表示。
数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。
数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。
数据通信的基础知识
并行通信信道
9
串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下，并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道，实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信（如计算机中）
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
10
二、数据通信的系统模型
信号（signal）是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
3
模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号，又
信号，通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式，因此也被称作
离散信号。
4
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
13
三、数据通信系统的性能指标
速率（数据传输速率） 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量，其基本单位是比特每秒（bit per second，简写为bps）。
信道的最大传输速率又被称为信道容量，它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度，即信道所能传输信 号的频率范围，其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
第2章 数据通信基础知识(学生)
2. 信息速率Rb 信息速率是指单位时间内传输的信息量。 单位为比特/秒(bit/s)，信息速率也称为比特率。 当各码元等概率出现时 一个二进制码元的信息量是1bit，而一个 M 进制码元 (等概率传输时)的信息量为log2 M bit。 当以二进制传输时，码元速率与信息速率在数字上 是相等的。 当以 M 进制时，码元速率RB与信息速率Rb的关系是 Rb＝ RBlog2 M bit/s RB＝ Rb baud
例：某数据通信系统传输128个符号，其中有64个符号的出现概率分 别为1/256，有32个符号出现的概率分别为1/128，另外32个符号的出 现概率分别为1/64，且每个符号的持续时间为0.01s，求此时系统的信 息速率。 解：由题意可知系统的码元速率为 RB ＝ 1/Tb = 100 Baud 又因为各符号不等概出现，其平均信息量为
本节介绍数据通信系统中的两个主要性能指标，即 有效性和可靠性。
2.5.1 有效性
有效性是指信道传输信息速度的快慢。
在数据通信系统中，常用以下指标衡量： 码元速率 信息速率 数据传输速率 频带利用率
1. 码元速率 RB 码元速率是指单位时间内传输的码元的个数。 单位为码元/秒，又称为“波特(Baud)”，码元速率 也成为波特率。
第2章数据通信基础知识
任课教师
何思远
学习目标
理解数据通信的基本概念 掌握数据通信系统的传输方式 掌握数据通信系统的主要性能指标
2.1 概述（数据通信的发展） 概述（数据通信的发展）
1. 数据通信的起源——烽火台 2. 1838年莫尔斯发明了电报 3. 1870年贝尔发明了电话 4. 1946年计算机诞生 5. 在接下来的半个多世纪，数据通信得到了飞速的发展
7. 平均信息量（信息的熵） 当消息的序列较长时，用上式计算消息的总体信息 量是比较麻烦的，我们常用平均信息量 H 来计算。 平均信息量是指每个符号所含信息量的统计平均值， 单位为bit/symbol(比特/符号)，M 种符号的平均信息量为
数据通信基础知识
数据传输速率
1.4
信道容量
1.5
数据通信系统的主要性能指标
1.6 1.7
数据信号的传输方式 数字数据信号的编码
1.8
多路复用技术
目录
1.9
数据传输介质
1.10 数据通信网
1.1.1 数据通信的基本概念
4
数据是信息的表示形式，是信息的物理表现。所有信息都要用某种形式的数据表 示和传播。例如，“汽车”可以使用文字、声音、图画等数据形式表示。信息是 数据表示的含义，是数据的逻辑抽象。信息不会因数据的表示形式不同而改变。 但在一般情况下并不严格地区分信息与数据，比如把数据帧也叫信息帧，传递数 据也叫传递信息。
代码在顺序传输过程中一般以b1为第一位，b7为最后一位。 为了提高可靠性，常在b7之后附加一位b8用于奇偶校验。
ASCII是当前在数据通信中使用最普遍的一种代码，我国在 1980年颁布的国家标准GBl988-80“信息处理交换用的七位编 码字符集”也是根据ASCII制定的，它与ASCII的差别只在于2/4 位置上，将国际通用货币符号“¤”改为“￥”，在国内通用。
数据通信与计算机网
第1章 数据通信基础知识
1 掌握数据通信的基本概念、数据通信系统的构成。
2
掌握数据通信的数据传输速率、传输方式、信道容量 和性能指标。
学习目标
3 掌握数据通信的传输方式、复用技术和数字编码。 4 了解数据传输介质、数据通信网的构成和分类。
1.1
数据通信概述
1.2
数据传输代码
1.3
2．国际电报2号码
17
国际电报2号码（ITA2）是一种5单位代码，又称波多码，是 起止式电传电报通信中的标准代码。目前在采用普通电传机作为 终端的低速数据通信系统中，仍使用这种代码。
数据通信的基础知识
❖ 一种称为模拟数据和信号(xìnhào)
❖ 另一种称为数字数据和信号(xìnhào)
❖ “模拟的”(analogous)：代表信号(xìnhào)参数取 值是连续的。
❖ “数字的”(digital)：代表信号(xìnhào)参数取值 是离散的。
❖ 两种数据、两种信号(xìnhào)有四种类型的编码组 合:
输入 汉字数字比特流 模拟信号源自主机A 调制解调器公用电话网
模拟信号 数字比特流
输出 汉字
调制解调器
主机B
第十页，共29页。
3.1.4 计算机网络中的速率(sùlǜ)
❖ 计算机网络中信号的速率涉及三种： ❖ 传播(chuánbō)速率；调制速率；数据传输率 ❖ 信号的传播(chuánbō)速率是常量 ❖ 传播(chuánbō)速率，是一个常量，与光速联系 ❖ 调制速率也称为码元速率、波形速率或信号速率 ❖ 指的是每秒种发送信号的数目，单位为波特(baud) ❖ 数据传输率为每秒种发送的二进制位数，单位为
❖ A、6kbit/s ❖ B、6.66kbit/s ❖ C、19.8kbit/s ❖ D、20kbit/s
第二十五页，共29页。
3.1.7 通信双方信息(xìnxī)交互的方式
❖ 依据通信的方向讨论，通信双方信息交互的方式有三 种基本方式
❖ 单向通信，只能有一个方向上的通信，即A只能传给B ❖ 双向交替通信，通信的双方都可以(kěyǐ)发送信息，
第十四页，共29页。
数字信号通过实际(shíjì)的信道
❖ 有失真(shī zhēn)，但可识别
实际的信道(xìn dào) （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
发送信号波形
接收信号波形
❖ 失真(shī zhēn)大，无法识别
数据通信基础知识
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 数字数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
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
• 1 数据传输速率
–比特（bit）：即一个二进制位。
数据的传输速率
–比特率：为每秒传输的比特数bps或b/s。 –码元（Code cell）：时间轴上的一个信号编码单元。 –波特：每秒传送的码元数，又称波特率。单位为波特
信号的传输速率
Baud。
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
信号
t
同步脉冲
• 原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。 载波信号 S(t) = Acos(t+)
• S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、初相位
– 调制就是要使A、 或随数字基带信号的变化而变化
–ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1 –FSK：用载波的两个不同频率表示0和1 –PSK：用载波的起始相位的变化表示0和1
• 2 数字通信与模拟通信
–数字通信 • 在数字信道上实现模拟数据或数字数据的传输
–模拟通信 • 在模拟信道上实现模拟数据或数字数据的传输
• 数字通信的优点
– 抗噪声（干扰）能力强 – 可以控制差错，提高了传输质量 – 便于用计算机进行处理 – 易于加密、保密性强 – 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活
宽带线路 A 窄带线路 A
错误的概念
在宽带线路上比特传播得快
第2章 数据通信基础知识
模拟通信系统仅使用模拟传输方式 数字通信系统既可以使用模拟传输方式又可使 用数字传输方式。
数字通信的主要优点
（1）抗干扰能力强 （2）便于加密处理 （3）易于实现集成化，从而减小通信设备体积和功耗 （4）利于采用时分复用实现多路通信
图2-2 模拟通信和数字通信抗干扰性能的比较
2.1.3 数据通信的主要技术指标
2.3.2 信源编码技术
1．数字数据的模拟信号编码
① 幅移键控法（ASK，Amplitude Shift Keying）。幅移 键控法又称幅度调制（AM，简称调幅），是调制载波的 振幅，用载波信号的幅度值表示数字信号“1”和“0”。 通常用有载波ω表示数字信号“1”，无载波表示数字信号 “0”。 ② 频移键控法（FSK，Frequency Shift Keying）。频移 键控法又称频率调制（FM，简称调频），是调制载波的 频率，用载波信号的不同频率（幅值相同）表示数字信 号“1”和“0”。用ω1表示数字信号“1”，用ω2表示数字 信号“0”。 ③ 相移键控法（PSK，Phase Shift Keying）。相移键控 法又称相位调制（PM，简称调相），是调制载波的相位， 用不同的载波相位（幅值相同）表示数字信号“1”和 “0”。绝对调相使用相位的绝对值，相位为0表示数字信 号“1”，相位为π表示数字信号“0”。相对调相使用相位 的相对偏移值，当数字数据为0时，相位不变化；数字数 据为1时，相位偏移π
2．通信系统的性能指标
（2）数字通信系统的质量指标
数字通信系统的有效性用信息传输速率来度量。 它是指单位时间内传输的信息量，单位为bit/s。 数字通信系统的可靠性用误码率来度量。它是 指接收错误的码元数与传输的总码元数之比， 即
在有线信道或卫星传输信道中，误码率可以达 到10-7；而在无线短波信道内只能达到10-3。
数据通信基础培训教材
名目第一局部通信根底知识第一章概述第二章传输根底知识第三章交换根底知识第四章分层通信体系结构第二局部通信网络第一章概述第二章网第三章ISDN综合业务数字网第四章DDN网第五章帧中继网第六章ATM第七章接口和接进网第八章信令网第九章同步网第十章治理网第三局部计算机网络第一章概述第二章局域网第三章TCP/IP协议族第四章网络连接设备及网络软件第五章交换式网络第六章INTERNET第四局部数据固定网网络拓朴图第一节ATM网网络拓朴图第二节VOIP网网络拓朴图第三节193长途网网络拓朴图第四节广西165网网络拓朴图第五局部各县组网结构第一节各县组网结构和当前现状第二节各县组网结构示意图第三节专线故障处理流程第四节数据业务故障处理表第六局部数据专职员作职责及考核要求第七局部设备维护常识及常见故障处理第一节县、镇级全然网络组网方式第二节设备故障判定方法第八局部数据网运行维护制度第一节平安操作规程第二节机房治理和平安保密规定第三节障碍处理和障碍报告制度第一局部通信根底知识第一章 概述通信的目的是为了信息的传递。
携带信息的信号可分为模拟信号〔如话音〕和数字信号〔计算机输出的信号〕。
信息的传递由通信系统来完成。
1.1 通信系统的组成通信系统由硬件和软件组成。
硬件包括终端、传输和交换三大局部。
● 终端：包括一般、移动、计算机、数据终端、可视、会议电视终端等。
● 传输系统：信息传递的通道，一般喊信道。
● 交换系统：完成接进交换节点链路的聚拢、转接和分配。
● 通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接交换所必须的一整套协议、标准，包括网络结构、网内信令、协议和借口以及技术体制、接口标准等。
☞ 注释1.2 通信系统的分类按照系统所传输的信号来分类，那么系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
● 模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。
● 数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。
由于光纤通信的普及和集成工艺的开展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号可再生，可综合各种业务，便于和计算机系统连接，易于集成等优点，因此逐渐取代了模拟通信系统。
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学习要求
1. 了解信号分类方式，掌握信号频谱与带宽的概念。 2. 了解调制解调的基本原理 3. 了解信道噪声的种类及特点，掌握信道容量公式。 4. 了解各种信道的特点。 5. 了解话音信道传输数据信号的基本要求。 6. 掌握频分复用、时分复用技术的基本原理。 7. 掌握语音压缩比编码和数据压缩编码的基础知识。 8. 掌握数据通信系统同步类型及其实现方式
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2.1.3 调制解调的基本概念
4. 解调分类
相干解调：通过本地相干载波进行相干运算，从已调信号的相位变 化中恢复原始信号的方法。其模型如下图所示：
s(t)
xd(t)
LPF
x0(t)
C '(t) Ac cos(2 f ct 0)
假设初始相位是0，则：
xd (t) s(t)C'(t) Ac x(t) cos2 2fct
P(f)
-fb
fb f
0B
基带数据信号的一般都具有无穷大的绝对带宽，如下图所示：
P(f)
fb
f
8
B
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2.1.2 信号的带宽
实际应用中依据信号功率谱定义了以下几种等效带宽。
(1) 零点带宽 数据信号频谱主要能量是集中在第一个零点之内的，当其旁瓣不足
以引起信号失真时，定义 fb 为信号的零点带宽。
1 2
Ac x(t)
1 2
x(t) cos
4fct
所以经理向低通滤波器LPF之后，输出信号为：
x0 (t) Ac x(t) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
非相干解调：其原理是从已调信号的幅度变化中提取调制信号， 因为其不需要同步载波，所以又称之为非同步解调。
和相干解调相比，非相干解调设备更简单，实现更容易， 例如常用的包络检波器，
P0/2
f
f1
f0
f2
B3dB
信号频谱在 f0 处取最大值，
f0 ( f1, f2 ) 且 P( f1) P( f2 ) P( f0 ) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
1. 调制解调定义
时域定义： 调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，
将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具 体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。
x(t) 调制信号，即数据终端产生的基带信号 C(t)是载波，AC是载波幅度，fC是载波频率简称载频,θ0是载波的初始相位。 s(t)是已调信号，即调制后的频带信号，其中包含了x(t)的全部信息，信道中
传输的就是该信号。
s(t) Ac x(t) cos(2fc 0 )
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2.1.3 调制解调的基本概念
E x2 (t)dt 焦耳(J)
信号x(t)平均功率S
S lim 1
T T
T / 2 x2 (t)dt
T / 2
瓦特(W)
本节将介绍信号的频谱、带宽以及调制解调的基本概念。
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2.1.1 信号的频谱
确值信号的频谱为其傅氏变换：
X () x(t)e jt dt 或
P(f)
fb
f
零点 带宽
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2.1.2 信号的带宽
(2) 百分比带宽 百分比带宽由下式来定义：
fr P( f )df
0
%
0 P( f )df
其中 fr 称为百分比带宽， %可以取96%、98%、99%等值，其含义 是，在该带宽范围内信号的功率占总功率 %
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2.1.2 信号的带宽
频域定义： 调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频
段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程 。
调制解调器(Modem)就是调制和解调的统称
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2.1.3 调制解调的基本概念
2. 调制器模型
x(t)
s(t)
C(t) Ac cos(2f ct 0)
第二章 数据通信基础知识
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
Internet
Modem PSTN
内容简介
数据可靠传输将涉及很多内容和具体技术，本章将介绍信号 带宽的概念、调制解调的基本概念、传输信道的性质、信道复用 技术、数据编码标准、语言编码及IP电话原理，数据压缩编码以 及数据通信系统的同步技术等内容 。
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学习目录
2.1 信号与调制解调 2.2 传输信道 2.3 多路复用 2.4 数据编码 2.5 数据通信的同步
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2.1 信号与调制解调
本节内容提要：
信号分类： 模拟信号与数字信号 基带信号与频带信号 周期信号与非周期信号 确知信号与随机信号 能量信号与功率信号
信号x(t)的能量E
3. 调制分类
按照调制信号x(t)的类型 模拟调制：x(t)是模拟基带信号，例如AM、FM等 数字调制：x(t)是数字基带信号，例如FSK、PSK等
按照载波类型
连续载波调制：载波是连续波形信号，例如正弦高频信号 脉冲载波调制：载波是脉冲序列，常用的是矩形脉冲序列
按照调制器功能
幅度调制：调制信号控制载波幅度变化，例如AM、ASK等 频率调制：调制信号控制载波瞬时频率变化，例如FM、FSK等 相位调制：调制信号控制载波瞬时相位变化，例如PM、PSK等。
X ( f ) x(t)e j2ft dt
随机信号的频谱常用其功率普密度表示：
P( ) Lim E | F ( ) |2
t
T
功率普密度与信号平均功率的关系：
S P( f )df
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2.1.2 信号的带宽
信号的绝对带宽(B)通常是指信号频谱正频域非零部分对应的频率 范围，如下图所示：
非相干解调器通常存在门限效应，故小信噪比输入时并不适用。 所谓门限效应是指当解调器输入信噪比下降到一定程度时，输出信
噪比急剧恶化的现象。 输出信噪比是输出信号与输出噪声平均功率之比，是衡量通信可靠
性的一个指标，与误码率有直接关系。
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2.1.3 调制解调的基本概念 5. 调制解调的功能
(3) 矩形等效带宽 对于具有在零点或中心频率处取最大值频谱结构的信号，如下图所
示，可以定义矩形等效带宽BC 。
P(f) P0
矩形等 效带宽
其含义为：
P0 BC 0 的带宽
(4) 3dB带宽 3dB带宽又称半功率带宽，如下图所示：
P(f) P0