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第2章 数据通信的基础知识;2.1数据通信系统;数据通信的基本过程;2.2基本概念;2.2.1数据与信号;模拟信号 时间上连续，包含无穷多个信号值 数字信号 时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号;周期信号 信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波） 非周期信号 信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号）。;信息编码：将信息用二进制数表示的方法 例如：ASCII编码、BCD编码等 数据编码：将数据用物理量表示的方法 例如：字符“A”的ASCII编码其数据编码可能为;信息通过数据通信系统进行传输的过程 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地 信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输 编码：数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错 调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位 ??调：接收波形→数字信号 解码：数字信号→原始数据;不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况：;模拟传输和数字传输所使用的技术;编码与调制的区别 编码：用数字信号承载数字或模拟数据 调制：用模拟信号承载数字或模拟数据;调制与解调;2.2.2 信道;数字通信与模拟通信 数字通信 在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信 在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输 数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理 易于加密、必威体育官网网址性强 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活 计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。;2.2.3 通信方式;发送器;基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。 例如：以太网（局域网） 频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。 例如：通过电话网络传输数据 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。 例如：闭路电视的信号传输;同步的因素： 同步脉冲频率 数据从什么时候开始，什么时候结束 位边界 数据块边界 数据通信中需要在三个层次上实现同步： 位——位同步 字符——字符同步 帧(Frame)——帧同步;同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元从何时开始 ●同步脉冲也可位于码元的中部 ●一个码元也可有多个同步脉冲相对应;目的：使接收端与发送端在时间基准上一致 外同步——发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。 自同步——通过特殊编码（如曼彻斯特编码），使数据编码信号中包含同步信号，接收方从数据编码信号提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。;目的：找到正确的字符边界 常用的为起止式（异步式）。在这种方式中，每个字符的传输需要： 1个起始位、5～8个数据位、1、1.5或2个停止位 采用这种同步方式的通信也称“异步通信” 起止式的优缺点： 频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新获得同步 每两个字符之间的间隔时间不固定 增加了辅助位，所以传输效率低 例如，采用1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时，其传输效率为8/11≈73％;目的：识别一个帧的起始和结束 帧（Frame）：数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块 面向字符的——以同步字符（SYN，16H）来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧 面向比特的——以特殊位序列（7EH，来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧;2.3 传输介质;同轴电缆（Coaxial Cable，CC） 计算机网络中使用基带同轴电缆 阻抗50?，有粗同轴和细同轴两种 应用：总线局域网（以太网） 性能：10Mb/s，500m/185m;双绞线（Twist Pair，TP） ;屏蔽双绞线(STP) 非屏蔽双绞线(UTP);双绞线的连接标准 色彩标记和连接方法： 交叉线：交换机—交换机、PC-PC、HUB-HUB(标准端口) 直连线：PC/路由器—交换机/HUB、HUB-HUB(级连端口);光纤（Optical Fiber，OF） 依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播 优缺点： 传输带宽高：仅受光电转换器件的限制（＞100Gb/s） 传输损耗小，适合长距离传输 抗干扰性能极好、误码率低、必威体育官网网址性好 轻便 价格较高 需要光电转换 纤芯材料： 塑料 二氧化硅 （高纯玻璃）;光纤传输原理——光的反射 光从折射率高的介质入射到折射率低的介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值时产生全反射，不会泄漏。 纤芯——折射率高，玻璃包层——折射率低 亮度调制：有光脉冲-1，无光脉冲-0 光传输系