第2章 数据通信基础——计算机网络课件

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1、第第2章章 数据通信的基础知识数据通信的基础知识本章内容 数据通信系统数据通信系统 基本概念基本概念 传输介质传输介质 数据编码数据编码 多路复用技术多路复用技术 数据交换技术数据交换技术 差错控制差错控制 数据通信性能指标数据通信性能指标2.1数据通信系统数据通信系统源系统源系统 源点：源点设备产生通信网络要传输的数据。 发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。目的系统目的系统 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。 终点：终点设备从接收器获取传送来的信息。传输系统传输系统 可以是简单的物理通信线路 也可以是连接源系统和目的

2、系统之间的复杂网络设备噪声噪声源点源点发送器发送器信道信道接收器接收器终点终点源系统源系统目的系统目的系统数据通信过程数据通信过程5个阶段个阶段包含两项内容：包含两项内容：数据传输数据传输和和通信控制通信控制 过程过程 建立物理连接建立物理连接 建立数据传输链路建立数据传输链路 数据传输数据传输 双方确认通信结束，断开逻辑连接双方确认通信结束，断开逻辑连接 断开物理连接断开物理连接 2.2基本概念基本概念数据与信号数据与信号信道信道通信方式通信方式传输方式传输方式同步方式同步方式2.2.1数据与信号数据与信号信息（信息（Information）待传输的内容，如声音、图片。待传输的内容，如声音、

3、图片。数据（数据（Data）信息的表示形式，是传递（携带）信息的载体，有模拟数据信息的表示形式，是传递（携带）信息的载体，有模拟数据和数字数据之分。和数字数据之分。信号（信号（Signal）是数据传输的是数据传输的物理量物理量表示形式（通常为电编码），数据通过表示形式（通常为电编码），数据通过信号的形式在介质中传播，有模拟信号和数字信号之分。信号的形式在介质中传播，有模拟信号和数字信号之分。信息信息数据数据信号信号在信道上传输在信道上传输信号信号数据数据信息信息信道信道模拟信号模拟信号 表示数据的表示数据的特征参量特征参量连续，包含无穷多个信号值连续，包含无穷多个信号值数字信号数字信号 表示数

4、据的表示数据的特征参量特征参量离散，仅包含有限数目的信离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二进制信号号值。最常见的是二进制信号ta） 模拟信号tb） 数字信号周期信号周期信号信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）非周期信号非周期信号信号没有固定的模式和波形循环（如语音信号）信号没有固定的模式和波形循环（如语音信号）tTTTtTTT周周期期信信号号非非周周期期信信号号tt不同类型的不同类型的数据数据在不同类型的信道上传输在不同类型的信道上传输有有4种情况：种情况：数据数据：模拟数据：模拟数据 数字数据数字数据信号信号：模拟信号：模拟信号 数字信号数字

5、信号 信道信道：模拟信道：模拟信道 数字信道数字信道模拟传输和数字传输所使用的技术模拟传输和数字传输所使用的技术语音语音放大放大,调制调制模拟模拟数字数字模拟模拟模拟模拟PCM编码编码数字数字数字数字数字编码数字编码数字数字模拟数据，模拟信号模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，数字信号数字数据，数字信号模拟数据，数字信号模拟数据，数字信号10101010调制调制数字或数字或模拟数据模拟数据ModulatorDemodulator数字或数字或模拟数据模拟数据g(t)s(t)g(t)载波发送方发送方接收方接收方调制调制解调制解调制调制调制：将：将低频低频的数字或模拟数据

6、变换为的数字或模拟数据变换为高频高频已调信号，以适已调信号，以适合传输的形式，按频率、幅度、相位调制。合传输的形式，按频率、幅度、相位调制。解调解调：将：将高频高频已调信号变换为已调信号变换为低频低频的数字或模拟数据。的数字或模拟数据。(b)uAM(t)f (t)tt(a)包络未调制001011Tb001ttt模拟调制模拟调制数字调制数字调制tOg( )A2t t2t t_twG()wtAt2t2t4O低频低频数字信号频谱数字信号频谱高频已调高频已调信号频谱信号频谱fO)( fGcfcf-信源编码信源编码：将模拟数据用数字信号表示的方法。将模拟数据用数字信号表示的方法。例例如如 PCM编码。编

7、码。数字编码（数字信号编码或信道编码）数字编码（数字信号编码或信道编码）：将数字数：将数字数据用数字信号表示的方法，使信号适合信道的传输据用数字信号表示的方法，使信号适合信道的传输，便于同步识别、纠错等。，便于同步识别、纠错等。解码解码：编码的逆过程。：编码的逆过程。EncoderDecoder数字或数字或模拟数据模拟数据x(t)g(t)数字或数字或模拟数据模拟数据发送方发送方接收方接收方g(t)编码编码解码解码2.2.2 信道信道信道（信道（Channel）：传送信息的通道。：传送信息的通道。数字信道数字信道：以数字信号传输数据的信道。：以数字信号传输数据的信道。 计算机网络中主要采用数字信

8、道进行数据传输计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输模拟信道模拟信道：以模拟信号传输数据的信道。：以模拟信号传输数据的信道。 模拟电视、无线电广播、电话拨号线路模拟电视、无线电广播、电话拨号线路数字通信与模拟通信数字通信与模拟通信 数字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在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信模拟通信在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输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数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理便于用计算机进行处理

9、易于加密、保密性强易于加密、保密性强计算机通信仅在不得已的情况下，才会采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。用模拟通信，如通过电话线拨号上网。2.2.3 通信方式通信方式单工单工数据单向传输数据单向传输（例：无线电广播）（例：无线电广播）半双工半双工数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输传输（例：对讲机）（例：对讲机）全双工全双工数据可以双向同时传输数据可以双向同时传输（例：电话）（例：电话） 需要具有两条物理上独立的传输线路；需要具有两条物理上独立的传输线路； 或者需要具有一条物理线路上的两个信道，一般采用或

10、者需要具有一条物理线路上的两个信道，一般采用4线制，分别用于不同方向的信号传输。线制，分别用于不同方向的信号传输。发送器发送器接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器发送器发送器/接收器接收器单工方式：单工方式：半双工方式：半双工方式：全双工方式：全双工方式：A站站B站站可同时不可同时基带传输：基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲不需调制，编码后的数字脉冲信号（基带信号）直接在信道上传送。信号（基带信号）直接在信道上传送。例如：以太网（局域网）例如：以太网（局域网）频带传输频带传输：数字数据调制成：数字数据调制成高高频模拟信号频模拟信号后再传送

11、，接收方需要解调。后再传送，接收方需要解调。例如：通过电话网络传输数据例如：通过电话网络传输数据宽带传输：宽带传输：把信号调制成频带为几十把信号调制成频带为几十MHZ到几百到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方的模拟信号后再传送，接收方需要解调。需要解调。例如：闭路电视的信号传输例如：闭路电视的信号传输2.2.4 传输方式传输方式tOg( )A2t t2t t_twG()wtAt2t2t4O数字信号频谱（基带）数字信号频谱（基带）数字语音信号频带为数字语音信号频带为64kHz数字调制数字调制1011Tb001ttt高频已调高频已调信号频谱（频带）信号频谱（频带）fO)( fGcfcf-宽带传输