数据通信基础与交换技术

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1、第二章数据通信基础与交换技术本章内容数据通信的基本概念数据编码技术串行传输与并行传输数据同步技术多路复用技术数据交换方式差错检验和控制重点：信道的复用方式数据编码数据交换奇偶校验法难点:数据编码数据通信的基本概念中的重点：数字信号信道物理信道和逻辑信道比特率和波特率及其转换关系带宽、数据传输速率和信道容量及其关系难点：物理信道和逻辑信道带宽、数据传输速率和信道容量及其关系2.1.数据通信的基本概念2.1.1.信息、数据和信号一、信息：被传达的内容,本身是无形的,所以总是需要有个载体才能被传送,进而被识别。信息的载体：用来

2、承载信息的事物，可以是数字、文字、语音、图形和图像等。在数字通信中一般用二进制数作为信息的载体。二、数据在数字通信中一般用二进制数作为信息的载体。这种承载着信息的二进制码就是我们所说的数据。三、信号（Signal）数据在传输过程中的电磁波表示形式。包括数字信号模拟信号数字信号用二进制是一个个离散的数值来表达。模拟信号值是连续变化的。2.1.2.信道及信道的分类一、信道（Channel）及其组成信道是数据信号传输的必经之路，它一般由传输线路和传输设备组成。二、有线信道和无线信道有线信道由双绞线、同轴电缆、光缆等有形传输介质

3、及设备组成。而无线信道由无线电、微波和红外线等无形传输介质及相关设备组成，无线信号以电磁波的形式在空间传播。三、物理信道和逻辑信道物理信道：实际存在的物理通路，由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信道：同一物理信道上可以走过不只一路信号，此时每一路信号所占用的信道被称作逻辑信道。四、模拟信道和数字信道模拟信道中传输的是模拟信号。数字信道中传输的是离散方式的二进制数字脉冲信号。五、专用信道和公用信道专用信道又称专线，它可以是自行架设的专门线路，也可以是向电信部门租用的专线。公用信道是一种公共交换信道，为大量用户提供服务的信道

4、，因此又被称为公共交换信道。2.1.3.数据单元在数据传输时，通常将较大的数据块（如报文）分割成较小的数据单元（如分组），并在每一段上附加一些信息，这些附加信息通常是序号、地址及校验码等。在实际传输时，可能还要将数据单元分割成更小的逻辑数据单位（如数据帧）。上述的报文、数据分组和数据帧等都是数据传输时数据单元的逻辑单位。2.1.4.通信系统的主要技术指标一、数据传输速率（比特率）和波形调制速率（波特率）比特率（S）单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数。例如：在0.001ms内传输了“1010001011”这样

5、一段有效数据。那么该传输的比特率为：10/（0.001ms）=10M/s波特率一个数字信号（码元）可以包含几位二进制数，例如：可以用一个信号表示一位二进制数“0”，采用较为复杂的调制技术时，可以在一个信号上携带“01”两位二进制数，甚至更多。波特率指每秒传输的有效码元个数。比特率和波特率之间用下列关系：其中，n为一个脉冲信号所表示的有效二进制数的位数。对于多相调制来说，n表示相的数目。在二相调制中，n=2，故S=B，即比特率与波特率相等。四相调制中，n等于4，波特率B1200120012001200多相调制相数二相调制(

6、n=2)四相调制(n=4)八相调制(n=8)十六相调制(n=16)比特率S(bit/s)1200240036004800比特率和波特率之间的关系对照表波特率（调制速率）和比特速率（数据传输速率）是两个最容易混淆的概念，但它们在数据通信中确很重要。两者的区别与联系，如图：二、带宽带宽是指物理信道的频带宽度，即信道内最高频率和最低频率之差。单位：赫兹（HZ），还常用千赫（kHZ）、兆赫（MHZ）。三、信道容量信道容量一般是指物理信道上能够传输数据的最大能力。四、带宽、数据传输速率和信道容量的关系一般来讲：信道所处的频带越高，

7、所包围的频率范围越大，则该信道的容量越大，传输速率越高！五、误码率误码率是指二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，又称为出错率，其定义式如下：式中，N为传输的二进制位的总数，Ne表示被传错的比特数。误码率Pe是数据通信系统的传输可靠性指标。采用差错控制技术的意义：根据测试，目前电话线路在300～2400bit/s传输速率时的平均误码率为10E-4～10E-6；在2400～9600bit/s传输速率时的平均误码率为l0E-9～10E-6。而计算机通信系统中对误码率的要求是10E-9～10E-6，即平均每传送1兆二进制位，

8、才能错一位，2.2.数据编码技术2.2.1.数据通信系统的组成与类型一、数据通信系统的组成信源系统（发送端）传输系统（传输网络）目的系统（接收端）重点：基带传输和频带传输的含义三种编码方式（非归零编码；曼彻斯特编码；差分曼彻斯特编码）三种调制方式（幅度调制；频率调制；相位调制）难点：基带信号的含义二、信源数据与传输信