数据通信原理概述

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1、数据通信原理概述华中科技大学计算机学院李榕数据通信的重要性计算机之间的通信：数据通信通信网的发展趋势：电话网计算机网有线电视网三网融合宽带IP网就是数据通信（可见它的重要性）2010/10/19数据通信原理2教学目的数据通信原理是一门非常重要的专业课，通过对本课程的学习，能使同学们对数据通信的基本概念、数据通信网等有一个较全面的了解，并能掌握一定的数据通信基本理论和有关数据通信技术的一些应用技能。学好这门课对学习后继课程打下一个良好的基础，同时也会对从事通信和计算机等方面的工作有所帮助。20

2、10/10/19数据通信原理3课程内容n数据通信系统构成及有关基本概念n数据信号传输的三种基本形式：数据信号的基带传输、数据信号频带传输、数字数据传输n差错控制的基本理论及应用n数据通信的交换方式：电路交换、报文交换、分组交换和帧方式n通信协议的概念、模型n数据通信网的基本构成及应用：分组交换网、帧中继网、数字数据网（DDN）nInternet与宽带IP城域网2010/10/19数据通信原理4教材、老师和考核n教材：数据通信原理（第2版），毛京丽教授著，北京邮电大学n授课老师：李榕nEmail：

3、lr@hust.edu.cnn考核：n30%平时成绩——上课n70%考试成绩2010/10/19数据通信原理5内容提要n本章介绍数据通信有关的重要概念和定义，要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。2010/10/19数据通信原理6消息、信息、数据与信号n消息：指通信过程中传输的具体原始对象，如电话中语音，电视中图像，电报中电文，雷达中目标的距离、高度、方位，遥测系统中测量的数据等。这些消息在物理特征上各不相同，所以各种消息的组成亦不相同。n消息的特点：n能够

4、被通信双方理解n可以传递2010/10/19数据通信原理7消息、信息、数据与信号n信息：是有秩序的量度（香农，信息论），是人们对事物了解的不确定性的消除或减少。信息是对组织程度的一种测度，信息能使物质系统有序性增强，减少破坏、混乱和噪音。n信息量：信息量与不确定性消除程度有关，量度信息多少的测度就是信息量。n信息量的度量单位是：比特（bit）2010/10/19数据通信原理8消息、信息、数据与信号n数据：就是赋予一定含义的数字、字母、文字等符号及其组合，它是消息的一种表现形式。n数据涉及到事

5、物的形式，而信息涉及的是这些数据的内容。2010/10/19数据通信原理9消息、信息、数据与信号n信号：把消息转换成适合于信道传输的物理量，就是信号。信号携带着消息，它是消息的运载工具。通信中的信号有电信号和光信号两种。n信号可以分为模拟信号和数字信号。2010/10/19数据通信原理10消息、信息、数据与信号n模拟信号：指信号的某一参量可以取无穷多个值，并且与原始消息直接对应的信号，如话音信号及其按照抽样定理所得的PAM样值信号等x(t)tx(t)t(a)时间连续的模拟信号2010/1

6、0/19(b)时间离散的模拟信号数据通信原理11消息、信息、数据与信号n数字信号：指信号的某一参量只能取有限多个值，且与原始消息不直接对应的信号，如计算机终端输出的二进制信号及其经过PSK、FSK等调制方式调制后所得的信号等x(t)1011001(a)二进制数字信号t3210x(t)(b)多进制数字信号t2010/10/19数据通信原理12消息、信息、数据与信号n模拟信号与数字信号之间的相互转换：模拟信号一般通过PCM脉码调制(PulseCodeModulation)方法量化为数字信

7、号，即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值，例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级，实用中常采取24位或30位编码；数字信号一般通过对载波进行移相(PhaseShift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号。2010/10/19数据通信原理13消息、信息、数据与信号n根据信道上传输的信号形式的不同，可以分为两类通信方式。n模拟通信：以模拟信号的形式传递消息。采用频分复用实线多路通信（频分复用是利用各路信号在信道上占用不同的频率范围，同在一

8、条信道上传输，并且互不干扰）。n数字通信：以数字信号的形式传递消息。采用时分复用实线多路通信（时分复用是利用各路信号咋信道上占有不同的时间间隙，同在一条信道上传输，并且互不干扰）。2010/10/19数据通信原理14消息、信息、数据与信号n数字数据既可以用模拟信号，也可以用数字信号表示和传播。而模拟信号和数字信号都可以在合适的传输介质上传输。通常,将传输过程中使用模拟信号的传输方式称为模拟数据传输(可能需要调制解调器)；将传输过程中使用数字信号的传输方式称为数字数据