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1、7/21/20247/21/2024第一章第第一章第2部分部分数据通信数据通信内容数据通信系统数据通信系统基本概念基本概念数据编码数据编码数据交换技术数据交换技术17/21/20247/21/20242.1数据通信系统数据通信系统信源系统信源系统信源：源点设备产生通信网络要传输的数据。发送器：通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。目的系统目的系统 接收器：接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被目的设备处理的信息。信宿：终点设备从接收器获取传送来的信息。通信传输系统通信传输系统可以是简单的物理通信线路也可以是连接源系统和目的系统之间的复杂网络设备噪声噪声信源信源
2、发送器发送器信道信道接收器接收器信宿信宿源系统源系统目的系统目的系统27/21/20247/21/2024数据通信的基本过程数据通信的基本过程5个阶段个阶段包含两项内容：包含两项内容：数据传输数据传输和和通信控制通信控制 过程过程 与打电话比较与打电话比较建立物理连接建立物理连接 拨号，拨通对方拨号，拨通对方 建立逻辑连接建立逻辑连接 互相确认身份互相确认身份数据传输数据传输 互相通话互相通话断开逻辑连接断开逻辑连接 互相确认要结束通话互相确认要结束通话断开物理连接断开物理连接 双方挂机双方挂机*注意，并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。37/21/20247/21/20242.2基本概念
3、基本概念数据与信号数据与信号信道信道通信方式通信方式传输方式传输方式同步方式同步方式47/21/20247/21/2024数据与信号数据与信号数据（数据（Data）传递（携带）信息的实体。传递（携带）信息的实体。 模拟数据模拟数据是在某个区间内连续变化的值是在某个区间内连续变化的值 数字数据数字数据是离散的值是离散的值信息（信息（Information）数据的内容或解释。数据的内容或解释。信号（信号（Signal） 数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。在介质中传播。 对应于模拟数据和数字数据，信号也可分为对应于模拟数
4、据和数字数据，信号也可分为模拟信号模拟信号和和数数字信号字信号。57/21/20247/21/2024模拟信号模拟信号时间上连续，包含无穷多个信号值时间上连续，包含无穷多个信号值数字信号数字信号时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号见的是二值信号ta） 模拟信号tb） 数字信号67/21/20247/21/2024周期信号周期信号信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）非周期信号非周期信号信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号）。号）。tTTTtT
5、TT周周期期信信号号非非周周期期信信号号tt77/21/20247/21/2024信息编码信息编码：将信息用二进制数表示的方法将信息用二进制数表示的方法例如：例如：ASCII编码、编码、BCD编码等编码等数据编码数据编码：将数据用物理量表示的方法：将数据用物理量表示的方法例如：字符例如：字符“A”的的ASCII编码为编码为01000001，其，其数据编码可能为数据编码可能为01000001t87/21/20247/21/2024信息通过数据通信系统进行传输的过程信息通过数据通信系统进行传输的过程把携带把携带信息信息的的数据数据用物理用物理信号信号形式通过信道传送到目的地形式通过信道传送到目的地
6、信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输编码编码：数据：数据适合传输的数字信号适合传输的数字信号便于同步、识别、纠错便于同步、识别、纠错调制调制：数字信号：数字信号适合传输的形式适合传输的形式按频率、幅度、相位按频率、幅度、相位解调解调：接收波形：接收波形数字信号数字信号解码解码：数字信号：数字信号原始数据原始数据信息信息数据数据信号信号在信道上传输在信道上传输信号信号数据数据信息信息数据编码数据编码调制调制解调解调数据解码数据解码01000001“A”01000001“A”信道信道信息编码信息编码信息解码信息解码97/21/20247/21/202
7、4不同类型的信号在不同类型的信道上传输不同类型的信号在不同类型的信道上传输有有4种情况：种情况：数据数据：模拟数据：模拟数据 数字数据数字数据信号信号：模拟信号：模拟信号 数字信号数字信号 信道信道：模拟信道：模拟信道 数字信道数字信道107/21/20247/21/2024模拟传输和数字传输所使用的技术模拟传输和数字传输所使用的技术语音语音移频移频,调制调制模拟模拟数字数字模拟模拟模拟模拟PCM编码编码数字数字数字数字数字编码数字编码数字数字模拟数据，模拟信号模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，数字信号数字数据，数字信号模拟数据，数字信号模拟数据，数字信号1010
8、1010调制调制117/21/20247/21/2024编码与调制的区别编码与调制的区别编码编码：用数字信号承载数字或模拟数据：用数字信号承载数字或模拟数据调制调制：用模拟信号承载数字或模拟数据：用模拟信号承载数字或模拟数据EncoderDecoder数字或数字或模拟数据模拟数据数字信号数字信号数字信号数字信号x x( (t t) )g g( (t t) )数字或数字或模拟数据模拟数据编码与解码编码与解码数字信道数字信道数字信道数字信道发送方发送方接收方接收方g g( (t t) )编码编码解码解码127/21/20247/21/2024调制与解调调制与解调数字或数字或模拟数据模拟数据Modu
9、latorDemodulator数字或数字或模拟数据模拟数据模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号g g( (t t) )s s( (t t) )g g( (t t) )载波模拟信道模拟信道模拟信道模拟信道发送方发送方接收方接收方调制调制解调制解调制137/21/20247/21/20242.2.2 信道信道信道（信道（Channel）：传送信息的线路（或通路）：传送信息的线路（或通路）数字信道数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道的信道计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输模拟信道模拟信道：以连续模拟信号形式
10、传输数据的信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道有线电视有线电视无线电广播无线电广播电话拨号线路电话拨号线路147/21/20247/21/2024数字通信与模拟通信数字通信与模拟通信数字通信数字通信在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输模拟通信模拟通信在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输数字通信的优点数字通信的优点抗噪声（干扰）能力强抗噪声（干扰）能力强可以控制差错，提高了传输质量可以控制差错，提高了传输质量便于用计算机进行处理便于用计算机进行处理易于加密、保密性强易于加密、保密性强可以传输语音、数据、影像
11、，通用、灵活可以传输语音、数据、影像，通用、灵活计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。通信，如通过电话线拨号上网。157/21/20247/21/2024常用技术指标常用技术指标 1带宽（带宽（Band Width，BW）：信道传输信息的）：信道传输信息的能力。能力。在计算机网络中，用每秒允许传输的二进制位数在计算机网络中，用每秒允许传输的二进制位数作为带宽的计量单位。作为带宽的计量单位。主要单位：主要单位： b/s 、Kb/s、Mb/s、Gb/s。 2.误码率误码率 指在数据传输中的错误率指在数据传输中的错误率167/
12、21/20247/21/2024 3数据传输速率数据传输速率。 为了衡量数据在传输时的速度高低，实际中采为了衡量数据在传输时的速度高低，实际中采用了两个不同的单位来度量，这就是波特率和比特用了两个不同的单位来度量，这就是波特率和比特率。率。 （1）比特率）比特率 比特率是指数字信号的传输速率，又称为信息比特率是指数字信号的传输速率，又称为信息速率，它反映一个数据通信系统每秒传输二进制信速率，它反映一个数据通信系统每秒传输二进制信息的位数，单位为位息的位数，单位为位/秒，记作秒，记作bps或或bit/s。 （2）波特率）波特率 波特率是指在信道上传输信号的波形速率，波特率是指在信道上传输信号的波
13、形速率，反映单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波反映单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作特，记作Baud。 177/21/20247/21/20242.3 数据传输技术数据传输技术 基带传输与宽带传输基带传输与宽带传输2.3.2 并行通信与串行通信并行通信与串行通信2.3.3 单工通信与双工通信单工通信与双工通信187/21/20247/21/20241.基带传输基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。在信道上传送。例如：以太网（局域网）例如：以太网（局域网）频带传输频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，：数字信号调
14、制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。接收方需要解调。例如：通过电话网络传输数据例如：通过电话网络传输数据宽带传输宽带传输：把信号调制成频带为几十：把信号调制成频带为几十MHZ到几百到几百MHZ的模拟信号后再传送，信道分成多个子信道，的模拟信号后再传送，信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号等，接收方需要分别传送音频、视频和数字信号等，接收方需要解调。解调。例如：闭路电视的信号传输例如：闭路电视的信号传输197/21/20247/21/20242.并行通信与串行通信并行通信与串行通信 在在计计算算机机系系统统的的各各个个部部件件之之间间以以及及计计算算机机与与计计算算机机之之间间
15、，数数据据信信息息都都是是以以通通信信的的方方式式进进行行交交换换的的。这这种种通通信信有有两两种种基基本本方方式式：串串行行和和并并行行。一一般般说说来来，并并行行传传输输用用于于近近距距离离，串串行行传输用于较远的距离。传输用于较远的距离。207/21/20247/21/20242.并行通信与串行通信并行通信与串行通信 如如图图2-12（a）所所示示，在在并并行行传传输输中中，至至少少有有8个个数数据据位位在在设设备备之之间间传传输输。发发送送设设备备将将8个个数数据据位位通通过过8条条数数据据线线传传送送给给接接收收设设备备，还还可可以以有有1位位用用作作数数据据检检验验位位，接接收收设
16、设备备可可同同时时接接收收到到这这些些数数据据。在在计计算算机机内内部部的的数数据据通通信信通通常常都都以以并并行行方方式式进进行行，并并且且把把并并行行的的数数据据传传送送线线称称做做总总线线，如如并并行行传传送送8位位数数据据就就叫叫做做8位位总总线，并行传送线，并行传送16位数据就叫做位数据就叫做16位总线。位总线。217/21/20247/21/20242.并行通信与串行通信并行通信与串行通信227/21/20247/21/20242.并行通信与串行通信并行通信与串行通信 串串行行传传输输方方式式是是在在一一根根数数据据传传输输线线上上，每每次次传传送送一一位位二二进进制制数数据据，1
17、位位接接1位位地地传传送送。串串行行传传输输的的速速度度要要慢慢得得多多，但但由由于于串串行行传传输输节节省省了了大大量量通通信信设设备备和和通通信信线线路路，在在技技术术上上更更适适合合远远距距离离通通信信。因因此此，计计算算机机网络普遍采用串行传输方式。网络普遍采用串行传输方式。 由由于于计计算算机机内内部部处处理理的的都都是是并并行行数数据据，在在进进行行串串行行传传输输之之前前，必必须须将将并并行行数数据据转转换换成成串串行行数数据据；在在接接收收端端要要将将串串行行数数据据转转换换成成并并行行数数据据。数数据据转转换换通通常常以以字节为单位进行，用移位寄存器来完成字节为单位进行，用移
18、位寄存器来完成.237/21/20247/21/20243 单工单工数据单向传输数据单向传输（例：无线电广播）（例：无线电广播） 半双工半双工数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输传输（例：对讲机）（例：对讲机） 全双工全双工数据可以双向同时传输数据可以双向同时传输（例：电话）（例：电话）需要具有两条物理上独立的传输线路；需要具有两条物理上独立的传输线路；或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向的信号传输。不同方向的信号传输。247/21/20247/21/20243 单工、全双工和半双工单工、全双工和半双工25
