计算机网络基础 龚娟 第2章 数据通信基础

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1、第2章数据通信基础【学习目标】数据通信技术是计算机网络的技术基础，本章通过主要讲述与对数据通信有关的基础知识，其中包括等相关内容的讲解，让学生理解数据通信的基本原理基本概念、，熟悉数据通信的方式，、了解数据通信所需的传输介质、数据编码、数据交换、信道复用和差错控制技术等。【学习要点】1．理解数据通信的基本概念2．了解数据编码技术3．掌握数据通信方式4．掌握数据交换技术5．熟悉信道复用技术6．了解传输介质7．掌握差错控制技术2.2数据通信的基本概念国家广播电影电视总局2004年11月宣布到2015年将停止模拟电视播出，实现数字广播电视有线、卫星和无线的全国覆盖。那么

2、究竟什么是模拟电视，什么是数字电视？它们有什么区别？2.1.1信息、数据、信号与信道数据通信是指通过通信系统将数据以某种信号的方式从一处安全、可靠地传输到另一处，包括数据的传输及传输前后的处理。其中信息、数据与信号等是数据通信系统中最基本的概念，必须了解其中的区别和联系。1．信息2．数据3．信号4．信道5．带宽2.1.2数据通信系统基本结构1．模拟通信系统2．数字通信系统图2-2模拟通信系统的模型图2-3数字通信系统的模型2.1.3数据通信系统的性能指标1．有效性指标的具体表述（1）数据传输率。数字通信系统的有效性可用数据传输速率来衡量，数据传输速率越高，系统的有效性

3、越好。通常可从码元速率和信息速率两个不同的角度来定义数据传输速率。●码元速率●信息速率（2）信道带宽。2．可靠性指标的具体表述（1）误码率（2）误比特率2.2数据编码与调制技术家庭用户很多采用电话拨号上网，电话线（模拟信道）中传输的是模拟信号，而计算机中的信号是数字信号，怎样能使数字信号通过模拟信道进行传输？我们现在使用的数字电话是怎样传输模拟音频信号的？2.2.1数据编码类型其编码类型有以下4种，如图2-6所示。图2-6数据编码类型2.2.2数据调制技术1．模拟数据的调制2．数字数据的调制图2-7数字信号通过模拟通信系统的传输情况2.2.3数据的编码技术1．模拟数据

4、的编码采用脉冲编码调制把模拟信号数字化的3个步骤如下。采样：以采样频率把模拟信号的值采出，如图2-8所示。量化：使连续模拟信号变为时间轴上的离散值。比如在图2-9中采用8个量化级，每个采样值用3位二进制数表示。编码：将离散值变成一定位数的二进制码，如图2-10所示。图2-8采样图2-9量化图2-10编码2.2.3数据的编码技术（续）2．数字数据的编码（1）不归零码（Non-ReturntoZero，NRZ）（2）曼彻斯特编码（Manchester）（3）差分曼彻斯特编码（DifferenceManchester）图2-11数字信号的编码2.3数据的传输数据传输在我们身

5、边无处不在，如打电话、使用对讲机、收听广播等。那么这几种通信方式中所用到的数据传输方式相同吗？数据传输有哪些方式？数据传输需要哪些技术？在串行传输时，接收端如何从串行数据位流中正确地划分出发送的一个个字符?2.3.1信道通信的工作方式1．单工通信2．半双工通信3．全双工通信图2-12单工通信图2-13半双工通信图2-14全双工通信2.3.2数据的传输方式在数字通信中，按每次传送的数据位数，传输方式可分为：串行通信和并行通信两种。1．串行通信2．并行通信图2-15串行通信图2-16并行通信2.3.3同步方式1．异步方式在异步方式中，每传送1个字符（7或8位）都要在每个字

6、符码前加1个起始位，以表示字符代码的开始；在字符代码校验码后加１或两个停止位，表示字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始和结束，从而起到通信双方的同步作用。2．同步方式通常，同步方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块（也称为帧）。对这些数据，不需要附加起始位或停止位，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。在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过

7、程的结束。2.3.4通信网络中节点的连接方式1．点到点的连接，如图2-172．点到多点连接，如图2-18-19图2-17点到点的线路连接图2-18分支式多点连接图2-19集线式多点连接2.3.5数据传输的基本形式1．基带传输基带（BaseBand）是原始信号所占用的基本频带。基带传输是指在线路上直接传输基带信号或略加整形后进行的传输。2．频带传输频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。3．宽带传输所谓宽带，就是指比音频带宽还要宽的频带，简单地说就是包括