《计算机网络与通信》PPT课件

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1、第二章数据通信基础本章主要介绍数据通信的基本概念、数据传输技术、多路复用技术、数据交换技术及差错控制技术2.1数据通信的基本概念数据通信系统的基本组成数据通信的几个基本概念模拟传输和数字传输数据通信系统的质量指标2.1.1数据通信系统的基本组成1、通信系统的基本模型信息源和输入转换器发送设备接收设备信道输出转换器和受信者噪声2.1.1数据通信系统的基本组成2、数据通信系统的组成数据输入输出设备传输信道主机数据终端设备DTE传输控制器数据电路终接设备数据电路终接设备传输控制器计算机系统接口接口数据电路数据链路DCEDCE2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（1）周期信号信号

2、的周期就是信号完成一个循环所需要的时间。信号周期=p信号的频率=f信号每秒振荡的周期数。其量度单位是周期每秒，即赫兹(Hz)。频率和周期的关系式是：f=1/p2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（2）周期性非正弦信号的傅氏级数及频谱特性现在给出一个数学描述。假设s(t)是一个周期为P的周期函数。依据傅立叶变换的其中一种形式：2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（2）周期性非正弦信号的傅氏级数及频谱特性（还有其他的形式，但这种更适合我们这里的需要。）其中的系数ai和bi被定义为:2.1.2数据通信的几个基本概念傅立叶变换:能解释各种不同的通信媒体的局限性。

3、每一个周期信号都是具有不同的频率和振幅的模拟信号的叠加。由傅立叶变换得出一个结论：媒体发送和分解一个模拟信号的能力取决于它能够处理的频率的范围（带宽）。2.1.2我们来看一个列子，令s(t)为:这是一个周期为2π的方波。ts(t)1-12p3p4pp6p5p7p8p2.4.2模拟信号1.傅立叶变换因为它是一个周期函数（周期为2p），所以可以把它写成一个傅立叶级数。在这里，所有的常量ai(i≥0)都为0。常量bi定义为我们用微积分算出这些结果。由它可以把周期函数写成2.4.2右图分别给出了具有1、3、5、11和21个项的近似值的曲线图。如图所示，只有几个项的近似值与原函数相差很远。但随着项的

4、个数的增多，每个时间间隔内的曲线将更加平滑，在1和-1之间的跳变也更加快速。2.1.2傅立叶变换是学习通信的基础。在一个带宽有限的媒体上传送一个复杂的模拟信号就和用傅立叶级数来近似一个函数一样。高保真音响30Hz到20000～30000Hz普通电话机300Hz～3300Hz30Hz～300Hz3300Hz～30000Hz2.4.2傅立叶变换的应用傅立叶变换也可以应用于硬件的设计。比如，一个滤波器（Filter）可以挡住某一频率，而让其他的频率通过。它有非常广泛的应用。1K2K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K13K14K15K16K17K2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号

5、频带及频谱分析（3）非周期性信号的频谱特性非周期性信号可以看成是P∞周期信号：频谱无限密集，其频谱变为连续频谱。2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（4）信号的频带由于谐波振幅具有收敛性，所以次数过高的谐波分量非常小，对于一个信号并没有什么意义。对于一个信号，从零频开始到需要考虑的最高频率分量之间的频率范围称为信号的带宽。2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（5）二进制数字信号的频谱特性信号带宽=1/信号代码宽度2.1.2数据通信的几个基本概念1、信号频带及频谱分析（6）信号时间特性和频率特性间的关系信号周期T减小，谱线间隔就会变大，谱线占有频率范围变

6、大，信号频带就会增加，反之亦然。2.1.2数据通信的几个基本概念2、数据信号（1）模拟数据与数字数据模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。数字数据：数据的状态是离散和可数的。2.1.2数据通信的几个基本概念2、数据信号（2）模拟信号与数字信号模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而取连续值。数字信号：电信号的参量对应于数字数据而取离散值。2.1.2数据通信的几个基本概念2、数据信号（3）模拟通信与数字通信模拟信号：传输模拟信号的通信方式。数字信号：传输数字信号的通信方式。数字通信相对于模拟通信有如下优点：抗干扰能力强、差错可以控制、易于实现保密通信。2.1.3模拟传输和数字传输在将数据从

7、信源送到信宿的过程中，必须对数据的性质和用来传输数据的信号进行区分。数据的性质模拟数据数字数据信号的传播方式数字信号模拟信号模拟数据数字数据模拟信道基带或调制编码调制编码数字信道脉冲调制编码数字信号编码2.1.3模拟传输和数字传输1、模拟数据的模拟信号传输一般使用基带传输或调制后用频带传输的方式。例子：普通电话。2.1.3模拟传输和数字传输2、数字数据的模拟信号传输调制后传输。通常有三种基本的模式：移幅键控（Amplit