第二章 数据通信基本知识newppt课件.ppt

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1、第二章数据通信基本知识与物理层了解模拟传输与数字传输的基本原理熟悉异步与同步通信的接口标准掌握常用数据编码及多路复用技术掌握信息交换技术物理层协议数据通信系统模型接口规范同步传输系统利用率差错检测和校验灾难恢复寻址和路由网络安全网络管理一、数据通信的基础知识1、数据模拟数据数字数据2、信号模拟信号数字信号3、信道模拟信道数字信道根据传输的信号分类信道：狭义（载波机）、广义（调制）、广义（编码）数据是任何描述物体概念、情况、形势的事实、数字、字母和符号在信道上传输的电/光编码叫做信号信道是传送信号的通路4、信道带宽带宽就是

2、它所能传输电磁波的最大有效频率与最小有效频率之差。5、信号传输速率每秒钟发送的码元数单位：波特（baud)脉冲周期为T（全宽码为脉冲宽度），B=1/T（baud)6、奈奎斯特定理有限带宽、无噪声信道的最大波特率公式：无噪声信道最大传输速率=2H（baud)某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽。6、数据传输速率每秒中能传输的二进制位数单位：比特/秒波特率与比特率的关系S=B*log2N7、信道容量C=Hlog2(1+S/N)（bps）信噪比的分贝表示：10log10S/N信道能够支持的最大数据传输速率8、香

3、农定理香农给出了有噪声信道的最大传输速率与带宽的关系，因为实际信道不可能没有噪声，所以香农定理比奈奎斯特定理更进了一步。C=Hlog2(1+S/N)（bps）1.信道传输速率S≦C2.对于给定的C，若减小H，则必须增大S/N，即提高信号强度；反之，若有较大的传输带宽，则可用较小的信噪比。3.S和N一定时，随H增大，C也增大；但是，C不可能趋于无穷大。9、误码率Pe=Ne/NNe:传输出错的码元数N：传输总码元数应用考虑：信道质量较差，大的数据块划分成小的数据块例如：Pe=10-510、信号传输速率和数据传输速率的关系11

4、、并行传输(parallel)与串行传输(serial)并行传输：局域网距离近，至少有8位数据同时传输，如图(a)。计算机内部的数据多是并行传输。串行传输：距离较远的情况，每次由源到目的传输的数据只有一位，如图(b)。成本因素，远距离通信一般采用串行传输技术。12、数据传输方式-按方向(1)单工(Simplex)数据只能在一个方向上流动(2)半双工(Half-Duplex)在一时刻向一个方向传输它实质上是可切换方向的单工通信。(3)全双工(Full-Duplex)通信允许数据在两个方向上同时传输它在能力上相当于两个单工通

5、信方式的结合。单行线独木桥来回可对行的新干线13、基带传输与频带传输基带传输(Baseband)人们将数据信道直接传输数字信号的传输方式叫做基带传输。基带传输在基本不改变数字数据信号波形的情况下直接传输数字信号，具有速率高和误码率低等优点，在计算机网络通信中被广泛采用。频带传输(Broadband)利用模拟信道传输信号的传输方式叫做频带传输或宽带传输。频带传输的优点是可以利于现有的大量模拟信道(如模拟电话交换网)通信。价格便宜，容易实现。家庭用户拨号上网就属于这一类通信。它的缺点是速率低，误码率高。12、异步传输(asy

6、nchronous)每个字符作为一个单元独立传输，字节之间的传输间隔任意。这里的“字符”指异步传输的数据单元，不同于“字节”，一般略大于一个字节13、同步传输(synchronous)对一组字符组成的数据块进行同步。同步的方法在数据块前面加特殊模式的位组合(如01111110)或同步字符(SYN)，并且通过位填充或字符填充技术保证数据块中的数据不会与同步字符混淆。位同步字符同步小结1数据通信的主要技术指标1.带宽2.数据传输速率3.最大传输速率4.波特率(码元速率)：5.误码率6.信道容量二、多路复用技术1、频分多路复用

7、技术2、时分多路复用技术3、波分多路复用技术4、码分多路复用技术1、频分多路复用CH2CH1CH3原始带宽CH1CH2CH3频分后带宽MUXCH1CH2CH3带宽复用f前提：信道带宽大于各路信号的总带宽CATV宽带局域网2、时分多路复用技术（TDM）A2A1A3原始信号D2D1D3数字化信号MUX复用后数据时隙1234D3D2D1前提：信道能达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率之和同步时分多路复用/统计时分多路复用ABCD待发数据t1t2t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期1周期2同步TDM带宽浪费A1B1C2B

8、2周期1周期2统计TDM可用带宽时分多路复用的一个示例3、波分多路复用（WDM）F2F1F3光谱F1F2F3共享光纤的光谱光纤2光纤3光纤1共享光纤采用无源设备，更可靠棱柱/衍射光栅控制通道较窄，由其他主机欲与本主机进行联系时使用；数据通道则用于本主机向其他主机发送数据帧。每个通道还被分割成许多时隙组数据通道