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1、数据通信与计算机网络数据通信基础1数据通信与计算机网络数据通信基础第第2 2章章 数据通信基础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2数据通信与计算机网络数据通信基础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。3数据通信与计算机网络数据通信基础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4数据通信与计算机网络数据通信基础2.1
2、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，十进制数信号：电压，光，磁场强度5数据通信与计算机网络数据通信基础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6数据通信与计算机网络数据通信基础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7数据通信与计算机网络数据通信基础2.1 数据通信的基本概念（a）模拟信号（b）数字信号8数据
3、通信与计算机网络数据通信基础2.1 数据通信的基本概念数据传输：9数据通信与计算机网络数据通信基础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bps(bitpersecond)用C表示信号传输速率波特（Baud）用B表示两者关系C=Blog2nn是调制电平数10数据通信与计算机网络数据通信基础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)11数据通信与计算机网络数据通信基础2.2 数据通信系统构成数据通信系统构成噪声数据通信系统模型
4、12数据通信与计算机网络数据通信基础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 Encoding） 2.3.1数字数据用数字信号表示13数据通信与计算机网络数据通信基础2.3 数据编码技术 14数据通信与计算机网络数据通信基础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
5、-FSK）PM:相移键控（Phase Shift Keying-PSK15数据通信与计算机网络数据通信基础2.3 数据编码技术 16数据通信与计算机网络数据通信基础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 ）17数据通信与计算机网络数据通信基础2.3 数据编码技术 增量调制（ DM ）18数据通信与计算机网络数据通信基础2.4 数据通信的基本方式 2.4.1数据通信的操作方式19数据通信与计算机网络数据通信基础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20数据通信与计算机网络数据通信基础2.4 数据通信的基本方式 异
6、步通信格式：21数据通信与计算机网络数据通信基础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） 22数据通信与计算机网络数据通信基础2.5 多路复用技术 频分多路复用（FDM-Frequency Division 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
7、立进行数据传递23数据通信与计算机网络数据通信基础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24数据通信与计算机网络数据通信基础2.5 多路复用技术 波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing） 应用：光缆线路25数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 2.6.1 电路交换电路交换ABCD发送呼叫信号发送呼叫信号传输传输1.交换交换2.发送发送 呼叫信呼叫信号号传输传输1.交换交换2.发送发送 呼叫信呼叫信号号传输
8、传输1.作出反应作出反应 2.发送回应发送回应 信号信号26数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 2.6.1 电路交换电路交换特点特点:1.有通话的建立过程有通话的建立过程2.通话建立以后源与目的通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在间有一条专用的通路存在27数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 2.6.2 报文交换报文交换ADCB发送报文发送报文传输传输等待等待-发发送送传输传输等待等待-发发送送传输传输28数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 传输延迟传输延迟2.7.2 报文交换报文交换A B C D特点特点:1.无呼叫建立无呼叫建立 和专用通路和专
9、用通路 2.存储存储-转发转发 式的发送技术式的发送技术29数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 2.6.3 分组交换分组交换30数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 2.6.3 分组交换分组交换特点特点:1.无呼叫建立和专用通路无呼叫建立和专用通路 2.存储存储-转发转发式的发送技式的发送技术术 3.将数据分成有大小限制将数据分成有大小限制 的的分组分组后发送后发送31数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 三种交换技术对比三种交换技术对比: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
10、组时可以发送下一个分组对线路的利用率32数据通信与计算机网络数据通信基础2.6 交换技术 三种交换技术对比三种交换技术对比: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33数据通信与计算机网络数据通信基础2.7 差错检验和控制差错检验和控制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 34数据通信与计算机网络数据通信基础2.7 差错检验和控制差错检验和控制水平奇偶校验例子：字符ASCII水平奇校验H1 0 0 1 0 0 01a1 1 0 0 0 0 10m1 1 0 1
11、1 0 10g1 1 0 0 1 1 10n1 1 0 1 1 1 00c1 1 0 0 0 1 11o1 1 0 1 1 1 10垂直奇校验 0 1 1 1 1 1 0135数据通信与计算机网络数据通信基础2.7 差错检验和控制差错检验和控制2.7.2 循环冗余码循环冗余码(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36数据通信与计算机网络数据通信基础2.7 差错检验和控制差错检验和控制数据=1101011011G(x)(生成多项式)=10011循环冗余码循环冗余码(CRC)例子：例子：传输码元=数据（移位后）+余数1101011011111037
