(课件)数据通信基础

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1、第2章数据通信基础第2章数据通信基础2.1数据通信的基本概念2.2数据调制与编码2.3传输模式2.4多路复用技术2.5差错控制与校验2.6数据交换技术ch02数据通信基础22.1数据通信的基本概念数据与信号数据：从事物的属性来看，数据就是把事物的某些属性规范化后的表现形式，数据可分为模拟数据与数字数据两种。信号：在数据通信中，信号是数据的载体，一般为电磁波或电脉冲。信号又可分为模拟信号（AnalogSignal）和数字信号（DigitalSignal）两种。3ch02数据通信基础数据通信的基本概念信源、信宿与信道数据通信中，产生和发送信号的一端叫信源，接收信号的一端叫信宿。传

2、递信号的通信线路称为信道。“物理信道”：是指用来传送信号的实实在在的物理通路，它由传输介质以及相应的通信设备组成。“逻辑信道”：是通过一些通信技术和手段，将一条物理信道划分为多个逻辑上的信道，以实现多个不同信源与信宿之间的通信，相互之间互不干扰。4ch02数据通信基础数据通信的基本概念误码率误码率是指信号在传送过程中的错误率，它是数据通信系统在正常工作状况下，表示传输可靠性的指标。在计算机网络通信中，通常要求误码率低于10-6。5ch02数据通信基础数据通信的基本概念带宽与数据传输速率在模拟信道中，人们一般采用“带宽”来表示信道传输信息的能力，即有效传送信号的最高频率与最低频

3、率之差，单位为Hz、kHz、MHz或GHz。例如，电话信道的带宽为300Hz～3400Hz。在数字信道中，人们通常用“数据传输速率”表示信道传输信号的能力，即每秒传输的比特数，单位为b/s、kb/s、Mb/s或Gb/s。例如普通电话调制解调器的传输速率有14.4kb/s、28.8kb/s或56kb/s等。6ch02数据通信基础数据通信举例声音A/DD/A传统电话系统数据信号传输信号数据信源信宿GWGWIP网络2.2数据调制与编码为了将数据进行传输，首先要将数据编码成适合传输的格式。对于数字通信系统而言，进行数据的传输主要涉及到数字数据的数字信号编码形式；模拟信号的处理给数据通

4、信添加了复杂性。为了通过电话网进行数据的传输，我们需要一种能够将数字信号转换为模拟信号（调制，Modulation）的设备和一种能够将模拟信号转换为数字信号（解调，Demodulation）的设备，以方便数字数据通过电话系统进行传输。8ch02数据通信基础数字数据的数字信号编码数字信号和数位化编码的数字数据之间存在着自然的联系。数字数据表现为0和1的序列。数字信号表现为“高电平”和“低电平”的组合。因此，可以将0和1通过某种形式与“高电平”和“低电平”形成一种有效的对应关系。这种对应关系就称为数字数据的数字信号编码。不归零法编码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码9ch02数据通信基

5、础不归零法编码不归零法（NonreturntoZero,NRZ）可能是最简单的一种编码方案。它传送一个0时把电压升高，而传送一个1时则使用低电平。这样，通过在高低电平之间作相应的变换来传送0和1的任何序列。NRZ指的是在一个比特位的传送时间内，电压是保持不变的（比如说，不回到零点）。10ch02数据通信基础曼彻斯特编码曼彻斯特编码（ManchesterCode）用信号的变化来保持发送设备和接收设备之间的同步。为了避免时钟不同步的情况，它用电压的变化来分辨0和1，从高电平到低电平的跳变代表1，而从低电平到高电平的跳变代表0。优点：信号的保持不会超过一个比特位的时间间隔。即使是0

6、或1的序列，信号也将在每个时间间隔的中间发生跳变。这种跳变将允许接收设备的时钟与发送设备的时钟保持一致。缺点：需要双倍的带宽。即，信号跳变的频率是NRZ编码的两倍。11ch02数据通信基础差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码的一个变形称为差分曼彻斯特编码（DifferentialManchesterEncoding）。和曼彻斯特编码一样，在每个比特时间间隔的中间，信号都会发生跳变。区别在于每个时间间隔的开始处。0将使信号在时间间隔的开始处发生跳变。而1将使信号保持它在前一个时间间隔尾部的取值。通过检查每个时间间隔开始处信号有无跳变来区分0和1。检测跳变通常更加可靠，特别是线路上有噪音

7、干扰的时候。如果有人把连接的导线颠倒了，也就是把高低电平颠倒了，这种编码仍然是有效的。12ch02数据通信基础码串101100的不同编码形式13ch02数据通信基础数字数据的模拟信号编码为了将数字数据转换成模拟信号，通过调制振幅、频率和相位等载波特性或者这些特性的某种组合，来实现对数字数据的编码和传输，也称为频带传输，以区别于前面的采用数字信号传输数字数据的基带传输。数字数据到模拟信号的调制方式主要有以下三种：幅移键控方式（ASK，Amplitude-ShiftKeying），又称为调幅；频移键控方式（