计算机网络基础 张建忠 第2章 数据通信基础

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1、第2章数据通信基础2.1数据通信的基本概念2.2数据通信原理2.3数据传输技术2.4数据交换技术2.5多路复用技术2.6差错控制与校验2.7通信接口及设备2.1数据通信的基本概念2.1.1网络通信中基本概念1．信息信息就是消息中表达的内容，是对客观物质的反映。它的载体是数字、文字、语音、图形和图像等。2．数据网络中传输的二进制代码被称为数据（Data），它是传递信息的载体。3．信号信号（Signal）是数据在传输过程中的表示形式。4．通信信道通信信道指电信号从发送器到接收器所经过的传输通路。5．带宽带宽指信道所能传

2、送的信号的频率宽度。6．信源信息传送的原始端。7．信宿信宿是信息传送的目的端，信息的接收者，它把接收到的信号转换成信息。8．数据传输速率在网络中数据传输的速率常以单位时间内传送的二进制位数（bit/s）表示。2.2数据通信原理2.2.1数据通信系统的基本组成1．数据通信系统的组成通信系统是用来实现通信过程的系统。它的组成主要包括信源、信宿、信道、噪声源、信号变换器和反变换器设备等。一般数据通信系统的模型如图2.2所示。图2.2数据通信系统模型2.2.2数据通信系统的通信原理1．通信系统结构数据通信系统就是指以计算机

3、为中心，用通信线路连接分布在远地的数据终端设备而进行数据通信的系统。2．数据通信过程数据从发送端发送到被接收端接收的过程称为数据通信过程。一次通信又包括两个子过程即数据传输和通信控制。（1）建立通信线路（2）若对方同意，建立数据传输链路（3）传输数据以及必要的通信控制信号（4）数据传输结束（5）通知通信控制处理机通信结束并切断数据物理通道2.2.3数据通信系统的主要技术指标1.数据传输速率和波形调制速率（1）比特率（2）波特率2．带宽3．信道容量4．误码率5．吞吐量2.3数据传输技术2.3.1数据编码技术1.数据编

4、码数据通信中的编码是将原始信息变换成便于在数据通信系统中传输的形式的过程。对于模拟形式的信息，首先要进行采样、离散化、获得时间离散的脉幅，这个过程叫脉幅调制（PAM）。然后对脉幅进行量化处理，即用离散的整数近似数值连续的脉幅实数，获得表征原始信息的离散的整数序列。从采样到得到离散的整数序列的整个过程称作脉冲编码调制（PCM）。2．常用码型（1）单极性不归零码（2）单极性归零码（3）双极性不归零码（4）双极性归零码（5）差分编码（6）曼彻斯特码3．选取传输编码的规则2.3.2数据传输类型1．基带传输基带传输是在信道中

5、直接传输数字信号，且传输介质的整个带宽都被基带信号占用。基带传输系统安装简单、成本低2．频带传输由一个或几个频率组成，占用了一个固有的频带，故这种传输方式称为频带传输。3．宽带传输宽带传输常采用75W的电视同轴电缆CATV）或光纤作为传输介质，带宽为300MHz。使用时通常将整个带宽划分为若干个子频带，分别用这些子频带来传送音频信号、视频信号以及数字信号。2.3.3并行传输与串行传输1．并行传输并行传输可以一次同时传输若干比特的数据，从发送端到接收端的信道需要用相应的若干根传输线。2．串行传输在传输过程中，同一个字

6、节的各个不同的位按顺序先后发送，在同一个信道上传输。串行数据通信又有3种不同方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。（1）单工通信（2）双工通信（3）全双工通信（四线制）2.3.4异步传输与同步传输1．异步方式在异步传输方式中，每传送一个字符（7位或8位）都要在每个字符码前加一个起始位，以表示字符代码的开始；在字符代码和校验码后面加一个或两个停止位，表示字符结束。异步方式的实现比较容易,但每传输一个字符都需要多使用2位-3位,所以适合于低速通信。2．同步方式通常，同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的

7、数据块（帧）。对这些数据，不需要附加起始位和停止位，而是在发送一组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN（以01101000表示）或一个同步字节（01111110），用于接收方进行同步检测，从而使收发双方进入同步状态。2.4数据交换技术2.4.1电路交换电路交换（CircuitSwitching）也称为线路交换，它是一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可以是物理通道又可以是逻辑通道（使用时分或频分复用技术）。1．电路建立2．数据传输3．电路拆除2.4

8、.2存储转发交换存储转发交换方式可以分为报文存储转发交换与报文分组存储转发交换方式，报文分组存储转发交换方式又可以分为数据报与虚电路方式。1．报文交换在报文交换中，每一个报文由传输的数据和报头组成，报头中有源地址和目标地址。节点根据报头中的目标地址为报文进行路径选择，并且对收发的报文进行相应的处理，报文交换是在两个节点间的链路上逐段传输的，不需要在两个主机间