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计算机网络概论 刘兵 制作 第2章 数据通信 数据通信的组成及数据的编码方式 数据通信的传输方式 传输介质的组成及适用场合 数据传输中的差错处理 2.1 数据通信系统 2.1.1 数据通信概述 1. 数据 　　数据是定义为有意义的实体，是表征事物的形式，例如文字、声音和图像等。数据可分为模拟数据和数字数据两类。 2. 信号 　信号是数据的电磁编码或电子编码。信号在通信系统中可分为模拟信号和数字信号。 3. 信道 信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。 4. 通信线路的通信方式 4. 通信线路的通信方式 （1）单工方式 在这种方式中，只允许数据始终按一个固定的方向传送 （2）半双工方式 在半双工方式中，数据信息可以双向传送，但在同一时刻一个信道只允许单方向传送 4. 通信线路的通信方式 （3）全双工方式 同一时间可以双向进行数据传送． ５. 信道带宽 早期的通信系统都是模拟系统，当输入的信号频率高或低到一定程度，使得系统的输出功率成为输入功率的一半时，最高频率和最低频率间的差值就代表了系统的通频带宽，其单位为赫兹（Hz）。 在数字通信系统中“带宽”的含义完全不同于模拟系统，它通常是指数字系统中数据的传输速率，其表示单位为比特/秒或波特/秒（Baud/S）。 2.1.2 数据通信系统的组成 数据通信系统的组成有以下5个部分组成：信源、变换器、传输线路、反变换器、信宿 2.1.3 数据通信系统的传输编码 1. 数字信号模拟化时的编码方式 （1）振幅调制（调幅） （2）频率调制（调频） （3）相位调制（调相） 2. 数字数据编码 （1）不归零编码NRZ （2）曼彻斯特编码 （3）差分曼彻斯特编码 2.1.4 数据通信系统的传输方式 在接收端使数据位与时钟频率上保持一致的机制称为同步，实现这种同步的技术称同步方式。 根据在接收端获取同步信号的方法不同，同步方式可分为字符同步方式和位同步方式，也称为异步通信方式和同步通信方式。 1．异步通信 异步通信方式是以字符为单位进行传输 1．异步通信 在RS-232C中传输帧的长度和格式可以进行设置，设置的主要参数有： （1）传输率： （2）数据位： （3）校验位： （4）停止位： 1．异步通信 在进行串行通信时必须要注意以下几个方面的问题: （1）收发双方必须使用相同的数据传输速率。 （2）收发双方必须事先约定，1帧含有多少数据位、是否采用奇偶位。 （3）接收方必须准确地检测到起始位什么时候开始。 2．同步通信 同步通信是利用编码机制把时钟信息和数据放在一起发送给接收端，以保证每一位的正确性，但这种同步方式没有办法来区分字符之间的界限，使接收端能从一个二进制位串中提取出正确的字符信息。 2．同步通信 同步通信又可分为面向字符型控制规程和面向比特型控制规程两种，其中面向字符型的数据格式又可分为: （1）单同步： （2）双同步： （3）外同步 2.1.5 串行通信与并行通信 2.1.5 串行通信与并行通信 2.1.6 数据通信系统的传输速率 1. 奈奎斯特公式 奈奎斯特公式给出了无热噪声（时信道带宽对最大数据速率的限制 Ｃ＝２Ｈlog2Ｌ b/s （1-6） 其中：H是信道的带宽（以Hz为单位）；L表示某给定时刻数字信号可能取的离散值的个数；C是该信道最大的数据速率。 例 无热噪声的某信道带宽为 4 kHz，任何时刻数字信号可取0、1、2和3四种电平之一，则最大数据速率为多少？ 2. 香农公式 香农（Shannon）用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率 : C = W log2(1+S/N) b/s 其中：W 为信道的带宽（以Hz为单位）；S 为信道内所传信号的平均功率；N 为信道内部的高斯噪声功率；S／N为信噪比 2. 香农公式 例如，某信道的信噪比为30dB、带宽为4kHz的信道最大数据速率为多少？ 2.3 数据通信的差错控制 2．检错码 2.3.2 奇偶校验码 在一个二进制数据字上加上一位，以便检测差错。 在偶校验时，要在每一个字符上增加一个附加位，让该字符和校验附加位一起使“1”的个数为偶数 例如，一个字符的7位代码为1101011，有5个“1”（奇数），若奇校验，则校验位为0，即整个字符为： 0 1 1 0 1 0 1 0 若为偶校验，则校验应为1，即整个字符为： 1 1 1 0 1 0 1 1。 2.3.3 循环冗余校验 2.3.3 循环冗余校验 2.3.4 校验和 所谓校验和是把一个字节的8位视为整数，然后把该8位字节构成的序列求和，所计算出的整数值就是校验码。 1.