计算机网络技术基础柳青第2章数据通信基础知识课件教学.pptVIP

第2章 数据通信基础知识 学习目标 ●　了解数据通信的基本概念 ●　掌握数据通信中信号的传输和编码方法 ●　了解数据交换技术和多路复用技术 ●　掌握差错控制方法和差错控制编码技术 任务1：了解数据通信系统 计算机之间的通信是资源共享的基础，计算机通信网络的核心是数据通信设施。网络中的信息交换和共享意味着一个计算机系统中的信号通过网络传输到另一个计算机系统中去进行处理和使用。如何传输不同计算机系统中的信号是数据通信技术要解决的问题。数据通信系统是指以计算机为中心，用通信线路连接分布在各地的数据终端设备以执行数据传输功能的系统。本任务将学习数据通信系统的组成、基本概念和数据通信的主要技术指标。 1.1.1 数据通信系统模型 1．通信系统的基本组成 通信系统必须具备3个基本要素：信源、传输介质和信宿。 通信系统的一般模型如图所示，包括信源、发送设备、信道、噪声源、接收设备和信宿6个部分。 模型中各部分的功能 （1）信源： 信息的来源，作用是将原始信息转换为相应的信号（通常称为基带信号）。电话机的话筒、摄像机等都属于信源。 （2）发送设备： 对基带信号进行各种变换和处理，如放大、调制等，使其适合在信道中传输。 （3）信道： 发送设备和接收设备之间用于传输信号的介质。 （4）接收设备： 功能与发送设备相反，对接收信号进行必要的处理和变换后，恢复为相应的基带信号。 （5）信宿： 信息的接收者，与信源相对应，将恢复的基带信号转换成相应的原始信息。电话机的听筒、耳机以及显示器等都属于信宿。 （6）噪声源： 信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处噪声的集中表现。 在图2-1所示的模型中，如果通信距离较远，则必须加上中继器，以对衰减的信号进行放大或再生，然后再传送。 2．通信系统的性能指标 （1）模拟通信系统的性能指标 模拟通信系统的有效性用有效传输频带来度量。信道的传输频带越宽，能够容纳的信息量越大。 模拟通信的可靠性用接收端输出的信噪比来度量。信噪比指输出信号的平均功率和输出噪声的平均功率之比，并用分贝值作为衡量的单位，即10lgS/N （dB）。信噪比越大，通信质量越好。 2．通信系统的性能指标 （2）数字通信系统的质量指标 数字通信系统的有效性用信息传输速率来度量。它是指单位时间内传输的信息量，单位为bit/s。 数字通信系统的可靠性用误码率来度量。它是指接收错误的码元数与传输的总码元数之比，即 在有线信道或卫星传输信道中，误码率可以达到10-7；而在无线短波信道内只能达到10-3。 2.1.2 数据通信的基本概念 1．数据、信息和信号 数据（Data）是记录下来的可以被鉴别的符号，是把事物的某些特征（属性）规范化后的表现形式。 信息（Information）是对数据的认识和解释，是对数据进行加工和处理后产生的数据。 数据和信息是有区别的。数据是独立的，是尚未组织起来的事实的集合；信息是按照一定要求以一定格式组织起来的数据，凡经过加工处理或换算成人们想要得到的数据，都可称为信息。 信号（Signal）是数据的物理表示形式。在数据通信系统中，传输介质以适当形式传输的数据都是信号。电信号有模拟信号和数字信号两种形式。 2.1.2 数据通信的基本概念 2．模拟通信和数字通信 根据信道传输信号的差异，通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。 信道中传输模拟基带信号或模拟频带信号的通信系统称为模拟通信系统。 信道中传输数字基带信号或数字频带信号的通信系统称为数字通信系统。 模拟通信系统仅使用模拟传输方式 数字通信系统既可以使用模拟传输方式又可使用数字传输方式。 数字通信的主要优点 （1）抗干扰能力强 （2）便于加密处理 （3）易于实现集成化，从而减小通信设备体积和功耗 （4）利于采用时分复用实现多路通信 2.1.3 数据通信的主要技术指标 1．数据传输速率 （1）比特率S：数据的传输速率，指在有效带宽上，单位时间内传输的二进制代码位（比特）数，单位是“位/秒”，记作bit/s。常用的数据传输速率单位有kbit/s、Mbit/s、Gbit/s与Tbit/s。其中1kbit/s= 1×103 bit/s；1Mbit/s= 1×106bit/s；1Gbit/s= 1×109bit/s；1Tbit/s= 1×1012bit/s。 设T为传输的电脉冲信号的宽度或周期，N为脉冲信号所有可能的状态数，则比特率为 S=(1/T)*log2N（bit/s） 式中，log2N是每个电脉冲信号所表示的二进制数据的位数（比特数）。如电信号的状态数N=2，即只有“0”和“1”两个状态，则每个电信号只传送1位二进制数据，此时，S=1/T。 2.1.3 数据通信的主要技术指标 （2）波特率B：调制速率，又称码元速率，是数字信号经过调制后的传输速率