《计算机网络教程》课件 第2章 数据通信技术.ppt

计算机网络教程（新编版） 本章学习要求： 掌握：数据通信的基本概念 了解：基带传输的基本概念 掌握：频带传输的基本概念 掌握：数据编码的类型和基本方法 了解：传输介质类型及主要特性 了解：无线与卫星通信技术的基本概念 掌握：多路复用的分类与特点 掌握：数据交换技术的类型与工作原理 掌握：差错控制方法 2.1 数据通信的基本概念 2.1.1 信息、数据与信号 通信的目的是交换信息， 信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息一般是字母、数字、语音、图形或图像的组合； 为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示； 为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示； 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。 信号的概念 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式； 模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示； 按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。  模拟信号与数字信号波形 基带传输技术 2.1.5 基带传输的定义 在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号; 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号; 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; 在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; 在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号; 基带传输是一种最基本的数据传输方式。 通信信道带宽对基带传输的影响 频带传输技术 2.1.5 频带传输的定义 利用模拟信道传输数据信号的方法称为频带传输； 调制解调器（modem）是频带传输中最典型的通信设备。 调制解调器的基本工作原理 在发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号； 在接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数字信号。 FSK（移频键控）方式Modem的工作原理 Modem实现全双工通信的工作原理 调制解调器的分类与应用 外置Modem与计算机的连接 2.1.6 数据传输速率的定义与信道速率的极限 数据传输速率的定义 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标； 数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒，记做bps； 常用的数据传输速率单位有：Kbps、Mbps、Gbps与Tb/s，其中： 1Kbps = 1×103 bps 1Mbps = 1×106 bps 1Gbps = 1×109 bps 1Tbps = 1×1012 bps 信道速率的极限值 奈奎斯特准则：二进制数据信号的最大数据传输速率 Rmax与通信信道带宽B（B=f，单位Hz） 的关系为Rmax=2·f（bps）； 香农定理：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时， 数据传输速率Rmax与信道带宽B，信噪比S/N 的关系为Rmax = B·log2（1+S/N） S/N为信噪比； 2.2 传输介质及其主要特性 2.2.1 传输介质的主要类型 双绞线 同轴电缆 光纤电缆 无线与卫星通信信道 传输介质的特性： 物理特性：传输介质物理结构的描述； 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及 调制技术、传输容量、传输的频率范围； 连通特性：允许点-点或多点连接； 地理范围：传输介质最大传输距离； 抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据 影响的能力； 相对价格：器件、安装与维护费用。 2.2.2 双绞线的主要特性 屏蔽双绞线 STP 非屏蔽双绞线UTP 2.2.4 光纤的主要特性 2.3 无线与卫星通信技术 2.3.1