《数据传输技术》PPT课件

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1、第3章数据传输技术3.1数据传输的基本概念3.2传输介质及其特性3.3数据调制与编码3.4多路复用技术3.5传输系统3.6数据传输质量参数3.1数据传输的基本概念3.1.1信息、数据和信号数据传输的基本概念之一是理解信息、数据和信号这三个术语的含义。信息(Information)一词也可译成资讯。从通信的意义上理解，信息可用来解除不确定度。为了定量地研究通信系统的运行状况，客观地评价各种通信方式的优缺点，需要对信息进行度量。著名的美国数学家、信息论的奠基人香农(C.E.Shannon)给出了关于度量信息的公式，即信息量I为(3.1)若上式的对

2、数以2为底，则信息量的单位为比特(bit)。由上式可知，一个消息所承载的信息量I等于它所表示的事件发生的概率P的倒数的对数。如果一个消息为必然事件，即该事件发生的概率为1，则该消息所传递的信息量为零。数据(Data)是任何描述物体、概念、形态的事实、数字、符号和字母,可定义为有意义的实体，它涉及到事物的形式。数据中包含着信息，信息可通过解释数据而产生。从形式上，数据可分为模拟数据和数字数据两种。模拟数据是指在某个区间内连续的值。例如，声音或视频都是强度连续变化的波形；又如，用传感器采集到的数据，包括温度和压力等，都是连续的。数字数据泛指离散的

3、值，诸如文字、整数等。信号(Signal)是数据的电磁(或电子)编码。通信系统中所使用的信号指的是电、磁信号，即随时间变化的电压、电流或磁场。从数学角度来看，信号通常是时间的函数，在时域上可划分为连续函数和离散函数。从通信的信号形式上看，信号是传递消息的载体，信号可分为以下两种：·模拟信号：指连续变化的电信号，例如语音信号、当前的电视信号等；·数字信号：指离散的一系列电脉冲，如计算机所用的二进制代码“1”和“0”表示的信号。模拟信号和数字信号都可以在合适的传输介质上进行传输。我们常用“信道”一词来表示向某一方向传送数据的传输介质。由于目前使用

4、的传输介质有多种，它们在传输特性上存在着差别,因此，数据传输设备采用不同的信号变换技术，以取得满意的数据传输质量。与信号的分类相似，现代通信网中的信道也可分为两种：·数字信道，主要用于传输数字信号，具有64kb/s或较高速率的同步数字传输通路；·模拟信道，用于传输模拟信号，具有通频带为300～3400Hz的长途载波电话通路或实线通路。图3.1.1信息、数据和信号的基本概念3.1.2传输方式信号的传输方式分为并行传输与串行传输。1.并行传输并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输，如图3.1.2(a)所示。例如,一个采用8单

5、位二进制码构成一个字符进行并行传输的系统，需采用8个信道并行传输，一次传送8位，即一个字符，因此收、发双方不存在字符同步的问题，不需要额外的措施来实现收发双方的字符同步，这是并行传输的主要优点。在实用中，需另外加一条控制信号,即“选通”脉冲，它在数据信号发出之后传送，用以通知接收设备所有的位已经发送完毕，可对各条信道上的信号进行取样了。并行传输常用于计算机内部数据总线或PC微机与打印机接口，但由于使用的线路多，成本较高，不适宜远距离传输。图3.1.2传输方式(a)并行传输；(b)串行传输2.串行传输串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成

6、数据流,以串行的方式在一条信道上传输，如图3.1.2(b)所示。通常传输顺序为由低位到高位，传完这个字符再传下一个字符，因此收、发双方必须保持字符同步，以使接收方能够从接收的数据比特流中正确区分出与发送方相同的字符，这是串行传输必须解决的问题。串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前远程通信主要采用的一种传输方式。3.2传输介质及其特性上一章在ISO/OSI―RM中简述了物理层的基本功能,涉及到物理层规程或建议，直接面向着各种不同的通信方式,各式各样的传输介质。特别需注意这些物理层功能并不是指具体所要连接的计算机等设备和传输介质,因此在实

7、际的计算机等数据终端设备(DTE，DataTerminalEquipment)之间的通信必须通过具体的通信设备和传输介质来完成信息的传输。可见，传输介质是计算机通信与网络的基本组成部分，在远程传输工程的投资成本中占有很大的比例。因此，如何利用传输介质是网络技术和应用的一个基本问题［3］［6］［9］。传输介质可以分为线传输介质(有线线路)和软传输介质(无线信道)两类。前者包括双绞线、同轴电缆及光缆等；后者主要包括地面微波、卫星微波、无线电波及红外传输技术等。传输介质的特性影响着数据的传输质量，不同的传输介质具有不同的传输特性，可从物理结构、连通

8、性、抗干扰性、可允许直连最长距离以及价格等方面来衡量。从传输系统的设计目标来看，首先关注的是能符合应用的数据传输速率和传输距离。一般来说，数据传输速率愈高，允许传输