计算机网络技术与应用 李俊生 王欣 第02章 数据通信基础

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1、索引：2.1数据通信系统及其主要技术指标2.2数据通信的传输技术2.3多路复用技术2.4通信和数据交换技术2.5差错控制技术1学习目标：数据通信中基本概念有哪些？各是什么？数据通信中的几个主要技术指标有哪些？常见的传输介质有哪些？各自有何特点？FDM、WDM、TDM等如何工作的？什么是数据编码和数字调制技术?如何进行差错控制？常见的检错码有哪些？2计算机网络是计算机技术与数据通信技术相互结合起来的产物，数据通信的任务是利用通信介质传输信息。因此，数据通信就是用什么介质，什么技术来表达和传输信息。对于数据通信系统来说，它关心的是数据的表示方式和传输方法。2.1数据通信

2、系统及其主要技术指标3通信是指信息的传输与交换。信息可以是文字、语音、图形、图像和视频等。而通信系统是指实现这一通信过程的全部技术设备和信道（传输媒介）的总和。信源也就是信息源，它的作用是产生信息。发送设备是将信源信息发送到信道的设备。接收设备主要任务是提取来自信道原始信息。2.1.1数据通信系统模型4数据通信过程模型如下：2.1.1数据通信系统模型(1)数据终端设备（DTE）：它是数据的出发点和目的地，数据输入输出设备、通信处理机和计算机属于DTE的范围。(2)通信控制器：它负责DTE和通信线路的连接，完成数据缓冲、速度匹配、串并转换等。(3)信号变换器：它是把通

3、信控制器发出的信号转换成适合于在信道上传输的信号，或者相反。如调制解调器、光纤通信网中的光电转换器。信号变换器和其他的网络通信设备又统称为数据通信设备（DCE），DCE为用户设备提供入网的连接点。5信息（Information）：是客观事物属性和相互联系特性的表征,它反映了客观事物的存在形式和运动状态。数据（data）：数据是信息的载体，信息涉及数据所表示的内涵，而数据涉及信息的表现形式，它可以是数字、文字、语音、图形或图像等，数据是通信双方交换的具体内容。数据可分为模拟数据和数字数据两类。信号（Signal）：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式.信号在通信系

4、统中可分为模拟信号和数字信号。信道是信号传输的通道：包括通信设备和传输媒体。信道(Channel)是指传送信息的线路(或通路)，数据信号是通过相应的信道来发送和接收的。信道可分为物理信道与逻辑信道，数字信道与模拟信道。几个常见的基本概念6信号可分为连续信号与离散信号，模拟信号与数字信号，周期信号与非周期信号。非周期信号7⑴数据传输速率数据传输速率是指发送端和接收端之间每秒钟传输二进制数据的平均比特数，单位为位/秒，记作bps或b/s。它反映了终端设备之间的信息传输能力，是一段时间的平均值。C=1/Tlog2N（bit/s）式中T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重

5、复周期（归零码），单位为秒；N为一个码元所取的离散值个数，通常N=2K（K为二进制信息的位数）。当N=2时，数据传输速率的公式就可简化为：S=1/T，表示数据传输速率等于码元脉冲的重复频率。2.1.2数据通信中的主要技术指标8⑵信号传输速率信号传输速率是指单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。计算公式为:B=1/T(Baud)式中T为信号码元的宽度，单位为秒。信号传输速率也称为码元速率、调制速率或波特率。一般情况下，一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特。2.1.2

6、数据通信中的主要技术指标9例1：若一信号采用四相调制方式进行传输，即M=4，且T=833x10-6秒，则C=1/T*log2M=1/(833x10-6)*log24=2400(bps)B=1/T=1/(833x10-6)=1200(Baud)10⑶信道容量信道容量表示一个物理信道的最大数据传输速率，单位为位/秒(bps)。信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。⑷误码率误码率是指二进制码元在数据正常传输过程中出错的概率，也称为“出错率”，常用Pe

7、表示。Pe的定义公式如下：Pe=（Ne/N）*100%式中Pe为误码率，Ne为接收端出现差错的比特位数，N为传输的数据总位数。在计算机网络中，一般要求误码率低于10。-62.1.2数据通信中的主要技术指标11⑸时延带宽乘积时延是指一个报文或分组从一条链路的一端传送到另一端所需的时间。时延是由发送时延、传播时延和处理时延等几个部分组成的，其中处理时延是数据在交换节点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间，传播时延由数据传输速率和通信线路长度决定。传播时延和带宽相乘，就得到另一个很有用的度量：传播时延带宽积，简称时延带宽积，有时也把它称作以比特为单位的链路长度。