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1、1,数据通信与计算机网络技术,2,第2章 数据通信基础,主要学习内容 ： 2.1 数据通信系统组成 2.2 数据通信的基本概念 2.3 数据编码技术 2.4 数据通信的基本方式 2.5 多路复用技术 2.6 数据交换方式 2.7 差错检验和控制,3,2.1 数据通信的基本概念,2.1.1 数据、信息,信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识; 数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式; 信号是数据的具体的物理表现。,4,2.1 数据通信的基本概念,雪 六角形 凉 白色,信息,数据,信号,例子,5,2.1 数据通信的基本概念,信息：人对雪花和马的认识 数据：文字，二进制数，十进制数 信
2、号：电压，光，磁场强度,6,2.1 数据通信的基本概念,两种不同类型的量：,A.时间、温度、电波、声音,B.字符，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；,2.1.2 信号与信号传输,7,2.1 数据通信的基本概念,模拟： 波动性； 持续变化； 反映事物的本质； 在电信业已经被广泛 使用超过100年；,数字： 离散性； 跃变性； 设备性能先进， 较为便宜；,模拟与数字的特点,8,2.1 数据通信的基本概念,（a）模拟信号 （b）数字信号,9,2.1 数据通信的基本概念,数据传输：,10,2.1 数据通信的基本概念,2.1.3 基本概念和术语,数据传输速率
3、bps(bit per second) 用C表示,信号传输速率波特（Baud） 用B表示,两者关系C=Blog2n n是调制电平数,11,2.1 数据通信的基本概念,带宽（Bandwidth ）(HZ) 数据速率 奈奎斯特公式:最大数据传输速率C=2Hlog2L(bps) 香农公式:最大数据传输速率C=Hlog2（1S/N）(bps),12,2.2 数据通信系统构成,噪声,数据通信系统模型,13,2.3 数据编码技术,不归零编码NRZ(Non-Return-Zero) 曼彻斯特编码(Manchester Encoding) 差（微）分曼彻斯特编码（Differential Manchester
4、 Encoding）,2.3.1 数字数据用数字信号表示,14,2.3 数据编码技术,15,2.3 数据编码技术,2.3.1 数字数据用模拟信号表示,载波信号：Asin(2nft+),AM:幅移键控（Amplitude Shift Keying-ASK） FM:频移键控（Frequency Shift Keying-FSK） PM:相移键控（Phase Shift Keying-PSK,16,2.3 数据编码技术,17,2.3 数据编码技术,2.3.1模拟数据用数字信号表示,脉冲编码调制（PCM ）,18,2.3 数据编码技术,增量调制（DM ）,19,2.4 数据通信的基本方式,2.4.1
5、数据通信的操作方式,20,2.4 数据通信的基本方式,2.4.2 同步和异步传输,（a）单同步格式,（b）双同步格式,21,2.4 数据通信的基本方式,异步通信格式 ：,22,2.5 多路复用技术,多路复用技术:用一条高速线路传送多条低速线路的数据 分类： 频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing） 时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing） 波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing）,23,2.5 多路复用技术,频分多路复用（FDM-Frequency Division
6、 Multiplexing）,应用:无线电广播,电视,特点:信号被划分成若干通道 (频道,波段),每个通道独立进行数据传递,24,2.5 多路复用技术,时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing）,特点：多条低速线路轮流使用同一条高速线路进行数据传递,应用：电话主干线路,25,2.5 多路复用技术,波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing）,应用：光缆线路,26,2.6 交换技术,2.6.1 电路交换,A,B,C,D,发送呼叫信号,传输,1.交换2.发送 呼叫信号,传输,1.交换2.发送 呼叫信号,传输,1.作出反应
7、 2.发送回应 信号,27,2.6 交换技术,2.6.1 电路交换,特点: 1.有通话的建立过程 2.通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在,28,2.6 交换技术,2.6.2 报文交换,A,D,C,B,发送报文,传输,等待-发送,传输,等待-发送,传输,29,2.6 交换技术,传输延迟,2.7.2 报文交换,A B C D,特点:1.无呼叫建立 和专用通路 2.存储-转发 式的发送技术,30,2.6 交换技术,2.6.3 分组交换,31,2.6 交换技术,2.6.3 分组交换,特点:1.无呼叫建立和专用通路 2.存储-转发式的发送技术 3.将数据分成有大小限制 的分组后发送,32,2.6
8、 交换技术,三种交换技术对比:,A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源,B.没有呼叫建立；只有发送数据时才占用线路,C.除了B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组,对线路的利用率,33,2.6 交换技术,三种交换技术对比:,A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞 B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞 可以使用优先级,A:实时性强 B,C:存在时延和额外开销,34,2.7 差错检验和控制,2.7.1 差错类型 随机差错；突发差错 2.7.2 差错检测码 奇偶校验码 循环冗余校验码,35,2.7 差错检验和控制,水平奇偶校验例子：,36,2.7 差错检验和控制,2.7.2 循环冗余码(CRC),前提:发送方和接受方必须事先商定一个二进制数G(x) (生成多项式), 发送端:计算校验和,将校验和加在数据末尾,使这个带校验和的数据能被G(x)除尽. 接收端:收到带校验和的数据后,用G(x)去除它,如果有余数,则传输出错,实现:用简单的硬件(移位寄存器电路)即可,37,2.7 差错检验和控制,数据=1101011011,G(x) (生成多项式)=10011,循环冗余码(CRC)例子：,传输码元=数据（移位后）+余数 11010110111110,
