河南机电第3讲第2章-数据通信基础

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1、21世纪高等职业技术教育计算机网络技术授课人：解瑞云信息技术类规划教材第2章数据通信基础内容回顾计算机网络产生的原因和基础。计算机网络发展的四个阶段。计算机网络的定义。计算机网络的组成（逻辑、物理）。计算机网络的功能。计算机网络的分类（7种分类）。计算机网络的拓扑结构（总线型、星型、树型、环型、网状型、混合型）。本章学习目标了解并识记数据通信的基本概念掌握数据通信的主要技术指标及计算理解并掌握数据编码的类型和基本方法掌握多路复用技术的分类和特点理解数据交换技术的分类和特点识记差错控制和检测的基本概念本讲重点数据通

2、信基本概念。数字信号与模拟信号。通信方式分类（单工、半双工、全双工）2.1数据通信的基本概念1.信息、数据与信号信息数据信号信息(Information)：字母、数字、语音、图象等的组合。数据(Data)：传递信息的实体，常是二进制代码序列。信号(Signal)：数据在传输过程中的电信号表示形式。信道(Channel)：传送信息的线路（或通路）。数字信道和模拟信道数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。两种不同类型的量：A.时间、温度、电波、声音B.字符

3、，二进制数，电脉冲信号中没有断开或不连续的的地方；信号仅取一些有限数目的值；2.数据传输类型与通信方式模拟信号和数字信号模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值tta)模拟信号b)数字信号(1)串行通信串行通信是指用一条数据线传送比特流，一次只传送一个比特。(2)并行通信并行通信是指同时有多条数据通道，可同时传送多个比特。通信方式—按使用的信道数通信方式—按数据流动的方向•单工：数据单向传输（无线电广播）•半双工：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）•全

4、双工：数据可同时双向传输（电话）两个方向的信号共享链路带宽：1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输数据通信的操作方式3.数据通信中的主要技术指标1）数据传输速率指每秒能传送的二进制信息位数，也叫比特率。单位：位/每秒，记作bps或bit/s。2）信号传输速率单位时间里通过信道传输的码元个数，也叫波特率。单位：波特，记作Baud。t码元1码元2码元3码元4码元5信号同步脉冲码元(CodeCell)：时间轴上的一个信号编码单元同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始

5、比特率和波特率的关系：S=（log2N）B其中M是信号的编码级数。也可以写成Rbit=Rbaudlog2N一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特（bit）。对一个十六进制信号的波形，其波特率为800波特/秒，则其比特率是多少？B=800波特/秒，N=16,S=Blog2N=800*log216=3200(bit/s)3）信道容量：指1个信道的最大数据传输速率。单位：位/每秒。M最大数据率(C)26000bps412000bps818

6、000bps1624000bps3230000bps6436000bpsC=2Wlog2MC=传输率，单位b/s或bpsW=带宽，单位HzM=信号电平级数例如：话音级线路(3000Hz)的信道容量计算，如右图所示。Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高速率提供了依据。Nyquist公式：用于无噪声理想信道非理想信道实际的信道上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。a）衰减信道的损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。b）延迟信号中的各种频率成分在信道上的延迟时间各不相同，在接收端会产生信号畸变。c）噪声热噪声：

7、由导体内的热扰动引起，又称为白噪声。串扰：信道间产生的不必要的耦合。例：多对双绞线脉冲噪声：非连续、随机、振幅较大。多由外部电磁干扰造成（闪电、大功率电机启动等）。噪声将破坏信号，产生误码。持续时间0.01s的干扰可以破坏约560个比特（56Kbps）。S/NdB信噪比（dB分贝）的定义:S/NdB=10log10S/N例：信道带宽W=3KHz，信噪比为30dB，则C=3000*log2(1+1000)≈30Kbps即：C=Wlog2(1+SN)Shannel公式：随机噪声干扰信道4）误码率指二进制数据位传输时出

8、错的概率，是衡量信道传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低于10－6。P=错误的位数/传输的总位数传输介质的主要类型（1）双绞线：最常用的传输介质非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwisted-Pair）：无屏蔽层，由护套和线对组成。屏蔽双绞线屏蔽双绞线（STP，ShieldedTwisted-Pair）：有屏蔽层，抗噪性好。用于网络的双绞线和用于电