计算机网络技术及应用第02章数据通信基础课件教学.pptVIP

数据通信基础 本章要点： ? 基本概念 ? 调制解调与编码 ? 交换方式 ? 多路复用 ? 差错控制 2.1 基 本 概 念 2.1.1 数据通信系统模型 2.1.2 信道特性 2.1.3 传输介质 2.1.4 数据通信方式 2.1.1 数据通信系统模型 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。信息在进入信道前要变换为适合信道传输的形式，在进入信宿前又要变换为适合信宿接受的形式。信道的物理性质不同，对通信的速率和传输质量的影响也不同。另外，信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，我们把这种干扰称为噪声。不同的物理信道受各种干扰的影响不同，例如，如果信道上传输的是电信号，就会受到外界电磁场的干扰，光纤信道则基本不受外界的电磁干扰。 图2-1 通信系统模型 1．数据通信的定义 数据通信是指按照一定的通信协议，将数据以某种信号的方式，通过数据通信系统来完成数据信息的传输、交换、存储和处理的过程。由此可知，数据通信包括数据传输和数据在传输前后的处理。 信息与消息 数据：模拟数据和数字数据 信号：数字信号和模拟信号 模拟通信、数字通信、数据通信 2．数据通信的特点 （1）数据量具有突发性 （2）数据传输的可靠性要求高 （3）适应性强 （4）信息传输效率高 （5）灵活的接口能力 3．数据通信的质量指标 （1）有效性 数据速率，也称数据传输速率（或称比特率），用Rb来表示，它表示单位时间内通过信道的信息量，单位是比特/秒（b/s或bps）。当使用二进制数字传输，且0和1取值等概率时，其比特率即为单位时间内传输的二进制脉冲的个数。 码元速率，也称码元传输速率（或称调制速率、波特率），用Rs表示，它表示单位时间内信道上实际传输码元的个数或脉冲个数（可以是多进制），单位是波特（Baud）。 码元速率和数据速率之间可以换算。对于二进制码元，两者在数值上是相等的；对于多进制，若将码元速率转换为数据速率，则必须转换为相应的二进制码元来计算。如一个四进制传输系统，若码元传输速率为1 000Baud，则相应的数据速率为2 000b/s。对于八进制来说，每一个码元代表三个二进制码元，则数据速率是码元速率的三倍。由此可得到数据速率与码元速率之间的转换关系： 式中M为符号的进制数（码元的种类数）。 （2）可靠性 可靠性是指接收信息的准确程度，是衡量数据传输系统质量的主要指标之一，可用错误率（差错率）来度量。根据研究对象的不同又分为误比特率和误码元率等多种描述方法。 误比特率（误信率）指在传输的比特总数中，发生差错的比特所占的比例。这是一个统计的概念，当统计的比特数较大时，它与理论上的误比特率很接近。 误码元率（误符号率）是指在传输的码元总数中，发生差错的码元所占的比例，简称误码率，同样它也是一个统计的概念。 另外还有误字率、误句率、误组率、误包率等方法表示差错率。在数据通信中，用户更多关心的是误比特率，通常要求误比特率小于10-8～10-9，当信道不能满足要求时，需要采用相应的差错控制措施。 有效性和可靠性是相互矛盾又相互联系的两个方面，二者可以互换。如通过降低数据速率可以减少误码率，提高可靠性，或者牺牲可靠性提高数据传输速率。 2.1.2 信道特性 1．信道的定义 在数据通信系统中，传输信道（简称信道）是其中重要的组成部分，其特性的好坏，在很大程度上决定了通信系统的性能。一般可以从以下两个不同的角度理解信道的概念。 一种是从信源到信宿之间的传输介质，以及完成各种形式信号变换功能的设备都包含在内的信道，我们称这种范围被扩大化的信道为广义信道。另外，广义信道根据研究对象和功能的不同，可划分为调制信道和编码信道。所谓调制信道，是指从调制的输出端到解调的输入端，包括所有设备和传输介质在内的集合体，适用于作为调制和解调的研究对象。编码信道是指从编码器输出端到译码器输入端，包括所有设备和传输介质在内的集合体，这种定义适用于从编译码角度进行分析和研究。 与广义信道相对的另一种定义是狭义信道，它仅指传输介质（电缆、光纤、红外线、微波等）。 图2-2 狭义信道与广义信道 2．信道类型 （1）按照信号传输采用的介质可分为有线信道和无线信道 （2）按所传输的信号类型可分为模拟信道和数字信道 （3）专用信道和公共信道 （4）物理信道和逻辑信道 （5）在双向传输时根据信息的传输方向可分为前向信道和反向信道 3．信道技术参数 （1）信道带宽 （2）频带利用率 （3）信道容量 （4）信道延迟 2.1.3 传输介质 1．双绞线 2．同轴电缆 3．光缆 4．无线信道 1．双绞线 双绞线由粗约1mm的互相绝缘的一对铜导线扭在一起组成，对称均匀的绞扭