计算机网络基础袁晖第02章课件教学.pptVIP

第 2 章 数据通信基础 2.1 数据通信的基本概念体　　 2.2 数据编码技术　　 2.3 数据传输技术　　 2.4 数据交换技术　　 2.1　数据通信的基本概念 2.1.1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。 2.1.2　主要指标 1．带宽和数据速率 R = RB log2M ，M代表编码的进制数 在实际应用中，常用的数据速率单位有kbps、Mbps、Gbps。其中：1 kbps = 103 bps；1Mbps = 106 bps ；1Gbps = 109 bps 。 带宽和数据速率都可用来表示信道的传输性能，两者之间的定量关系可以通过以下两个定理来描述。 （1）奈奎斯特（Nyquist）定理： （2）香农（Shannon）定理： 一般来说，高数据速率，也意味着大带宽。 2．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（Pe）可用下式表示： Ne （出错的位数） Pe = —————————— N （传输的总位数） 在计算机通信网络中，误码率一般要求低于10-6，即平均每传输1兆位才允许错1位。在误码率高于一定的数值时，可以用差错控制的方法进行检查和纠正。 3．信道延迟 信号在信道中传播，从信源到信宿需要一定的时间，这称为信道延迟或传播时延。这个时间等于信源到信宿的距离与具体信道中的信号传播速度之比。常用的电信号一般以接近光速（300m/us）的速度传播，但随传输介质的不同而略有差异。 2.2　数据编码技术 2.2.1 数字数据编码 1．不归零编码NRZ 不归零编码用低电平表示二进制“0”，用高电平表示二进制“1”， 2．不归零反转编码NRZI 不归零反转编码NRZI是对不归零编码的改进。即通过每位中间有无电平的跳变来表示二进制值。有跳变，则编码为二进制“1”；无跳变，则编码为二进制“0”。 3．曼彻斯特编码 曼彻斯特编码不用电平的高低表示二进制“0”和“1”，而是用电平的跳变来表示的。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。电平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”， 4．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”，如图2-2（d）所示。 5．4B/5B编码 4B/5B编码方式在避免高、低信号持续的前提下，解决了曼彻斯特编码的低效问题。 4B/5B编码的思想是在位流中插入额外的位，来分割一连串的“0”或“1”。确切地说，是首先将发送的数据流以每4位一组，按表2-1所示的4B/5B编码表，变为对应的5位代码。然后，得到的5位代码使用不归零反转编码NRZI进行编码传输。 2.2.2 模拟数据编码 1．调幅（AM） 调幅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．调频（FM） 调频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．调相（PM） 调相即载波的初始相位随着数字信号的变化而变化。例如，用1800相位（反相）的载波来表示二进制“1”；用00相位（正相）的载波来表示二进制“0”。 2.3 　数据传输技术 2.3.1 数据通信方式 1. 单工通信 单工通信指数据只能沿着一个固定的方向传输。 2.半双工通信 半双工通信指数据可沿着两个方向传输，但同时只能沿一个方向传输。 3.全双工通信 全双工通信指数据可同时沿两个方向进行传输。 2.3.2 数据传输方式 1.并行传输与串行传输 并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。常用的就是将组成一个字符的几位二进制码，分别在几条并行信道上同时进行传输。例如，若字符采用8位二进制数进行编码，则可用8条信道同时传输这8位码。 串行传输指的是数据流以串行方式，在一条信道上传输。例如，组成一个字符的8位二进制码，由高位到低位顺序排列，再接下一个字符的8位二进制码，这样串接起来形成串行数据传输。 如何解决码组或字符的同步问题，目前有两种不同的解决方法，即异步传输方式和同步传输方式。 2.异步传输与同步传输 异步传输一般以字符为单位，即把各个字符分开传输，