数据通信基础知识ppt课件

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1、第二章数据通信的基础知识本章重点基本概念●多路复用信道●数据交换技术传输媒体●差错控制编码2.1基本概念数据(Data)：传递（携带）信息的实体，信息(Information)则是数据的内容或解释。--模拟(Analog)数据与数字(Digital)数据信号(Signal)：数据的物理量编码（通常为电子或电磁编码），数据以信号的形式传播。--模拟信号与数字信号--基带(Baseband)与宽带(Broadband)信号●一些术语发送设备：用于匹配信息源和传输介质，即将信息源产生的报文经过编码变换为便于传输的信号形式，送给传输介质。例如：广播电台、电视发射塔、计算机等。接受设备：解调、译码、解密

2、等。从带有干扰的信号中正确恢复出原始信息，对于多路复用信号，其任务还包括解除多路复用，实现正确分路。在工业网络通信系统中，发送设备与接受设备往往都与数据源紧密连接为一个整体。（测量控制装置）在工业网络通信系统中典型的发送与接受设备：各种变送器、传感器、执行机构各种数据采集和控制装置智能仪表，如无纸记录仪、显示仪表、多功能控制仪可编程逻辑控制器变频器、视觉识别系统、伺服驱动器、机器人作为监视操作设备的监控计算机、数据服务器或工作站网络连接设备，如中继器、网桥、网关等。智能式变送器是由传感器和微处理器（微机）相结构而成的。它充分利用了微处理器的运算和存储能力，可对传感器的数据进行处理，包括对测量信

3、号的调理（如滤波、放大、A/D转换等）、数据显示、自动校正和自动补偿等。微处理器是智能式变送器的核心。它不但可以对测量数据进行计算、存储和数据处理，还可以通过反馈回路对传感器进行调节，以使采集数据达到最佳。由于微处理器具有各种软件和硬件功能，因而它可以完成传统变送器难以完成的任务。所以智能式变送器降低了传感器的制造难度，并在很大程主上提高了传感器的性能。另外，智能式变送器还具有以下特点：1.具有自动补偿能力，可通过软件对传感器的非线性、温漂、时漂等进行自动补偿。可自诊断，通电后可对传感器进行自检，以检查传感器各部分是否正常，并作出判断。数据处理方便准确，可根据内部程序自动处理数据，如进行统计处

4、理、去除异常数值等。2.具有双向通信功能。微处理器不但可以接收和处理传感器数据，还可将信息反馈至传感器，从而对测量过程进行调节和控制。可进行信息存储和记忆，能存储传感器的特征数据、组态信息和补偿特性等。3.具有数字量接口输出功能，可将输出的数字信号方便地和计算机或现场总线等连接。信道(Channel)：传送信息的线路（或通路）。比特率(BitRate)：数据传输速率(bps，b/s)。码元(CodeCell)：时间轴上的一个信号编码单元t码元1码元2码元3码元4码元5信号同步脉冲同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始波特率(Baud)：每秒传送的码元数(即信号传送速率)。1Baud=（l

5、og2M）bps其中M是信号的编码级数。也可以写成Rbit=Rbaudlog2M例如：4级编码（p23图2.3b）一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特（bit）。带宽(Bandwidth)：信号或信道占据的频率范围信道容量(Channelcapacity)：信道的最大数据率误码率(Biterrorrate)：信道传输可靠性指标P=错误的位数/传输的总位数信息编码：将信息用二进制数表示的方法。数据编码：将数据用物理量表示的规则。例如：字母‘A’的ASCII编码为01000001，其数据编码可能为0100000

6、1t●通信系统模型通信的三个要素：信源、信宿和信道任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：噪声信源编码调制信道解调解码信宿编码器：数据适合传输的信号——便于识别、纠错调制器：信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位解调器：接收波形数字信号序列解码器：传输信号原始数据信息→数据→信号→在介质上传输→信号→数据→信息通信系统的任务信息通过通信系统传输把携带信息的数据用物理信号形式通过介质传送到目的地。信息和数据（0、1比特）不能直接在介质上传输。●通信系统的构成◆数据传输系统：1）传输线路（包括传输介质和中继设备）2）传输设备：调制解调器、多路复用器、交换机、路由器等◆数据处理系统：主要是

7、指计算机。●通信基本过程—包含两项内容：数据传输和通信控制建立物理连接→建立逻辑连接→数据传送→断开逻辑连接→断开物理连接（对比：打电话的过程）2.2信道及其主要特征1.数字信道和模拟信道数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。2.模拟信号和数字信号模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值tta