第二章 数据通信基础ppt课件.ppt

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1、现代计算机网络第2章数据通信基础第2章数据通信基础2.1数据通信的基本概念2.2数据调制和编码2.3传输介质2.4多路复用技术2.5数据交换技术2.1数据通信的基本概念2.1.1信息、数据和信号信息与数据数据是信息的载体，数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释。信号信号是数据的电子或电磁编码。信号分为模拟信号和数字信号。2.1数据通信的基本概念2.1.1信息、数据和信号模拟信号模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波,可以利用其某个参量(如幅度、频率或相位等)来表示要传输的数据；数字信

2、号数字信号则是一系列离散的电脉冲，可以利用其某一瞬间的状态来表示要传输的数据。2.1.2信道的基本概念1.信道信道（channel）是用来表示某一个方向上传送信息的媒体。单工通信——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。全双工通信——通信的双方可以同时发送和接收信息。2.1.2信道的基本概念2.信道的最大传输率奈奎斯特准则。式中H为信号带宽、V是信号离散级数香农定理式中H为信号带宽、S/N为信噪比2.1.2信道的基本概念3

3、.码元和波特率在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一位二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为二进制码元。码元传输速率，又称为码元速率或传码率。其定义为每秒钟传送码元的数目，单位为“波特”，常用符号"Baud"表示，简写为"B"。2.1.2信道的基本概念4.误码率误码率是指二进制比特数据在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：其中：为传输的二进制比特总数，为被传错的比特数。2.1.3数据通信系统模型传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话

4、网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号输入汉字显示汉字数据通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC机2.2数据调制和编码2.2.1数字数据编码为数字信号非归零码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码nB/mB编码2.2数据调制和编码数字数据编码为数字信号的方法2.2.2数字数据调制为模拟信号将发送端数字数据信号变化为模拟数据信号的过程称为调制（modulation），将调制设备称为调制器（modulator）；将接收端模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调（demodulation），将解调设备称为

5、解调器（demodulator）。同时具备调制和解调功能的设备，就被称为调制解调器（modem），即俗称的“猫”。2.2.2数字数据调制为模拟信号最基本的调制方法振幅键控（amplitude-shiftkeying，ASK）移频键控（frequency-shiftkeying，FSK）移相键控（phase-shitkeying，PSK）2.2.2数字数据调制为模拟信号数字数据调制为模拟信号的方法2.2.3模拟数据编码为数字信号PCM操作包括采样、量化、编码三个部分。采样量化编码2.2.4模拟数据调制为模拟信

6、号PCM操作包括采样、量化、编码三个部分。调幅调频调相2.3传输介质无线电微波红外线可见光紫外线X射线射线双绞线同轴电缆卫星地面微波调幅无线电调频无线电海事无线电光纤电视(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024移动无线电电磁波普和它在通信中的用途2.3.1导向传输介质双绞线屏蔽双绞线STP(Shi

7、eldedTwistedPair)无屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)同轴电缆50同轴电缆75同轴电缆光缆各种电缆铜线铜线聚氯乙烯套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体无屏蔽双绞线UTP屏蔽双绞线STP同轴电缆光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射输入脉冲输出脉冲单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤2.3.2非导向传输媒体无线电微波地面微波接力通信卫星通信红外线光波共享信道2.4多路复用技术多路复用示意图

8、信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2复用分用(a)不使用复用技术(b)使用复用技术2.4.1频分多路复用频分复用即在一条高速信道可以设计多路通信信道，每路信道的信号以不同的载波频率进行调制，各个载波频率是互不重叠的，相邻信道之间用“警戒频带”隔离。频率时间频率1频率2频率3频率4频率52.4.2时分多路复用时分复用则是将信道用于传输的时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分