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数据通信基础 本章要求: 1.掌握数据通信的基本概念和通信系统的基本组成。 2. 了解数据通信的工作过程及应用。 3.了解数据通信中的编码技术、调制解调技术、多路复用技术和同步技术的工作原理及应用。 4.了解数据通信的主要技术指标和通信方式。 5.了解数据交换的工作过程、工作原理与 应用。 6.了解差错及差错控制的概念、差错控制方法、信道编码及其应用。 7.了解常用的网络传输介质类型、特点与应用。 数据通信的基本概念 1. 数据、信息和信号 2. 数据通信系统模型 3. 数据通信、数字通信和模拟通信 4. 数据通信的主要技术指标 5. 数据通信方式 6. 数据通信过程 1. 数据、信息和信号 数据：由数字、字符和符号等组成，是信息的载体。它没有实际含义，总是和一定的形式相联系。 信息：是数据的具体内涵和解释，有具体含义。信息是数据经过加工处理(说明或解释)后得到的，即信息是按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据。 严格地讲，数据和信息是有区别的。数据是独立的，是尚未组织起来的事实的集合；而信息是按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据。数据是信息的表示形式，信息是数据形式的内涵。 广义的数据：由于现在信息的多媒体化，数据的含义也广义化了，即数据不仅包括离散变化的数据，也包括连续变化的数据。 因此,数据可分为模拟数据和数字数据两种。前者取连续值，如表示声音、图像、电压、电流等的数据；后者取离散值，如自然数、字符文本的取值等。 信号：数据的具体物理表示，具有确定的物理描述，如电压、磁场强度等。在电路中，信号就具体表示数据的电磁编码。在数据通信系统中，要进行数据传输，总是要借助于一定的物理信号来完成，如电信号或光信号。 电磁信号一般有模拟信号和数字信号两种形式。 模拟信号：随时间连续变化的信号。 数字信号：随时间离散变化的信号，它可以用有限个数位来表示连续变化的物理量。 模拟数据或数字数据都可以通过编码形成两种信号(模拟信号和数字信号)中的任何一种信号。 2. 数据通信系统 通信系统组成三要素：信源、信宿和信道 信源: 信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的人或设备 信宿: 信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备 大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备 信道- -传输信息的通道。它是由通信线路为基础的、能够传输数据的通道。 有线信道：由有线传输介质构成的信道 无线信道：由无线传输介质构成的信道 数字信道：可直接传输二进制信号或经过编码的二进制数据的信道 模拟信道：可传输连续变化的信号或二进制数据经过调制后得到的模拟信号的信道 信号变换器：作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上可靠传输的信号。对应不同的信源和信道,信号变换器有不同的组成和变换功能。发送端的信号变换器可以是编码器或调制器，接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。 编码器：把输入的信号作相应的变换，以便于在信道中传输或在接收端正确识别信号。 调制器：把信源或编码器输出的二进制脉冲信号变换成模拟信号，以便在模拟信道上进行远距离传输。 译码器和解调器分别相应地做编码器和调制器的逆向工作。 数据通信中有两类编码：信源编码和信道编码。 信源编码：目的是将来自信源的信号作相应的编码变换后，便于在信到上传输。 信道编码：目的是将要传输到信道上的信号编码变换后降低误码率，提高传输质量。 噪声源：一个通信系统客观上是不可避免地存在着噪声干扰的，而这些干扰分布在数据传输过程的各个部分。为分析或研究问题方便，通常把它们等效为一个作用于信道上的噪声源。 3.数据通信、数字通信与模拟通信 数据通信：指信源和信宿之间传送数据的通信形式。 数据通信就是利用通信系统对各种数据信号进行变换、处理和传输的过程。因此，计算机与计算机、计算机与终端之间的通信及计算机网络中的通信主要是数据通信。 数字通信：信道中传送数字信号的通信形式 模拟通信：信道中传输模拟信号的通信形式 两种通信强调的是信道中传输的信号形式，也即强调的是信道的形式。前者是数字信道，后者是模拟信道。至于信源发出和信宿接收的信号可以是数字信号、模拟信号或其他形式的信号。 由此可见，数字通信和数据通信是两个不同的概念。前者强调的是信道的形式或信道中传输的信号的形式，而后者强调的是信源与信宿之间传输的信息形式。 数字信号并非一定要用数字通信系统来传输，数字信号经D/A转换后，即可在模拟通信系统传输。 数字通信系统比模拟通信系统有突出的特点: 1.便于差错控制：由编码/译码器进行信道编码； 2.便于必威体育官网网址通信：对基带信号进行加密，接收端解密，用于必威体育官网网址通信； 3.便于同步：数字信号按