第2章 数据通信基础

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1、计算机网络技术基础计算机网络技术基础 任课老师:刘洵玉湖南省临湘市职业中专第第2 2章数据通信基础章数据通信基础本章要点2.1 数据通信的基本概念2.2 数据传输介质2.3 数据交换技术2.4 数据编码与调制2.5 多路复用技术2.6 数据通信方式2.7 差错控制与校验第第2 2章数据通信基础章数据通信基础 本章要点本章要点数据通信的基本概念数据传输介质信息交换技术数据编码与调制多路复用技术数据通信方式差错控制与校验2.1.12.1.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念1.信息、数据和信号 (1) 信息：不同领域对信息有着不同的定义。一般认为，信息是人对现实世界事物存在方式和运行状态的某种认

2、识，是客观事物属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。(2) 数据： 把事物的某些属性规范化后的表现形式。它可以被识别，也可以被描述。狭义的“数据”通常指具有一定数据特征的信息，如统计数据、测量数据、气象数据及计算机中区别于程序的一些计算机数据等。但是在计算机网络中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码，即“信息的数字化形式”或“信息的二进制表示形式”。(3) 信号： 数据在传输过程中的电磁波表示形式，是数据的电子或电磁编码。数据以信号的形式在网络中传播。数据可以用数字信号和模拟信号两种方式来表示。 模拟信号(analog signal)：变化

3、值是连续的(如数学中的实数)。自然界中的物理量一般均为模拟信号。数字信号(digital signal)：变化值是离散的(如数字中的整数)。计算机内部传输和处理的均为数字信号(1和0)，数字信号具有对称的方波波形。2.数据通信系统 通信的目的是传输信息。为了实现这一目的，通信必须具备3个必要条件：信源、媒体和信宿。信源、媒体和信宿也称为通信的三要素。信源是发出信息的信息源，信息源可以是人，也可以是机器。 2.1.2数据通信系统的分类 在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，传输数字信号的系统称为数字通信系统。1.模拟通信系统模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪

4、声源组成。信源所产生的原始模拟信号一般要经过调制后再通过信道传输。到达信宿后，再通过解调器将信号解调出来。 (1)传输的信号是连续的，叠加噪声干扰后不易消除，即抗干扰能力较差; (2)不易保密通信; (3)设备不易大规模集成; (4)不适应飞速发展的计算机通信的要求。2.数字通信系统数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信源译码器、信道译码器、信宿、噪声源组成。在发送端还有时钟同步系统。数字通信的主要优点: （1）抗干扰能力强; （2）差错可控;（3）易加密;（4）易于与现代技术相结合;数字通信的缺点:（1）频带利用率不高;（2）系统设备比较复杂。2.1.32.1.

5、3数据通信系统的主要质量指标数据通信系统的主要质量指标1.数据传输速率(1)数据传输速率数据传输速率又称比特率，指单位时间内所传送的二进制位数的个数，单位为比特每秒，表示为b/s。 (2)信号传输速率信号传输速率又称波特率或调制速率，指单位时间内所传送的信号的个数，单位为baud(波特) (3)比特率与波特率的关系比特率与波特率都是衡量信息在传输线路上传输快慢的指标，但两者针对的对象有所不同，比特率针对的是二进制位数传输，波特率针对的是信号波形的传输 (4）带宽与数据传输速率在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率。通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着密切的关系，所谓带

6、宽指的是频带的宽度，用来描述传输信道的容量，所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。 2.误码率和误比特率误码率是指码元在传输过程中，错误码元占总传输码元的比率，可用如下公式表示：误码率=传输出错的码元数/传输的总码元数误比特率是指在传输过程中，传输出错的比特数占传输的总比特数的比率，可用如下公式表示：误比特率=传输出错的比特数/传输的总比特数3.信道带宽和信道容量信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，通常称为信道的通频带，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为3003 400 Hz，则它的带宽范围也是3003 400 Hz

7、。2.22.2数据传输介质数据传输介质2.2.1传输介质基本概念数据传输介质是指传送信息的载体，是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。因此，传输介质也称传输媒体、传输媒介或传输线路。 1.传输介质的分类 通信介质分为有线介质和无线介质两大类。网络中常用的有线介质是双绞线、同轴电缆和光纤；常用的无线介质是无线电波、微波和红外线等 2.传输介质的特性（1）物理特性：指传输介质的特征。（2）传输特性：传输信号调制技术、信道容量及传输的频带范围。（3）覆盖地理范围：指在不用中继设备情况下，无失真传输所能达到的最大距离。（4）抗干扰特性：指防止噪声对传输信息影响的能力。（5）价格：指线路安装、维护等

8、费用总和。2.2.22.2.2有线介质有线介质双绞线 同轴电缆 光纤 2.2.32.2.3无线传输介质无线传输介质无线电短波通信蜂窝无线通信地面微波接力通信卫星通信VSAT卫星通信红外线和激光2.3数据交换技术数据在通信线路上传输的最简单的形式是：在两个用某种类型的传输介质直接连接的设备之间进行通信。但是直接连接两个设备常常是不现实的，一般通过有中间节点的网络把数据从源地发送到目的地，以实现通信。这些中间节点并不关心数据内容，目的是提供一个交换设备。用这个交换设备把数据从一个节点传到另一个节点，直至到达目的地。通常使用的数据交换技术有三种：线路交换、报文交换、分组交换。2.3.1线路交换线路交

9、换(Circuit Switching)是通过网络节点在两个站之间建立一条专用的通信通道。线路一旦接通，相连接的两个站便可以直接通信，交换装置对通信双方的通信内容不进行任何干预。电话系统就是最普通的线路交换的例子。1.线路交换原理线路交换方式与电话交换方式的工作过程很类似。在线路交换中，两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个实际的物理线路连接 （1）线路建立阶段（2）数据传输阶段（3）线路释放阶段2.线路交换方式的特点通信通道利用率很低，连接期间该通道完全被用于整个连接过程，即使没有数据传送，别人也无法使用。实时性好，连接期间无延迟，一旦线路建立，网络对于用户实际上