项目1 认识计算机网络与绘制网络拓扑结构图 计算机网络是计算机技术与通信技术的相互融合的产物，是当今计算机科学与工程中迅速发展的新兴技术之一，也是计算机应用中一个空前活跃的领域人们可以借助计算机网络实现信息的交换和共享如今，计算机网络技术已经深入到人们日常工作、生活的每个角落，随处都可以看到网络的存在，随处都可以 享受到网络给我们生活带来的便利 本项目学习目标l认识数据通信系统和计算机网络l掌握数据通信系统和计算机网络的基本知识l能够利用相关软件绘制计算机网络拓扑结构图本项目主要内容任务1.1 认识数据通信系统 任务1.2 认识计算机网络 任务1.3 绘制网络拓扑结构图 任务1.4 树立计算机网络从业者应具备的职业道德观念任务1.1 认识数据通信系统 【实训目的】（1）了解数据通信系统的基本模型2）了解基本数据传输技术实训条件】（1）已经联网并能正常运行的计算机网络 （2）已经联网并能正常运行的有线广播、、有线电视或其他数据通信系统 1.1.1 相关知识 数据通信是一门独立的学科，它涉及的范围很广，它的任务就是利用通信媒体传输信息信息就是知识，数据是信息的表现形式，信息是数据的内容。
数据通信就是通过传输介质，采用网络、通信技术来使信息数据化以及传输它计算机使用0和1（即比特）数字信号表示数据，计算机网络中的信息通信与共享因为这一台计算机中的比特信号要通过网络传送到另一台计算机中去被处理或使用，从物理上讲，通信系统只使用传输介质传输电流、无线电波或光信号 1. 1. 数据通信系统数据通信系统通信的目的就是传递信息，通信中产生和发送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之间的通信线路称为信道 （1）数据与信号 信息一般用数据和信号表示数据有模拟数据和数字数据两种形式模拟数据是在一定时间间隔内，连续变化的数据数字数据是表现为离散量的数据，只能取有限个数值在计算机中一般采用二进制形式，只有“0”和“1”两个数值在通信系统中，数据需要转换为信号的形式从一点传到另一点信号有模拟信号和数字信号两种基本形式用数字信号进行的传输称为数字传输，用模拟信号进行的传输称为模拟传输 （2）信道 信道是信号传输的通道，主要包括通信设备和传输介质传输介质可以是有形介质（如电缆、光纤）或无形介质（如传输电磁波的空间）信道有物理信道和逻辑信道之分物理信道是指用来传送信号的一种物理通路，由传输介质及有关设备组成。
逻辑信道在信号的发送端和接收端之间并不存在一条物理上的传输介质，而是在物理信道的基础上，通过节点设备内部的连接来实现的 （3）主要技术指标 主要体现在数据传输的质量和数量两方面质量指信息 传输的可靠性，一般用误码率来衡量而数量指标包括两个 ，一个是信道的传输能力，用信道容量来表示；另一方面指 信道上传输信息的速度，相应的指标是数据传输速率l 数据传输速率数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一 数据传输速率在数值上等于每秒钟传输所构成数据代码的 二进制比特数，单位为比特/秒（bit/second）记作b/s，或 者bps对于二进制数据，数据传输速率为：S = 1/t（b/s） l 带宽带宽是指频率范围，即最高频率与最低频率的差值， 其单位是赫兹（Hz）在计算机网络中能够遇到的带宽包括信号的带宽和信道的带宽任何一个实际传输的信号都 可以分解成一系列不同频率、不同幅度的正弦信号，其中 具有较大能量比率的正弦信号最高频率与最低频率的差值 ，就是信号的带宽信道的带宽是指能够通过信道的正弦信号的频率范围 ，即信道可传送的正弦信号的最高频率与最低频率之差 l 信道容量 信道是传输信息的通道，具有一定的容量。
信道容量 指信道能传输信息的最大能力，用单位时间内可传送的最 大比特率表示，它决定于信道的带宽、可使用的时间及能 通过的信道功率与干扰功率的比值根据奈奎斯特取样定 理，可以认为当信道的带宽为F时，在T秒内信道最多可传 送2FT个信息符号信道容量和信号传输速率之间应满足以下关系，即信道容量＞传输速率，如果高传输速率的信 号在低容量信道上传输其实际传输速率会受到信道容量 的限制，难以达到原有的指标 l 误码率 在有噪声的信道中，数据速率的增加意味着传输中出 现差错的概率增加误码率是用来表示传输二进制位时出 现差错的概率误码率近似等于被传错的二进制位数与所 传送的二进制总位数的比值在计算机网络通信系统中， 要求误码率低于10-9差错的出现具有随机性，在实际测量数据传输系统时，被测量的传输二进制位数越大，才会 越接近于真正的误码率值在误码率高于规定值时，可以用差错控制的方法进行检查和纠正 2. 数据的传输方式 （1）单工通信方式在单工通信方式中，数据信息只能向一个方向传输，任 何时候都不能改变数据的传送方向如图1-3所示，其中A端 只能作为发射端发送资料，B端只能作为接收端接收资料为使双方能单工通信，还需一根线路用于控制。
2）半双工通信方式在半双工通信方式中，数据信息可以双向传送，但必 须是交替进行，同一时刻一个信道只允许单方向传送如 图1-4所示，其中A端和B端都具有发送和接收装置，但传输线路只有一条，若想改变信息的传送方向，需由开关进 行切换 （3）全双工通信方式 全双工通信能在两个方向上同时发送和接收信息，如 图1-5所示，它相当于把两个相反方向的单工通信方式组合起来，因此一般采用四线制 3. 数据传输技术 （1）基带传输在数据通信中，电信号所固有的基本频率叫基本频带， 简称为基带这种电信号就叫做基带信号在数字通信信道 上，直接传送基带信号的方法称为基带传输 基带传输只能延伸有限的距离，一般不大于2.5km，当超过上述距离时，需要加中继器，将信号放大和再生，以延 长传输距离基带传输简单、设备费用少、经济，适用于传输距离不长的场合，特别适用于在短距离网络中使用 （2）频带传输频带传输技术就是利用调制器把二进制信号调制成能 在公共线上传输的音频信号，将音频信号在传输介质 中传送到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还 原成二进制的电信号频带传输用于语音通信的交换网技术成熟，造价 较低，而且能够实现多任务的目的，从而提高了通信线路 的利用率。
但其缺点是数据传输速率和系统效率较低 （3）宽带传输宽带系统是指具有比原有话音信道带宽更宽的信道 宽带传输系统可以进行高速的数据传输，并且允许在同一 信道上进行数字信息和模拟信息服务 4. 数据编码技术 在数据通信中，编码的作用是用信号来表示数据计算机中的数据是以离散的二进制比特方式表示的数字数据计算机数据在计算机网络中传输，通信信道无外乎数字信道和模拟信道两种类型，计算机数据在不同的信道中传输要采用不同的信号编码方式也就是说，在模拟信道中传输时，要将数据转换为适于模拟信道传输的模拟信号；在数字信道中传输时，又要将数据转换为适于数字信道传输的数字信号 （1）数字数据的数字信号编码 ① 不归零编码NRZ不归零编码用无电压表示二进制“0”，用恒定的正电压 表示二进制“1” 不归零编码是效率最高的编码，但会使某 一位码元与其下一位码元之间没有间隙，不易区分识别，因 此存在发送方和接收方的同步问题 ② 曼彻斯特编码在曼彻斯特编码中，每一位的中间均有一个跳变，这个 跳变既作为数据信号，也作为时钟信号电压从高到低的跳 变表示二进制“1”，从低到高的跳变表示二进制“0”③ 差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码是 对曼彻斯特编码的改进， 每位中间的跳变仅作同步 之用，每位的值根据其开 始边界是否发生跳变来决 定。
每位的开始无跳变表 示二进制“1”，有跳变表 示二进制“0” （2）数字数据的模拟信号编码 ① 幅度调制ASK幅度调制即载波的振幅随着数字信号的变化而变化例如二进制“1”用有载波输出表示，即载波振幅为原始振幅；二进制“0”用无载波输出来表示，即载波振幅为零 ② 频率调制FSK频率调制即载波的频率随着数字信号的变化而变化例如，二进制“1”用载波频率f1来表示；二进制“0”用另一载波频率f2来表示 ③ 相位调制PSK相位调制即载波 的初始相位随着数字 信号的变化而变化 例如，用180°相位（反相）的载波来表示 二进制“1”；用0°相位（正相）的载波来表 示二进制“0” 5. 多路复用技术 多路复用就是在单一的通信线路上，同时传输多个不同来源的信息从不同发送端发出的信号S1，S2…，Sn，先由复合器复合为一个信号，再通过单一信道传输至接收端接收前先由分离器分出各个信号，再被各接收端接收可见，多路复用需要经复合、传输、分离三个过程 （1）频分多路复用FDM频分复用是把线路或空间的频带资源分成多个频段，将其 分别分配给多个用户，每个用户终端通过分配给它的子频段传 输各个频段都有一定的带宽，称之为逻辑信道。
为了防止相 邻信道信号频率覆盖造成的干扰，而相邻两个信号的频率段之 间设立一定的“保护”带，保护带对应的频率未被使用，以保证 各个频带互相隔离不会交叠 （2）时分多路复用TDM时分多路复用是将传输信号的时间进行分割，使不同的 信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间 隔（称为时隙、时间片），每个时间片被一路信号占用 l 同步时分复用同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特 定长度连续地划分成特定时间段，再将每一时间段划分成等长度的多个 时间片，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时间片 l 异步时分多路复用异步时分复用技术能动态地按需分配时间片，避免每 个时间段中出现空闲时间片也就是只有某一路用户有数 据要发送时才把时间片分配给它当用户暂停发送数据时 不给它分配线路资源所以每个用户的传输速率可以高于 平均速率（即通过多占时间片），最高可达到线路总的传 输能力（即占有所有的时间片） （3）波分多路复用WDM波分多路复用利用了光具有不同的波长的特征，实际上就 是光的频分复用光的波分多路复用是利用波分复用设备将不 同信道的信号调制成不同波长的光，并复用到光纤信道上，由 于波长不同，所以各路光信号互不干扰，在接收方，采用波分 设备将各路波长的光分解出来。
（4）码分多路复用CDM码分多路复用也是一种共享信道的方法，每个用户可 在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个 码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能 力强码分多路复用技术主要用于无线通信系统，特别是移 动通信系统，它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输 的可靠性以及减少干扰对通信的影响，而且增大了通信系 统的容量 6. 同步传输和异步传输 （1）异步传输异步传输方式指收发两端各自有相互独立的位定时时钟 ，数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据本身来进行 同步的传输方式，一般是起止式同步方式这种方式以字（ 一般为8比特）为单位进行传送，在需传送的字符前设置1比 特的零电平作为起始位，预告待传送字符即将开始；同时在 字符之后，设置1~2比特高电平作为终止位，以表示该字符 传送结束该终止位的电平也表示平时不进行通信的状态（ 即处于“闲”时状态在异步方式中，不传送字符时，并不要 求收发时钟“同步”，但在传送字符时，要求收发时钟在每一 字符中的每一位上“同步” （2）同步传输同步传输方式是相对于异步传输方式的，是针对时钟 的同步，即指收发双方采用了统一时钟的传输方式。
至于 统一时钟信号的来源，或是双方有一条时钟信号的信道， 或是利用独立同步信号来提取时钟同步传输是以数据块为单位的数据传输每个数据块 的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记 一个数据块的开始和结束，一般还要附加一个校验序列（ 如16位或32位CRC校验码），以便对数据块进行差错控制 1.1.2 实训内容 1. 参观有线广播系统参观所在学校或其他单位。