第二章-数据通信基础.ppt

第二章 数据通信基础 1、基础概念 2、数据编码 3、传输介质 4、异步同步传输 5、多路复用技术 6、数据交换技术 7、差错控制 2.1 数据通信基本概念 2.1.1 信息与信号 1信息 2数据（模拟，数字） 3信息与数据的关系 4信号（模拟，数字） 5传输 信息 信息是能够被人感知的、关于客观事物的反映，使人对客观事物存在方式和运动状态的摹写认识。 信息是通过某种形式表现出来的，否则，人们就无法进行信息交流。 数据 数据就是信息的表现形式或载体。 数据是广义的概念 包括（模拟数据和数字数据） 信息与数据的关系 模拟数据和数字数据 人的声音是模拟数据的例子。当人说话时，空气中产生一个连续的声波。其可用麦克风捕获，并转换成模拟信号。 计算机中的存储的数据是数字数据的例子。当数据从计算机的一个位置传输到另一个位置或另一台计算机时通常要转换成数字信号。 模拟和数字 数据和表示数据的信号既可以采用模拟形式也可以采用数字形式。 模拟指的是连续的量；数字指的是离散的量。 信 号 信号是表示数据的一种电气编码或者电磁编码，信号中包含了所要传递的消息。 信号一般以时间为自变量，以表示数据的某个参量（振幅、频率或相位）为因变量。 信号按其因变量的取值是否连续可分为模拟信号和数字信号。 模拟信号 数字信号 传输 定义:从某一位置送到其它位置的过程。 不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输。 模拟传输、数字传输 二者的区别：数字信号传输质量高、延时短、通信速率可选、支持多媒体业务等。 编码 数据必须编码成信号才能被处理和传输 数字数据编码为数字信号 数字数据编码为模拟信号 模拟数据编码为模拟信号 模拟数据编码为数字信号 数据通信基本概念示意图 P13 信 道 信道：传输信息的必经之路称为“信道”。在计算机中有所谓物理信道和逻辑信道之分。 物理信道: 指用来传送信号或数据的物理通路，网络中两个结点之间的物理通路称为通信链路，物理信道由传输介质及有关设备组成。 逻辑信道: 也是一种通路但在信号收、发点之间并不存在一条物理上的传输介质、而是在物理信道基础上，由网络内部的边来实现。通常把逻辑信道称为“连接”。 数据通信涉及的概念 数据传输速率（简称数据率，比特率） 数据率与带宽的关系(香农定理) 波特率 波特率与比特率的关系 误码率 比特率与波特率 比特率和波特率是数据通信中常用的两个术语。 比特率=波特率╳信号单元的比特数 比特率是每秒钟传输的比特数。 波特率表示传输硬件的工作速率，也就是每秒钟硬件产生的电信号变化的次数。是每秒钟传输的信号单元数，其中信号单元由一些比特组成。波特率决定了发送信号所需的带宽。 硬件改变其状态的极限速率就是硬件的带宽。 比特率与波特率的关系： 香农定理 香农定理描述为：R=B×log2(1+S/N) 其中R用每秒比特表示的线路容量的实际机限制值，B是硬件带宽，S是平均信号强度，N是平均噪声强度。通常信噪比S/N并不直接表示，工程师大多使用10log10 S/N,它的单位为分贝，缩写为dB. 例如， S/N=100，对应的分贝值则为20dB。 语音电话系统的信噪比大约为30dB，带宽大约为3000Hz,通过这样一个系统所能达到的最大数据传输率为：？ R= 2.1.2 数据通信系统的模型 模型 数据传输方式 并行串行传输 1 模型 数据通信系统是将通信设备用通信线路连接起来完成信息传输的系统 数据通信系统模型 见教材 P14 编码 逆过程（译码） 调制 逆过程（解调） 信道（物理、逻辑） 同步 2 数据传输方式 根据通信双方的分工和信号传输方向可将通信分为三种方式： 单工通信 通信双方设备中发送器与接收器分工明确，只能在由发送器向接收器的单一固定方向上传送数据。 半双工通信 通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以相互传送数据，但某一时刻则只能向一个方向传送数据。 全双工通信 通信双方设备既是发送器，也是接收器，两台设备可以同时在两个方向上传送数据。 3 并行、串行传输 并行传输 串行传输 2.2 数据编码 数字数据编码为数字信号 数字数据编码为模拟信号 模拟数据编码为模拟信号 模拟数据编码为数字信号 2.2.1 数字数据编码为数字信号 1不归零NRZ 2归零 RZ 3不归零反相编码NRZI 4曼彻斯特 5差分曼彻斯特 不归零编码(Non-Return to Zero, NRZ) 将数值1映射为高信号，数值0映射为低信号。 优点 实现起来简单而且费用低。 缺点 1) 连续“0”和连续“1”问题 2) 发送方和接收方的时钟不能精确同步