第2章数据通信基础技术(1)

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1、第第2章章 数据通信基础技术数据通信基础技术 网络技术与应用网络技术与应用2.1 数据通信原理数据通信原理2.2 数据传输介质数据传输介质2.3 数据传输方式数据传输方式2.4 多路复用技术多路复用技术2.5 数据交换技术数据交换技术v 回顾：回顾：计算机网络技术是计算机网络技术是通信技术通信技术和和计算机技术计算机技术相结合的产物。相结合的产物。网络最基本的功能是网络最基本的功能是数据通信数据通信和和资源共享资源共享。计算机间的通信是实现资源共享的基础。计算机间的通信是实现资源共享的基础。v那么如何才能将不同计算机系统中的信号进行传那么如何才能将不同计算机系统中的信号进行传输呢？输呢？信号信

2、号编码编码传输传输交换交换1为了使数据在网络中传输，必须把数据变化为了使数据在网络中传输，必须把数据变化成某种信号（电信号或光信号）。成某种信号（电信号或光信号）。数据通信分为模拟通信和数字通信两类。数据通信分为模拟通信和数字通信两类。52022-6-142.1 数据通信原理数据通信原理一、数据通信基本概念一、数据通信基本概念 v数据通信是指依照一定的协议，利用数据传数据通信是指依照一定的协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递信息。输技术在两个终端之间传递信息。v通信系统由通信系统由信源、发信终端、传输媒介、收信源、发信终端、传输媒介、收信终端和信宿信终端和信宿组成组成。v通信系统分为通信系

3、统分为模拟模拟和和数字数字通信两类，分别传通信两类，分别传输数据的信号为模拟和数字信号。输数据的信号为模拟和数字信号。v数据通信系统是传送和交换数据的通信系统。数据通信系统是传送和交换数据的通信系统。由数据终端子系统、数据传输子系统和数据由数据终端子系统、数据传输子系统和数据处理子系统三部分组成。处理子系统三部分组成。2022-6-15模拟通信系统与数字通信系统模拟通信系统与数字通信系统v1.模拟通信系统是通过调制器把信源传入信模拟通信系统是通过调制器把信源传入信道，再由接收端收到进行解调还原给信宿。道，再由接收端收到进行解调还原给信宿。优点是信道利用率高，缺点是抗干扰能力差，优点是信道利用率

4、高，缺点是抗干扰能力差，安全性差。安全性差。v2.数字通信系统是在模数互换器的作用下把数字通信系统是在模数互换器的作用下把模拟信号转为数字信号，采用多种方式传输模拟信号转为数字信号，采用多种方式传输到信宿。到信宿。2022-6-162.1.3 数据通信的主要指标数据通信的主要指标数据通信的主要指标是指衡量数据传输的有效性和数据通信的主要指标是指衡量数据传输的有效性和可靠性的参数：可靠性的参数：v带宽带宽，对于模拟信道，带宽是传输媒体能够传送，对于模拟信道，带宽是传输媒体能够传送信号的频率范围，单位是信号的频率范围，单位是Hz。对于数字信道，则。对于数字信道，则指在信道上能够传送的数字信号的速率

5、，即数据指在信道上能够传送的数字信号的速率，即数据传输速率传输速率S 。v最大数据最大数据传输速率传输速率S：在信道的有效带宽上单位：在信道的有效带宽上单位时间内所传送的二进制代码的有效位数（时间内所传送的二进制代码的有效位数（b/S或或者者bps）。通常来说，带宽越高，其最大数据传）。通常来说，带宽越高，其最大数据传输速率也越高。输速率也越高。2022-6-17误码率误码率Pv误码率是指二进制码元在数据传输中被误码率是指二进制码元在数据传输中被传错的概率，单位为百分比。传错的概率，单位为百分比。 P传错码元数传错码元数/传输总码元数传输总码元数信道容量信道容量v信道容量：指物理信道上能够传输

6、数据信道容量：指物理信道上能够传输数据的最大能力。香农定理：信道的带宽和的最大能力。香农定理：信道的带宽和信噪比越高，则信道的容量就越高。信噪比越高，则信道的容量就越高。2022-6-18吞吐量吞吐量v吞吐量（吞吐量（Throughput），是指单位时间内），是指单位时间内成功地传送数据的数量，它是实际测试出来成功地传送数据的数量，它是实际测试出来的结果，单位为的结果，单位为bps。吞吐量是评价计算机。吞吐量是评价计算机网络有效性的重要性能指标网络有效性的重要性能指标v吞吐量由于受网络设备性能及物理环境影响，吞吐量由于受网络设备性能及物理环境影响，通常都小于网络的设计数据传输速率。通常都小于网

7、络的设计数据传输速率。2022-6-19时时 延延v时延时延是指数据包从一个网络的一端传送的另一个端是指数据包从一个网络的一端传送的另一个端所需要的时间，它包括了发送时延、传播时延和处所需要的时间，它包括了发送时延、传播时延和处理时延三部分。理时延三部分。发送时延，指数据包从计算机进入传输媒体所需要的时间。发送时延，指数据包从计算机进入传输媒体所需要的时间。传播时延，指电磁波在传输媒体中的传播时间。传播时延，指电磁波在传输媒体中的传播时间。处理时延，指中间节点对数据包进行存储转发的处理时间。处理时延，指中间节点对数据包进行存储转发的处理时间。v一般来说，由于通信距离过远，卫星通信网络是一一般来

8、说，由于通信距离过远，卫星通信网络是一个高带宽高时延的网络，而光纤网络是一个高带宽个高带宽高时延的网络，而光纤网络是一个高带宽低时延的网络。低时延的网络。2022-6-1102. 1.4 数据传输介质数据传输介质传输介质又称为通信介质或媒体，它决定了网传输介质又称为通信介质或媒体，它决定了网络的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的络的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性等。可靠性等。| 有线：有线：电话线、双绞线、同轴电缆、光导纤维电话线、双绞线、同轴电缆、光导纤维电缆。电缆。| 无线：无线：微波及卫星通信、红外通信、激光通信。微波及卫星通信、红外通信、激光通信。 传输介质的特性对网

9、络数据通信的质量有很大影响，传输介质的特性对网络数据通信的质量有很大影响，这些特性是：这些特性是：物理特性：物理特性：说明传输媒体的特性。说明传输媒体的特性。传输特性：传输特性：包括是使用模拟信号发送还是使用数字包括是使用模拟信号发送还是使用数字信号发送、调制技术、传输容量及传输频率范围。信号发送、调制技术、传输容量及传输频率范围。连通性：连通性：采用点到点连接还是多点连接。采用点到点连接还是多点连接。地理范围：地理范围：在不用中间设备并将失真限制在允许范在不用中间设备并将失真限制在允许范围内的情况下，整个网络所允许的最大距离。围内的情况下，整个网络所允许的最大距离。抗干扰性：抗干扰性：防止噪

10、音、电磁干扰对传输数据影响的防止噪音、电磁干扰对传输数据影响的能力。能力。相对价格：相对价格：包括元件、安装和维护等价格。包括元件、安装和维护等价格。 82022-6-1121、 双绞线是由若干对铜线组成，每对有两条相双绞线是由若干对铜线组成，每对有两条相互绝缘的铜线或钢包铜线按一定规则绞合在一起，互绝缘的铜线或钢包铜线按一定规则绞合在一起，采用这种绞合起来的结构是为了减少对邻近线对采用这种绞合起来的结构是为了减少对邻近线对的电磁干扰。的电磁干扰。|屏蔽双绞线屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted Pair)|非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP(UnShielded Twisted P

11、air) 屏蔽双绞线屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 v以铝箔屏蔽以减以铝箔屏蔽以减少干扰少干扰双绞线外没有任何附加屏蔽双绞线外没有任何附加屏蔽 屏蔽双绞线屏蔽双绞线 STP：提高了抗干扰能力，但价格较高。提高了抗干扰能力，但价格较高。 非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线 UTP：抗干扰能力差一些，但在规定的抗干扰能力差一些，但在规定的距离内传输性能好且价格便宜，常用。距离内传输性能好且价格便宜，常用。 102022-6-114网络数据传输的双绞线电缆一般由网络数据传输的双绞线电缆一般由4 4对双绞线组成。对双绞线组成。噪音噪音串扰串扰信号衰减信号衰减影响双绞线传输性能影响双绞线传输性能2、(Coa