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数据通信基础 导学案 本节知识要点： 掌握数据通信的基本概念 了解数据的传输方式 了解数据交换技术 知识精讲 一、基本概念 1．数据通信：指通过计算机技术与通信技术结合来实现信息的传输、交换、存储和处理。 2．数据：在网络中可用的有两类数据即取连续值的 和取离散值的 。 3．信号：数据的电磁波或电编码，是数据的具体表示形式。 根据电信号的形式分为取值为连续值的 和取值为离散值的 两类。 4．信道：是信号传输的通道，通常是一种抽象的描述，与传输介质相比，它更侧重逻辑上的含义。 5．数据传输速率：通常用比特率来衡量，即指单位时间内传送的 ，通常用b/s(位/秒)或Kb/s(千位/秒)、Mb/s(兆位/秒)。 数字信号经调制后的传输速率，即单位时间内传送的 ，又称波特率，它也可作为衡量信道性能的好坏的数据传输速率，单位为波特。 6．信道容量： 7．吞吐量： 8．信道带宽： 9．误码率： 信道的性能指标主要有信道容量、信道带宽、吞吐量、误码率等。 二、物理信道的分类 按传输介质分： ２．按传输信号的形式分： ３．按使用方式分： 三、传输技术 １．基带传输与频带传输 1)基带传输：基带指电信号固有的基本频带。基带传输是指将数字设备发出的 原封不动地送入信道上去传输。 2)频带传输：把数字设备上发出的 调制成 后再发送、传输 ，到达接收端时再把 解调成原来的 来进行传输。 3)宽带传输：将多路基带信号、音频信号和视频信号经调制后放到同一条电缆的不同频段处进行传输。宽带传输系统可实现文字、声音和图像的一体化传输。 ２．异步传输与同步传输 1)异步传输 发送字符时发送端在每个字符的首尾分别加上一个起始位和2个停止位，以表示字符的开始和结束，一次只能收发一个字符。有数据需要发送的终端设备可以在任何时刻向信道发送信号，而不管接收方是否知道它已开始发送操作，且由于各字符的发送时间间隔是任意的，因此各字符之间是异步的，故称之为异步传输。 2)同步传输 在同步方式中，发送端连续发送一串字符（或数据块）一个字符紧接在另一个字符之后，只在每个数据块的前后各附加一个字节的同步字符SYN，接收端仅靠该字符来识别所要接收的数据。同步传输是一个接收与发送速度保持一致的过程，也就是接收端根据发送端所发送的信号频率和起止时间来接收信号,接收端校准自己的接收时间和重复频率,以求同发送端信号相一致的过程。 表１.2 异步传输与同步传输比较 传输方式传输单位优点缺点异步传输同步传输３．单工、半双工、全双工： 单工：只允许数据按指定的一个方向传输，只需一个信道，结构简单。 半双工：在任何时刻信道上只有一个方向的数据传输，而在另一个时刻有反方向的传输。在要求不太高的场合，多采用此通信方式，如航空和航海的无线电台和对讲机及多数的计算机网络中的数据通信等，需两个信道。 全双工：允许在两个方向上同时传输数据。此方式效率最高，使用方便，常用于计算机与计算机间的通信，它需要两个信道分别传送两个方向上的信号，每一端在发送信息的同时也在接收信息。 全双工需要两个独立的信道，这两个独立信道可以采用两组传输线路实现，也可以用多路复用技术实现。此通信方式的性能最好，所需用要的设备最复杂，实现的成本也最高。 表１.3 三种通信方式的比较 通信方式传输方向信道个数收、发方限制优、缺点应用单工半双工全双工4．多路复用技术 目的：使多个数据通信合用一条传输线路，提高线路的利用率。 分类：频分多路复用(FDM--Frequency Division Multiplexing)：当物理信道的可用带宽超过单个信号源的信号带宽时，可将信道按频率划分为若干个子信道，每个子信道传输一路信号。 时分多路复用(TM--Time Multiplexing)：将一条物理信道的传输时间分割为多个短的时间片，而将若干个时间片组成时分复用帧轮换地给多个信号使用。 异步时分多路复用(ATDM--Asynchronous Time Division Multiplexing)码分多址复用技术CDMA 表１.4 四种线路复用技术的比较 分类特点（共享信道方式）优点缺点频分多路复用(FDM)同一时间传送多路信号，采用带宽划分方法适用于传输模拟信号 ，无延时，费用低速率低时分多路复用(TDM)多个信号分时使用一个信道，采用时间片轮转方法速率高，适用于传输模拟信号有一定的延时，费用较FDM高异步时分多路复用(ATDM)信道的使用