第2章 数据通信的基础知识PPT课件
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TDM适用于数字信道，所需设备比FDM简单得多。但 TDM并未实现真正意义上的同时传输多路信号。
三、波分多路复用技术(WDM)
WDM是频分多路复用的一个变种，用于光纤信道。它使 用的衍射光栅是无源的，可靠性非常高。
2.7 数据通信技术
一、数据通信方式
数据传输有两种方式：并行通信和串行通信。
1、并行通信 可同时传输多位数据。 并行通信传输速率高，但需要使用多根通信线路，一 般用于近距离的设备之间或设备内部。
模拟数据的调制常用的有：幅度调制（调幅）、频率调 制（调频）。
二、数字数据的调制
数字数据的调制常用的有：幅移键控法、频移键控法、 相移键控法。
只有当信号需要在模拟信道上传送时才需要调制，到接 收端需要解调。
编码与解码
在计算机内部的数字数据一般不适合于直接传输，通常 需要经过重新编码后再进行传输。在接收端，需要把收 到的信号还原为原来的形式，称为解码。
二、频带传输
频带传输用于模拟信道的传输，常用于远距离传输； 频带传输需要调制解调设备进行发送和接收； 频带传输可同时传送多路信号。
2.6 多路复用技术
多路复用技术是在同一传输介质上传输多个不同信源发出 的信号。
常用的多路复用技术有频分多路复用、时分多路复用和波 分多路复用。
一、频分多路复用技术(FDM)
彻斯特码。
分曼彻斯特码。
11011
01100
0
00101
00101
0
二、模拟数据的编码
模拟数据也可以用数字信号进行编码。
它利用采样的方法进行模数转换，然后再对获得的数 字信号进行重新编码就可以传输了。
模拟信号
数字信号
模/数转换
编码
2.4 基带传输和频带传输
一、基带传输
基带传输用于数字信道的传输； 基带传输每一时刻只能传输一路信号； 基带传输不需要调制解调设备，但需要编码解码设备。 基带传输速度快，但传输距离较短。
一个通信系统由源系统、传输系统和目的系统组成。
源系统：包括源点和发送器。
在模拟信道中，需要用调制设备把数字信号调制到载波上 再进行发送。
在数字信道中，需要用编码设备对数字信号编码后再进行 发送。
目的系统：包括接收器和终点。 在模拟信道中，需要用解调设备把数字信号从载波中分离。
在数字信道中，需要用解码设备对收到的信号进行解码， 然后传递给计算机。
01101001 1
差分曼彻斯特码用边界跳变的 方式来决定数值，这种方式更 易于检测。
曼彻斯特码不需要额外的时钟同步信号。
曼彻斯特码用跳变表示数值，更易于检测，抗干扰能力 也较强。
练习：
1、写出下面曼彻斯特码代表 的数字代码：
3、写出下面差分曼彻斯特码 代表的数字代码：
0
2、画出数字代码00101的曼 4、画出数字代码00101的差
把传输介质的信号带宽划分为若干个互不交叠的频段，多 个信号调制在不同的载波频率上，每个信号占据一个频段。
FDM适用于模拟信道。优点是信道的利用率高；缺点是 设备复杂，抗干扰能力差。
二、时分多路复用技术(TDM)
将一条线路按工作时间划分若干个周期，每个周期再划 分若干时间片，轮流分配给各个信源使用。
常用的调制解调设备是调制解调器(Model)； 常用的编码解码设备是网卡(NIC)。
一般，我们把源点和终点称为数据终端设备(DTE)， 把发送器和接收器称为数据电路端设备(DCE)。
2.3 数据的调制与编码
调制：将数据加载在一种连续的频率固定的载波信号上。 解调：将数据从载波上分离出来。
一、模拟数据的调制
采样时间一般定在每个码元的 中心位置，采样时间间隔应等 于码元时间间隔。
双极性不归零码：用正电流表示二进制数字1，用负电 流表示二进制数字0。
01101001
采样时间
不归零码在码元之间没有间隔，不易互相识别。接收端 需要通过时钟（采样时间）进行同步才能识别数据。
2、单极性归零码和双极性归零码
单极性归零码：在每一个码元时间间隔内，当发1时，发
出正电流，但发电流的时间短于一个码元的时间；当发0
时，不发送电流。
在每个码元时间间隔内，
01101001
如果存在窄脉冲就是1，
没有窄脉冲就是0。
采样时间应定位在能检测 采样时间 出窄脉冲的位置。
双极性归零码：在每一个码元时间间隔内，当发1时，发 出正的窄脉冲；当发0时，发出负的窄脉冲。
01101001
三、信道
信道是信号传输的物理通道。 信道包括传输介质和附属的通信设备。 按传输介质划分，信道可分为有线信道和无线信道。 按传输的信号类型可分为模拟信道和数字信道。
2.2 数据通信系统的模型
用模拟信道进行通信的系统：
PC机
Modem
通信网络
Modem
PC机Байду номын сангаас
用数字信道进行通信的系统：
PC机
通信网络
PC机
采样时间
在每个码元时间间隔内，如 果存在正的窄脉冲就是1， 如果存在负的窄脉冲就是0。
归零码相当于在码和码之间插入了一小段时间间隔，这 样更方便用电路进行识别。
单极性归零码仍需要用时钟（采样时间）进行同步。双 极性归零码可以不需要时钟。
3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码
曼彻斯特码：将每比特信号周期T分为前T/2和后T/2， 用前T/2传输该比特的原（反）码，用后T/2传输该比特 的反（原）码。
01101001
曼彻斯特码在每个T/2处都存在 电平跳变，两次跳变的间隔只 能是T或T/2，所以通过提取跳 变就可以识别数据，不需要另 外的同步信号。
差分曼彻斯特码：将每比特信号周期T分为前T/2和后 T/2，在每个T/2处都会发生跳变，作为同步之用。用每 个比特的边界识别数据，通常规定，在边界处有跳变者 代表0，无跳变者代表1。
编码和解码用于数字信道的信号传输。 编码和解码既可以对数字数据进行，也可以对模拟数据 进行。
一、数字数据的编码
1、单极性不归零码和双极性不归零码
单极性不归零码：用有电流表示二进制数字1，用无电 流表示二进制数字0。
01101001
码元时间间隔：一个代码持续 的时间。
采样时间
采样时间：用于检测信号所代 表的数值。
第2章 数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
一、数据
数据是信息的表达方式，可以是数字、文字、声音、 图像等多种不同的形式。 在计算机系统中，所有的数据都以二进制代码表示。
二、信号
信号是数据在传输过程中的物理表现形式。 信号有模拟信号和数字信号两类。
1、模拟信号
2、数字信号
指随时间连续变化的信号。 指随时间跳变的信号。
三、波分多路复用技术(WDM)
WDM是频分多路复用的一个变种，用于光纤信道。它使 用的衍射光栅是无源的，可靠性非常高。
2.7 数据通信技术
一、数据通信方式
数据传输有两种方式：并行通信和串行通信。
1、并行通信 可同时传输多位数据。 并行通信传输速率高，但需要使用多根通信线路，一 般用于近距离的设备之间或设备内部。
模拟数据的调制常用的有：幅度调制（调幅）、频率调 制（调频）。
二、数字数据的调制
数字数据的调制常用的有：幅移键控法、频移键控法、 相移键控法。
只有当信号需要在模拟信道上传送时才需要调制，到接 收端需要解调。
编码与解码
在计算机内部的数字数据一般不适合于直接传输，通常 需要经过重新编码后再进行传输。在接收端，需要把收 到的信号还原为原来的形式，称为解码。
二、频带传输
频带传输用于模拟信道的传输，常用于远距离传输； 频带传输需要调制解调设备进行发送和接收； 频带传输可同时传送多路信号。
2.6 多路复用技术
多路复用技术是在同一传输介质上传输多个不同信源发出 的信号。
常用的多路复用技术有频分多路复用、时分多路复用和波 分多路复用。
一、频分多路复用技术(FDM)
彻斯特码。
分曼彻斯特码。
11011
01100
0
00101
00101
0
二、模拟数据的编码
模拟数据也可以用数字信号进行编码。
它利用采样的方法进行模数转换，然后再对获得的数 字信号进行重新编码就可以传输了。
模拟信号
数字信号
模/数转换
编码
2.4 基带传输和频带传输
一、基带传输
基带传输用于数字信道的传输； 基带传输每一时刻只能传输一路信号； 基带传输不需要调制解调设备，但需要编码解码设备。 基带传输速度快，但传输距离较短。
一个通信系统由源系统、传输系统和目的系统组成。
源系统：包括源点和发送器。
在模拟信道中，需要用调制设备把数字信号调制到载波上 再进行发送。
在数字信道中，需要用编码设备对数字信号编码后再进行 发送。
目的系统：包括接收器和终点。 在模拟信道中，需要用解调设备把数字信号从载波中分离。
在数字信道中，需要用解码设备对收到的信号进行解码， 然后传递给计算机。
01101001 1
差分曼彻斯特码用边界跳变的 方式来决定数值，这种方式更 易于检测。
曼彻斯特码不需要额外的时钟同步信号。
曼彻斯特码用跳变表示数值，更易于检测，抗干扰能力 也较强。
练习：
1、写出下面曼彻斯特码代表 的数字代码：
3、写出下面差分曼彻斯特码 代表的数字代码：
0
2、画出数字代码00101的曼 4、画出数字代码00101的差
把传输介质的信号带宽划分为若干个互不交叠的频段，多 个信号调制在不同的载波频率上，每个信号占据一个频段。
FDM适用于模拟信道。优点是信道的利用率高；缺点是 设备复杂，抗干扰能力差。
二、时分多路复用技术(TDM)
将一条线路按工作时间划分若干个周期，每个周期再划 分若干时间片，轮流分配给各个信源使用。
常用的调制解调设备是调制解调器(Model)； 常用的编码解码设备是网卡(NIC)。
一般，我们把源点和终点称为数据终端设备(DTE)， 把发送器和接收器称为数据电路端设备(DCE)。
2.3 数据的调制与编码
调制：将数据加载在一种连续的频率固定的载波信号上。 解调：将数据从载波上分离出来。
一、模拟数据的调制
采样时间一般定在每个码元的 中心位置，采样时间间隔应等 于码元时间间隔。
双极性不归零码：用正电流表示二进制数字1，用负电 流表示二进制数字0。
01101001
采样时间
不归零码在码元之间没有间隔，不易互相识别。接收端 需要通过时钟（采样时间）进行同步才能识别数据。
2、单极性归零码和双极性归零码
单极性归零码：在每一个码元时间间隔内，当发1时，发
出正电流，但发电流的时间短于一个码元的时间；当发0
时，不发送电流。
在每个码元时间间隔内，
01101001
如果存在窄脉冲就是1，
没有窄脉冲就是0。
采样时间应定位在能检测 采样时间 出窄脉冲的位置。
双极性归零码：在每一个码元时间间隔内，当发1时，发 出正的窄脉冲；当发0时，发出负的窄脉冲。
01101001
三、信道
信道是信号传输的物理通道。 信道包括传输介质和附属的通信设备。 按传输介质划分，信道可分为有线信道和无线信道。 按传输的信号类型可分为模拟信道和数字信道。
2.2 数据通信系统的模型
用模拟信道进行通信的系统：
PC机
Modem
通信网络
Modem
PC机Байду номын сангаас
用数字信道进行通信的系统：
PC机
通信网络
PC机
采样时间
在每个码元时间间隔内，如 果存在正的窄脉冲就是1， 如果存在负的窄脉冲就是0。
归零码相当于在码和码之间插入了一小段时间间隔，这 样更方便用电路进行识别。
单极性归零码仍需要用时钟（采样时间）进行同步。双 极性归零码可以不需要时钟。
3、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码
曼彻斯特码：将每比特信号周期T分为前T/2和后T/2， 用前T/2传输该比特的原（反）码，用后T/2传输该比特 的反（原）码。
01101001
曼彻斯特码在每个T/2处都存在 电平跳变，两次跳变的间隔只 能是T或T/2，所以通过提取跳 变就可以识别数据，不需要另 外的同步信号。
差分曼彻斯特码：将每比特信号周期T分为前T/2和后 T/2，在每个T/2处都会发生跳变，作为同步之用。用每 个比特的边界识别数据，通常规定，在边界处有跳变者 代表0，无跳变者代表1。
编码和解码用于数字信道的信号传输。 编码和解码既可以对数字数据进行，也可以对模拟数据 进行。
一、数字数据的编码
1、单极性不归零码和双极性不归零码
单极性不归零码：用有电流表示二进制数字1，用无电 流表示二进制数字0。
01101001
码元时间间隔：一个代码持续 的时间。
采样时间
采样时间：用于检测信号所代 表的数值。
第2章 数据通信的基础知识
2.1 数据通信的基本概念
一、数据
数据是信息的表达方式，可以是数字、文字、声音、 图像等多种不同的形式。 在计算机系统中，所有的数据都以二进制代码表示。
二、信号
信号是数据在传输过程中的物理表现形式。 信号有模拟信号和数字信号两类。
1、模拟信号
2、数字信号
指随时间连续变化的信号。 指随时间跳变的信号。