计算机网络技术与应用教程张基温杜勇刘诗瑾廖伟国董兆军第2章数据通信基础课件教学.pptVIP

第2章 数据通信基础 2.1 数据通信的基本概念 2.1.1 通信模型 1．信号 信号（signal）是数据在传输过程中所表现出来的形式。从时间域来看，有的数据传输时表现成连续变化的形式，有的又表现成离散的形式。前者被称为模拟信号，后者被称为数字信号。 2．信道 信道是数据传输的通道。计算机网络中的信道按不同分法可分为多种类型。 （1）物理信道和逻辑信道 （2）有线信道和无线信道 （3）模拟信道和数字信道 （4）专用信道和公用信道 3．信源与信宿 两个实体之间要完成一次通信，必然有一方发送消息而另一方接收消息；我们将发送消息的一方成为信源，接收消息的一方为信宿。 4．通信模型 信源、信宿和信道被称为通信系统的三要素，三者构成一个通信系统的基本模型。信息总是通过信道由信源发送到信宿的。 5．数据单元 在传输时，数据（在TCP/IP协议簇中，叫做报文）往往要穿过很多个不同类型的网络才能到达目的地；而沿途的每个网络所能传输的最大数据单元（MTU）可能不相同。于是，数据在传输出去之前往往会被分割成一些较小的数据单元（分组），并在每一个分组上附上一些比如序号、地址、校验码等的信息。刚才所提及的报文、分组等就是数据传输时数据单元的逻辑单位。 2.1.2 通信系统的主要技术指标 1．比特率和波特率 在数字通信系统中，为了衡量数据传输的快慢，往往需要用到比特率（又叫数据传输速率）和波特率（又叫波形调制速率）两个重要的技术指标，它们是用不同的方式描述系统传输速率的参量。 （1）比特率 比特率是指在有效带宽上，单位时间内所能传递的二进制代码的有效位（bit）数，单位为比特每秒（bit/s）、千比特每秒（kbit/s）、兆比特每秒（Mbit/s）或者吉比特每秒（Gbit/s）等。通常，比特率越高，传送的数据就越大。 （2）波特率 波特率（Baud rate）即调制速率，用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。若以T（秒）来表示每个波形的持续时间，则波特率可以表示为 （波特） 比特率和波特率之间有下列关系： S=B·log2N 其中，S为比特率，N为一个脉冲信号所表示的有效状态数。在二进制中，一个脉冲的有和无表示0和1两个状态。但对于多相调制来说，N表示相的数目；比如，进行四相调制，则S=2B；进行八相调制，则S=3B。 2．带宽 在模拟通信系统中，带宽是指信道中所包含的各种不同频率成分的信号所占据的频率范围，即信道允许的最高频率和最低频率之间的差值，单位为赫兹（Hz）、千赫（kHz）和兆赫（MHz）。 在数字通信系统中，带宽则是指在单位时间内网络中能够通过的“最高数据率”。严格来说，数字网络的带宽应使用波特率来表示每秒的脉冲数。而比特是信息单位，由于数字设备使用二进制，则每位电平所承载的信息量是1（以2为底2的对数，如果是四进制，则是以2为底的4的对数，每位电平所承载的信息量为2）。因此，在数值上，波特与比特是相同的。由于人们对这两个概念分的并不是很清楚，因此常使用比特率来表示速率，也正是用比特的人太多，所以比特率也就成了一个带宽事实的标准叫法了。 3．信道容量 信道容量一般是指物理信道上能够传输数据的最大能力，是信道所能传输数据的理论值。在实际应用中，网络的实际传输速率往往达不到信道容量，如56kbit/s的调制解调器在一般的线路上的实际传输速率只能达到33.6kbit/s甚至更小。因此，信道容量往往是一个极限参数。 4．误码率 误码率（Pe）是指二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，又称为出错率，其定义如下： 其中，N为传输的总比特数，Ne为被传错的比特数。误码率是衡量数据传输质量的标准之一。 5．时延 时延是指数据由信源传到信宿过程中所耗费的时间，其单位是秒（s）、毫秒（ms）、微秒（μs）等。时延一般由处理时延（主要指数据在缓冲区中排队等待）、发送时延（将要传送数据从计算机送到传输介质上）和传播时延3部分组成，如图2.3所示。 2.2 通信方式 2.2.1 串行通信与并行通信 2.2.2 单工、半双工和全双工通信 1．单工通信 单工通信是指在两个通信结点间，数据的传输总是单向的，只能由一方将数据传输给另一方，如数字电视，其信号只能由电视台到用户终端（电视机）传输。 2．半双工通信 半双工通信是指数据可以在收、发双方间相互传递，但任何一个时间点上只能是单向的，如对讲机，听的时候不能说，反之说