第2章数据通信.doc

教学对象 ? 教学时间 年 月 日 教学内容 第2章　数据通信 2.1　数据通信的基本概念 教学目的 通过本节内容的学习，能够正确理解数据通信的相关概念，掌握通信系统模型，深刻把握数字化是信息社会发展的必然趋势的原因。 教学重点 数据、信息、信号的定义；通信模型；模拟传输与数字传输的区别。 教学难点 理解模拟传输与数字传输的过程、优缺点和二者的区别。 建议学时 1学时 教学教具 多媒体教学系统 教学方法 讲授（PPT） 演示设计 板书设计 2.1.1　数据、信息和信号 2.1.2　通信系统模型 2.1.3　数据传输方式 2.1.4　物理信道的连接方式 2.1.5　串行通信与并行通信 2.1.6　数据通信方式 2.1.7　数字化是信息社会发展的必然趋势 教学过程 课程导入 介绍本章在整个课程中的基础地位： 计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物； 本章介绍了数据通信的基本概念、基本原理和实用技术，是后面章节的理论基础； 数据通信技术在迅速发展。 提出学习要求： （１）牢固掌握数据通信的基本概念； （２）理解数据通信的基本原理； （３）掌握数据通信的实用技术； （４）了解通信技术必威体育精装版发展动向，培养快速跟踪网络技术发展的知识基础与能力。 ? 提问：数据与信息有什么关系？ ? 2.1　数据通信的基本概念 2.1.1　数据、信息和信号 通信是为了交换信息（Information）。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形和图像，我们常称它们为数据（Data）。数据是对客观事实进行描述与记载的物理符号。信息是数据的集合、含义与解释。如对一个企业当前生产各类经营指标的分析，可以得出企业生产经营状况的若干信息。显然，数据和信息的概念是相对的，甚至有时将两者等同起来，此处不多论述。 数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据取连续值，数字数据取离散值。在数据被传送之前，要变成适合于传输的电磁信号：或是模拟信号，或是数字信号。所以，信号（Signal）是数据的电磁波表示形式。模拟数据和数字数据都可用这两种信号来表示。模拟信号是随时间连续变化的信号，这种信号的某种参量，如幅度、频率或相位等可以表示要传送的信息。传统的电话机送话器输出的语音信号，电视摄像机产生的图像信号以及广播电视信号等都是模拟信号。数字信号是离散信号，如计算机通信所用的二进制代码“0”和“1”组成的信号。模拟信号和数字信号的波形图如图2.1所示。 图2.1 模拟信号与数字信号 （a）模拟信号 （b）数字信号 和信号的这种分类相似，信道也可以分成传送模拟信号的模拟信道和传送数字信号的数字信道两大类。但是应注意，数字信号在经过数模变换后就可以在模拟信道上传送，而模拟信号在经过模数转换后也可以在数字信道上传送。 2.1.2　通信系统模型 通信系统的模型如图2.2所示,一般点到点的通信系统均可用此图表示。图中,信源是 产生和发送信息的一端，信宿是接受信息的一端。变换器和反变换器均是进行信号变换的设 备，在实际的通信系统中有各种具体的设备名称。如信源发出的是数字信号，当要采用模拟 信号传输时，则要将数字信号变成模拟信号，则用所谓的调制器来实现，而接收端要将模拟 信号反变换为数字信号，则用解调器来实现。在通信中常要进行两个方向的通信，故将调制器与解调器做成一个设备，称为调制解调器，具有将数字信号变换为模拟信号以及将模拟信号恢复为数字信号的两种功能。当信源发出的为模拟信号，而要以数字信号的形式传输时，则要将模拟信号变换为数字信号，通常是通过所谓的编码器来实现，到达接收端后再经过解 码器将数字信号恢复为原来的模拟信号。实际上，也是考虑到一般为双向通信，故将编码器 与解码器做成一个设备，称为编码解码器。信道一般用来表示向某一个方向传送信息的媒 体。因此，一条通信线路往往包含一条发送信道和一条接受信道。一个信道可以看成是一条 线路。此外，信息在信道中传输时，可能会受到外界的干扰，我们称之为噪声。如信号在无 屏蔽双绞线中传输会受到电磁场的干扰。 图2.2 通信系统的模型 由上可见，无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都要变成适合信道传输的信号形式。在模拟信道中传输的是模拟信号，在数字信道中传输的是数字信号。 2.1.3　数据传输方式 1. 模拟传输 模拟传输指信道中传输的为模拟信号。当传输的是模拟信号时，可以直接进行传输。当传输的是数字信号时，进入信道前要经过调制解调器调制，变换为模拟信号。如图2.3所示，（a）为当信源为模拟数据时的模拟传输，（b）为当信源为数字数据时的模拟传输。其主要优点在于信道的利用率较高，但是其在传输过程中信号会衰减，会受到噪声干扰，且信号放大时噪声也会放大。 图2.3 模拟传输 （a） 信源为模拟数据 （b）