第2章数据通信基础（PPS文件）.ppt

计算机网络技术基础  任课老师:田家华 第2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2章数据通信基础 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 2.1.1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。 ①模拟信号(analog signal)：变化值是连续的(如数学中的实数)。自然界中的物理量一般均为模拟信号。 ②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)不易必威体育官网网址通信; (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。 2.1.3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300～3 400 Hz，则它的带宽范围也是300～3 400 Hz。 2.2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