计算机网络技术基础教程-第三讲new

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1、第3讲数据通信基础1主要内容数据通信的基本概念数据传输模式数据编码技术多路复用技术数据交换技术差错控制2学习要求理解信息、数据与信号的概念掌握数据通信系统的模型及其性能指标理解并能区分三种不同的通信方式掌握并行传输和串行传输两种基本的传输方式掌握异步传输和同步传输两种同步方式掌握数字数据的数字信号编码方案掌握常用的调制解调技术理解脉冲编码调制的原理及过程理解并掌握几种常用的多路复用技术理解并掌握几种常用的数据交换技术掌握差错控制的原理及方式了解几种常用的检纠错码32.1数据通信的基本概念信息、数据与信号的概念数据通信系统的模型数据通

2、信系统的性能指标4通信的目的是交换信息。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像等。而数据是信息的表现形式，在计算机内信息用二进制代码数据（0或1）来表示。反过来，信息则是数据的具体内容和解释，有具体的含义。信息涉及数据所表现的内涵，而数据涉及信息的表现形式。而数据是通过信号进行传输的。信号是数据在传输过程中的具体物理表现形式，通常的表示形式是电磁波信号。信号可分为模拟信号和数字信号两种。3.1.1信息、数据和信号5模拟信号：是指信号的幅度随时间呈连续变化的信号，即在时间特性上幅度（信号强度）的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示。比如：语音信号、电

3、视图像信号、温度压力传感器的输出信号以及许多遥感遥测信号都是模拟信号。6数字信号：是在时间上不连续的、离散的信号，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲电压来表示。最简单也是最常用的数字是二进制数字0和1，分别表示脉冲电压的低电平和高电平两个状态信号。比如：电报、计算机数据、数字电话信号和数字电视信号等都是数字信号。模拟信号与数字信号，在传输过程中都会受到干扰导致信号的变形。但数字信号的可靠性比模拟信号要高。模拟信号和数字信号是可以相互转换的。模拟信号通过模数转换变为数字信号，数字信号通过数模转换变为模拟信号。7数据通信是计算机与计算机或计算机

4、与其他数据终端之间传输数据的过程。数据通信技术是计算机技术和通信技术相结合的产物。下图给出了一个通信系统的基本模型，通信系统由源系统、目的系统和传输系统组成。2.1.2数据通信系统的模型传输系统8源系统：一般由信源和转换器组成。信源是发出待传送数据的设备。信源设备产生要传输的数据，转换器将信源产生的数据编码为能在传输系统中传输的信号。目的系统：由信宿和反转换器组成。信宿是接收所传送数据的设备。其中反转换器负责接收传输系统传过来的信号，并将其转换为能够被信宿设备处理的数据，信宿设备接收从反转换器传来的数据并进行处理。传输系统：也称为信道，它是源系统和目标系统

5、间传输数据信号的通路。9信道是通信双方以传输介质为基础的传输数据的通道，是建立在通信线路上的。一条传输介质构成的通信线路上可以包含多条信道。信道可分为模拟信道和数字信道。用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道；用以传输数字信号的信道叫做数字信道。信道还可按传输介质的物理类型，分为有线信道和无线信道。有线信道就是由有线传输介质（如双绞线、同轴电缆、光缆等）构成的通信信道；无线信道就是由无线传输介质（如微波、卫星）构成的通信信道。10根据传输信号的不同，数据通信系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。数字通信系统是用数字信号传输数据的通信系统。模拟通信系统是用摸拟信

6、号传输数据的通信系统。11两台计算机通过调制解调器，经由公用电话网进行通信。数据通信系统的实例12数据通信系统的主要任务是及时准确地把数据从信源传递到信宿。评价一个数据通信系统的性能时，可从如下两个方面考虑：数据传输的有效性：数据传输速率、信道带宽、传输延迟数据传输的可靠性：误码率2.1.3数据通信系统的性能指标13信道的带宽：指在该信道上能够不失真地传送信号的频率范围，通常取信道频率响应曲线上幅度频带中心处值的0.707倍的两个频率之间的宽度作为信道的带宽。图中，带宽B=f2-f1，其中f1和f2分别是信道能通过的最低频率和最高频率，它们是由信道的物理特

7、性决定的。1.信道带宽142.数据传输速率数据传输速率也称为比特率，是指信道每秒所能传输的二进制比特数，单位为bps。数据传输速率的高低，由每位数据所占用的时间决定。码元传输速率：单位时间内通过信道传输的码元个数（一个数字脉冲称为一个码元）。若信号码元宽度为T秒，则码元传输速率RB=1/T。码元速率的单位为波特（Baud），所以码元传输速率也称为波特率。153.信道容量信道的容量是指信道传输数据速率的上限，即信道的最大传输速率，一般表示为单位时间内最多可传输的二进制数据的位数。奈奎斯特定理给出了有限带宽、无噪声离散信道的信道容量。香农定理给出了有噪声信道的

8、信道容量与带宽的关系。16奈奎斯特定理奈奎斯特定理（无噪声有限带宽