第02章-数据通信与广域网技术

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1、作业:77-79页一二、1,2,3,7三、1,5,6四、2,3本章学习要求本章学习要求：掌握：掌握：数据通信的基本概念数据通信的基本概念了解：了解：传输介质类型及主要特性传输介质类型及主要特性了解：了解：无线与卫星通信技术的基本概念无线与卫星通信技术的基本概念掌握：掌握：数据编码的类型和基本方法数据编码的类型和基本方法了解：了解：基带传输的基本概念基带传输的基本概念掌握：掌握：频带传输的基本概念频带传输的基本概念掌握掌握：多路复用的分类与特点多路复用的分类与特点掌握：掌握：广域网中的数据交换技术的类型与工作原理广域网中的数据交换技术的类型与工作原理 掌握：掌握：差错控制方法差错控制方法 2.1

2、 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 2.1.1 信息、数据与信号信息、数据与信号通信的目的是交换信息，通信的目的是交换信息， 信息的载体可以是数字、文信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合；母、数字、语音、图形或图像的组合； 为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示；形或图像用二进制代码的数据来表示； 为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号

3、编码的方式表示；字信号编码的方式表示；数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的比特序列的模拟或数字信号的过程。过程。 信息编码标准信息编码标准ASCII 码被国际标准化组织码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准接受，成为国际标准ISO 646，又称为国际，又称为国际5号码号码;它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准;ASCII码采用码采用7位二进制比特编码，可以表示位二进制比特编码，可以表示128个字个字符符;字符分为图形

4、字符与控制字符两类。图形字符包括数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。字、字母、运算符号、商用符号等。 多媒体网络应用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；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；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；信系统具有高速率与低延时的特性；如果每帧图像由如果

5、每帧图像由1024768个点阵组成，图像颜色有个点阵组成，图像颜色有256种，每个种，每个点阵用点阵用1字节二进制数表示，每秒钟传送字节二进制数表示，每秒钟传送30帧图像，那么每秒钟帧图像，那么每秒钟需要传送需要传送235,929,601字节；字节；如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音信号进行如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音信号进行22,050次取次取样，每次取样值用样，每次取样值用1字节表示，那么单声道每秒钟需要传送字节表示，那么单声道每秒钟需要传送22,050字节；双声道立体声每秒钟需要传送字节；双声道立体声每秒钟需要传送44,100字节；字节；多媒体技术在网络中的应用，将对数据通

6、信系统提出更高的要求多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。 信号的概念信号的概念 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；信号是数据在传输过程中电信号的表示形式；模拟信号（模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的；）的信号电平是连续变化的；数字信号（数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表示）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；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。拟通信系统与数字通信系统两种。 模拟

7、信号与数字信号波形模拟信号与数字信号波形 (a)(a)v(t)v(t)tt(b)(b)2.1.2 数据传输类型与通信方式数据传输类型与通信方式 网络中两台计算机的通信过程网络中两台计算机的通信过程 通信子网通信子网资源子网资源子网CCPBCCPDCCPCCCPECCPACCPF主机H主机HAB网络通信系统设计中要解决的几个基本问题网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：数据传输类型数据传输类型 模拟通信模拟通信 数字通信数字通信 数据通信方式数据通信方式 串行通信串行通信、并行通信并行通信 单工通信单工通信、半双工或全双工通信半双工或全双工通信同步方式同步方式 同步通信同步通信 异步通信异步通

8、信串行通信与并行通信串行通信与并行通信 发送端接收端串行通信信道串行通信信道(a)(a)发送端b0b1b2b3b4b5b6b7b7b6b5b4b3b2b1b0接收端b0b1b2b3b4b5b6b7并并行行通通信信信信道道(b)(b)单工、半双工与全双工通信单工、半双工与全双工通信 发送接收单向通道单向通道双向通道双向通道双向通道双向通道(a)(a)(b)(b)(c)(c)发送接收接收发送发送接收接收发送同步通信与异步通信同步通信与异步通信一个或多个SYN字符控制字符数据字符SYNSYN控制字符t字节5字节4字节3字节3字节2字节1bbbbbbb终止位(逻辑 0 )起始位(逻辑 1 )65432

9、10同步通信异步通信2.2 传输介质及其主要特性传输介质及其主要特性2.2.1 传输介质的主要类型传输介质的主要类型双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤电缆光纤电缆无线与卫星通信信道无线与卫星通信信道传输介质的特性传输介质的特性：物理特性：传输介质物理结构的描述；物理特性：传输介质物理结构的描述；传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及 调制技术、传输容量、传输的频率范围；调制技术、传输容量、传输的频率范围；连通特性：允许点连通特性：允许点- -点或多点连接；点或多点连接；地理范围：传输介质最大传输距离；地理范围：传输介质最大传输距离；抗干扰性：

10、传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据 影响的能力；影响的能力；相对价格：器件、安装与维护费用。相对价格：器件、安装与维护费用。双绞线（双绞线（Twisted Pair）双绞线由两条相互绝缘的铜线象螺纹一样扭绞在一起。扭绞的目双绞线由两条相互绝缘的铜线象螺纹一样扭绞在一起。扭绞的目的是为了减少线对之间的电磁干扰。的是为了减少线对之间的电磁干扰。电话端局到用户电话之间使用双绞线传输模拟的语音信号，距离电话端局到用户电话之间使用双绞线传输模拟的语音信号，距离可达可达56公里。公里。在很多数字租用线路上，几公里范围内的传输速率可达几在很多数字租用线路上，几

11、公里范围内的传输速率可达几Mbps。在在LAN中，以太网可在中，以太网可在100米距离内使双绞线上的速率达到米距离内使双绞线上的速率达到10 Mbps、100 Mbps，甚至是不可思议的，甚至是不可思议的250 Mbps。经常把经常把4对双绞线封装在塑料套中构成所谓的非屏蔽双绞线对双绞线封装在塑料套中构成所谓的非屏蔽双绞线UTP（Unshielded TP），其中有两类最常用于计算机网络：），其中有两类最常用于计算机网络： 3类（类（category 3）UTP：较早应用于：较早应用于10 Mbps以太网和电话通以太网和电话通信，其扭绞程度较为松散。信，其扭绞程度较为松散。 5类（类（cate