ch2数据通信与广域网

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1、第2章数据通信与广域网技术孙庆华jdtqinghua@buu.com.cn主要内容（1）2.1数据通信的基本概念2.1.1数据通信系统结构模型2.1.2数据通信的理论基础2.1.3数据通信系统要解决的几个基本问题2.2数据传输介质2.2.1介质类型和主要特性2.2.2有线介质：铜线和光纤2.2.3无线和卫星通信主要内容（2）2.3数据编码技术2.3.1基带传输编码2.3.2频带传输编码2.3.3模拟数据的数字化2.4多路复用技术2.4.1频分多路复用FDM2.4.2波分多路复用WDM2.4.3时分多路复用TDM主

2、要内容（3）2.5广域网中的数据交换技术2.5.1线路交换2.5.2存储转发交换2.5.3数据报和虚电路2.5.4异步传输模式ATM2.6差错控制技术2.6.1差错产生的原因及误码率2.6.2差错控制机制2.6.3循环冗余（CRC）检错吗学习目标理解数据通信一些基本概念和基本原理；熟悉常用传输介质类型及其特性；掌握数据调制与编码的类型和方法；掌握多路复用技术的类型和特点；掌握广域网中数据交换技术的类型和工作原理掌握差错控制技术原理和方法。2.1数据通信的基本概念（1）2.1.1数据通信系统结构模型数据通信是指在不同计

3、算机之间传送表示字符、数字、语音、图像的二进制代码0、1比特序列的过程。下图为模拟电话语音通信系统和计算机通信系统示例数据通信系统基本结构模型：计算机DTE信号变换器DCE计算机DTE信号变换器DCE信道信道网络设备编码技术多路复用交换技术编码技术多路复用通信子网差错控制技术2.1数据通信的基本概念（2）信息、数据和信号①信息（Infomation）人对现实世界的某种认识。②数据（Data）是信息的表达方式（载体）。其可以是文字、声音、图形和图象等多种不同形式。本课程中，数据通常理解为在网络中存储、处理和传输的二进制

4、数字编码。③信号（Signals）数据传输过程中的电磁波表示形式。信息数据信号rose2.1数据通信的基本概念（3）信息编码标准ASCII码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准ISO646，又称为国际5号码;它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准;ASCII码采用7位二进制比特编码，可以表示128个字符;字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。参见书中表2-1（P27）多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。2.1数据通信的基本概念（4）模拟信号和数字

5、信号①模拟信号是指信号的因变量随时间连续变化的信号；②数字信号是指信号的因变量不随时间连续变化的信号，通常表现为离散的脉冲形式。1011000模拟信号(AnalogSignals)数字信号(DigitalSignals)t(t)ntX(nt)2.1数据通信的基本概念（5）2.1.2数据通信的理论基础主要研究信号在通信信道上传输时的数学表示及其所受到的限制。时域观和频域观在网络通信中，信息是以电磁信号（或简称信号）的形式传输的电磁信号是时间的函数（时域观）也可以表示成频率的函数（频域观）对于理解数据传输来讲，信号的频

6、域观比时域观更重要。2.1数据通信的基本概念（6）根据傅立叶分析，任何电磁信号可以由若干具有不同振幅、频率和相位的周期模拟信号组成。g(t)=c++频谱（spectrum）是一个信号所包含的频率的范围。信号的带宽(bandwidth)等于频谱的宽度。（见下页图）对不同傅立叶分量的衰减不同，引起输出失真。信道有截止频率fc，0~fc的振幅衰减较弱，fc以上的振幅衰减厉害，这主要由信道的物理特性决定，0~fc是信道的有限带宽。带宽越宽，信息承载能力越强。通信信道带宽对基带传输的影响2.1数据通信的基本概念（7）几个通信指

7、标：①波特率B：模拟信号传输中，线路上每秒传送的波形个数。也称调制速率。单位：波特Baud②比特率S（数据传输速率）：数字信号传输中，线路上每秒传送的二进制代码的有效位数（bit，码元）。单位：b/s（bps）③带宽F：物理信道的频率范围，即允许的最高最低频率之差。单位：Hz④信道容量：物理信道的最大数据传输速率。单位：bps误码率Pe=Ne/N，其中N为传输的二进制码元总数，Ne为被传错的码元数2.1数据通信的基本概念（8）信道速率的极限值–奈奎斯特准则：二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（B

8、=f，单位Hz）的关系为：Rmax=2··f（bps）；–香农定理：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B，信噪比S/N的关系为Rmax=B·log2（1+S/N）–因为通信信道最大数据传输速率与信道带宽存在明确关系，因此“带宽”与“速率”在网络技术中几乎成了同义词。2.1数据通信的基本概念（9）2.1.3数据通