第3章数据通信技术

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1、互联网体系结构数据通信技术 互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三2 of 49HiNECHiNEC本章目标 i了解数据传输技术及相关概念了解数据传输技术及相关概念i熟悉通信交换技术熟悉通信交换技术i了解介质访问方式了解介质访问方式i熟悉常用通信传输介质熟悉常用通信传输介质 互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三3 of 49HiNECHiNEC3.1 数据通信技术 i涉及的内容涉及的内容 基本概念基本概念 传输技术传输技术 编码技术编码技术 复用技术复用技术互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三4 of 49HiNECHiNEC3.1.1 基本概念 i信息

2、和信号信息和信号信息信息(Information)：是消息：是消息(Message)所包含的内容，它的所包含的内容，它的表现形式是：数字、文字、语音、图形和图像等。表现形式是：数字、文字、语音、图形和图像等。信号信号(Signal)：是数据：是数据(Data)的表现形式，或称数据的电磁的表现形式，或称数据的电磁或电子编码，它使数据能以适当的形式在介质传输。或电子编码，它使数据能以适当的形式在介质传输。i数据数据人读数据：语言、文字、数字、图形、图像等人读数据：语言、文字、数字、图形、图像等机读数据：计算机可辨识的数据机读数据：计算机可辨识的数据(0、1)互联网体系结构2022年年6月月1日星期

3、三日星期三5 of 49HiNECHiNEC3.1.2 传输技术 3.1.2.1 信道i信道信道(Channel)：传输信息的必经之路：传输信息的必经之路i分类分类 有线信道与无线信道有线信道与无线信道 窄带、宽带和话音频带窄带、宽带和话音频带 模拟信道和数字信道模拟信道和数字信道 物理信道和逻辑信道物理信道和逻辑信道 独占信道和共享信道独占信道和共享信道互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三6 of 49HiNECHiNEC3.1.2.2 通信方式 i单向通信单向通信( (单工通信单工通信) ) i双向交替通信双向交替通信( (半双工通信半双工通信) ) i双向同时通信双向同时通

4、信( (全双工通信全双工通信) ) 互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三7 of 49HiNECHiNEC3.1.2.3 信号传输方式 i基带传输基带传输 将脉冲信号不经加工地在信道上传输，将脉冲信号不经加工地在信道上传输，称为称为“基带传输基带传输”。 i频带传输频带传输 将信号调制到一个频率比较高的载波上，将信号调制到一个频率比较高的载波上，然后进行传输，这种方式称为然后进行传输，这种方式称为“频带传频带传输输”。互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三8 of 49HiNECHiNEC3.1.3 常用通信术语和指标3.1.3.1 码元与码字 i码元：码元是对于网络

5、中传送的二进制码元：码元是对于网络中传送的二进制数字中每一位的通称，也常称作数字中每一位的通称，也常称作“位位”或或bit。例如。例如1010101，共有，共有7个位。个位。i码字：其中的码字：其中的0或或1成为码字。成为码字。互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三9 of 49HiNECHiNEC3.1.3.2 字节i8 位二进制位组成一个字节位二进制位组成一个字节i更大的计量单位更大的计量单位 1 KB = 1024 bits 1 MB = 1024 KB 1 GB = 1024 MB 1 TB = 1024 GBi某些设备采用千进位，如硬盘容量某些设备采用千进位，如硬盘容量互

6、联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三10 of 49HiNECHiNEC3.1.3.3 数据传输速率i两种度量单位：两种度量单位： 波特率：在线路上单位时间内传送的波波特率：在线路上单位时间内传送的波形个数，单位是形个数，单位是“波特波特(baud)”。 比特率：在单位时间内所传送的二进制比特率：在单位时间内所传送的二进制位数，单位是位数，单位是“每秒比特位每秒比特位”，以，以 bits/s 或或 bps 表示。表示。互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三11 of 49HiNECHiNEC3.1.3.3 数据传输速率(续)i速率速率 带宽：模拟信道用带宽：模拟信道用“

7、带宽带宽(又称通频带又称通频带)” 来表示来表示信道传输信息的能力。即在信道中所能传输信信道传输信息的能力。即在信道中所能传输信号的最高频率与最低频率之差，其单位是号的最高频率与最低频率之差，其单位是Hz(KHz、Mhz、GHz的等的等)。 数字信道用波特率或比特率来表示信道传输信数字信道用波特率或比特率来表示信道传输信息的能力。息的能力。互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三12 of 49HiNECHiNEC3.1.3.4 误码率i衡量通信系统线路质量的重要参数。衡量通信系统线路质量的重要参数。i定义：定义： 二进制符号在传输系统中被传错的概率。二进制符号在传输系统中被传错的概

8、率。 近似：被传错的二进制符号数与所传二进制符近似：被传错的二进制符号数与所传二进制符号总数的比值。即：号总数的比值。即： 计算机系统要求计算机系统要求10-9误码率误码率=传错的二进制符号数传错的二进制符号数所传二进制符号总数所传二进制符号总数互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三13 of 49HiNECHiNEC3.1.3.5 信道容量i信道能无错误地传送信息的最大速率。信道能无错误地传送信息的最大速率。i奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)准则：准则： 最高码元传输速率最高码元传输速率=2*W (baud) W 为带宽，单位是为带宽，单位是Hz互联网体系结构2022年年6月月

9、1日星期三日星期三14 of 49HiNECHiNEC3.1.4 数据编码技术 i将数据表示成适当的形式，以便于数据将数据表示成适当的形式，以便于数据的传输和处理。的传输和处理。i 常用的编码方式常用的编码方式 数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码 模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三15 of 49HiNECHiNEC3.1.4.1 数字数据的数字信号编码 i用不同的电压值表示用不同的电压值表示“0”和和“1” 。i常用的编码方式有：常用的编码方式有： 非归零编码非归零编码(NRZ

10、) 曼彻斯特编码曼彻斯特编码(Manchester) 差 分 曼 彻 斯 特 编 码差 分 曼 彻 斯 特 编 码 ( D i f f e r e n t i a l Manchester) 互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三16 of 49HiNECHiNEC3.1.4.1.1 非归零(NRZ)编码 i单极性不归零码单极性不归零码 i双极性不归零码双极性不归零码互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三17 of 49HiNECHiNEC3.1.4.1.2 曼彻斯特编码 i解决信号同步问题。其编码规则是：解决信号同步问题。其编码规则是： 每每bit的周期分为前后两部分

11、；的周期分为前后两部分； 前半周期传送该前半周期传送该bit的原码，后半周期传送该的原码，后半周期传送该bit的反码。的反码。 i或者说，用电压的正跳变表示或者说，用电压的正跳变表示0，电压的负跳变表示，电压的负跳变表示1。 互联网体系结构2022年年6月月1日星期三日星期三18 of 49HiNECHiNEC3.1.4.1.3 差分曼彻斯特编码 i曼彻斯特编码的一种修改格式，其特点是：曼彻斯特编码的一种修改格式，其特点是： 每每bit的中间跳变只做同步之用；的中间跳变只做同步之用； 每每bit的值根据其起始边界是否发生跳变来决定。的值根据其起始边界是否发生跳变来决定。若起始处有跳变表示若起始