计算机网络基础(数据通信基础).ppt

1.2 数据通信基础 通信系统模型 两个基本概念：模拟信号、数字信号 五种通信技术：传输方式、同步方式、多路复用、调制解调、数据编码 五个技术指标：码元与信息量、数据传输速率、调制速率、误码率、信道的带宽与容量 主要学习内容 ?： 数据通信系统组成 数据通信的基本概念 数据编码技术 数据通信的基本方式 多路复用技术 数据交换方式 差错检验和控制 1.2.1 数据通信模型 数据通信的基本概念： 信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识;数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式; 信号是数据的具体的物理表现。 信息：人对雪花和马的认识 数据：文字，二进制数，十进制数 信号：电压，光，磁场强度 在通信系统中，数据需要编码（变换）为电信号的形式从一点到一点。由于有两种不同的数据类型，电信号相应有两种基本形式：模拟信号和数字信号。模拟信号是一种连续变化的电信号，数字信号是一种离散信号。 带宽（Bandwidth ）(HZ) 是指介质能传输的最高频率和最低频率之间的差 值，带宽通常用“Hz”表示。 数据速率 奈奎斯特公式:最大数据传输速率C=2Hlog2L(bps) 香农公式:最大数据传输速率C=Hlog2（1＋S/N）(bps) 信道是信号传输的通道，包括通信设备 和传输媒体。按传输媒体来分：可以分为有 线信道和无线信道；按传输信号类型可以分 为模拟信道和数字信道；按使用权可以分为 专用信道和公用信道等。 信道容量 信道容量指信道传送信息的最大能力。 误码率 误码率是指二进制数字信号在传送过程中被传 错的概率。计算公式为： Pe=传错的比特数/传送的总比特数 信道延迟 信道延迟是指信号在信道中传播时，从信源端到 信宿端的时间差。 信源：模拟信号、数字信号 变换：调制解调、多路复用、数据编码 信道：带宽与容量、误码率 1.2.2 数据传输 数据的成功传输主要依赖于2个主要的因素：要传输的信号的质量和传输媒体的性能。 通信方式 按照数据信息在传输链路上的传送方向： 单工通信：信号只能向一个方向传送。如广播。 半双工通信：信息的传递可以是双向的。如对讲机。 全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息。 1.2.3 数据编码 (1) 归零码（Return to Zero） 一个码元中，正电平到零电平的转换边表示0， 而从负电平到零电平的转换边表示1。 特点：噪声抑制特性比较好。 (2) 不归零码（Non-Return to Zero） 在不归零码中，电平在两个码元间翻转表示1， 不翻转表示0。 特点：实现简单，费用低。 (3) 曼彻斯特码 高电平到低电平的转换边表示0，低电平到高电 平的转换边表示1。 特点：方案实现简单。 (4) 差分曼彻斯特码 不管是0还是1，码元的中间都必须进行电平的转 换，区分0和1是在相邻码元的边界，用码元开始处的 跳变表示0，无跳变表示1。其主要的应用领域为令牌 环网。 2 数字数据编码成模拟信号 将数字数据信号转换成为模拟信号的编码技术有：调幅（ASK），调频（FSK），调相（PSK）三种技术。 载波信号：Asin(2nft+Φ) AM:幅移键控（Amplitude Shift Keying-ASK） FM:频移键控（Frequency Shift Keying-FSK） PM:相移键控（Phase Shift Keying-PSK 3 模拟数据编码为数字信号 实际上成为模拟数据转换成数字数据更为确切，即模拟数据数字化。两个基本技术——脉码调制和增量调制。 4. 模拟数据编码成为模拟信号 1.2.4 数字数据通信技术 1. 数据同步技术 数据通信中，通信双方要交换数据，需要有高度的协同动作。通常采用的同步技术有：异步方式和同步方式。 1）异步方式 在这种方式中，每传送一个字符都在每个字符码前加一个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加一个停止位，表示字符结束称为面向字符的异步传输方式。 2） 同步方式 同步方式的每个字符前后并不附加起址位作为字符的边界，而是在发送字符之前先发送一组同步字符，通常为8位或是16位，使收发双方进入同步。起址标识，同步标识等称为控制信息，用于控制数据的传输同步，数据块加上控制信息称为帧，若数据块被当作字符，这样的帧被称为面向字符是帧。 2. 差错控制 数据传输并不是无