计算机网络技术基础立体化第2章数据通信基础ppt课件.ppt

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1、第2章数据通信基础学习目的与要求：通过本章的学习，可以掌握道带宽与传输速率之间的关系；常用传输介质的特性及应用；数据通信的基本概念、工作过程及数据通信系统的基本组成和应用等。除此以外还将了解数据通信的主要技术指标和通信方式；数据通信中的编码技术、调制解调技术、多路复用技术和同步技术的工作原理及应用；数据交换技术和差错控制技术的工作过程、工作原理与应用等。2.1数据通信的相关知识2.1.1数据基本概念2.1.2数据通信系统2.1.1数据基本概念通信的目的是交换信息。信息的载体可以是多媒体，包含语音、音乐、图形图像、文字和数据等。计算机的终端产生的信息一

2、般是字母、数字和符号的组合。为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字或括号用二进制代码表示。美国信息交换标准代码(ASCII)目前已经被ISO与CCITT采纳并发展为国际通用的信息交换用标准代码。信号是数据的表示形式。数据以信号形式在信道上传输。信号也有模拟信号和数字信号两种形式。模拟信号是指时间上和空间上连续变化的信号；数字信号是指一系列在时间上离散的信号。2.1.2数据通信系统在一次通信中，产生和发送信息的一端叫信源，接受信息的一端叫信宿。信源和信宿之间要有通信线路才能互相通信。用通信的术语来说，通信线路称为信道，所以信源和信宿之间的信息交换是

3、通过信道进行的。2.2数据传输系统性能指标2.2.1信道带宽和信道容量2.2.2信道时延2.2.3误码率2.2.1信道带宽和信道容量信道带宽或信道容量是描述信道的主要指标之一，由信道的物理特性所决定。通信系统中传输信息的信道具有一定的频率范围(即频带宽度，单位是赫兹)，称为信道宽度。信道容量是指单位时间内信道所能传输的最大信息量，它表征信道的传输能力。2.2.1信道带宽和信道容量一般情况下，信道带宽越宽，一定时间内信道上传输的信息量就越多，则信道容量就越大，传输效率也就越高。香农(Shannon)定理给出了信道带宽与信道容量之间的关系式中，C为信道容

4、量，W为信道宽度，N为噪声功率，S为信号功率。当噪声功率趋于0时，信道容量趋于无穷大，即无干扰的信道容量为无穷大，信道传输的信息多少完全由带宽决定。此时，信道中每秒所能传输的最大比特数由奈奎斯特(Nyquist)准则决定2.2.2信道时延时延(delay)是指一个报文或分组从一个网络(或一条链路)的一端传送到另一端所需的时间。时延一般由以下几个不同的部分组成：1发送时延2传播时延3处理时延1101101…在这里产生处理时延在这里产生发送时延(即传输时延)在这里产生传播时延队列链路结点A结点B2.2.2信道时延3处理时延这是数据在交换结点为存储转发而进

5、行一些必要的处理所花费的时间。在结点缓存队列中分组排队所经历的时延是处理时延中的重要组成部分。因此，处理时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。当网络的通信量很大时，还会发生队列溢出，使分组丢失，这相当于处理时延为无穷大。有时可用排队时延作为处理时延。这样，数据经历的总时延就是以上三种时延之和：总时延=传输时延+发送时延+处理时延2.2.3误码率误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标。误码率是指二进制码元在传输过程中被传错的概率。显然，它就是错误接收的码元数在所传输的总码元数中所占的比例。误码率的计算公式为：公式中，Pe为误码率，Ne表

6、示被传错的码元数，N表示传输的二进制码元总数。上式只有N取值很大时才有效。2.3传输介质2.3.1同轴电缆2.3.2双绞线2.3.3光纤2.3.4无线介质2.3.1同轴电缆同轴电缆是由外部中空的圆柱状导体包裹着一根实心金属线导体组成的。同轴电缆有两个导电单元。在电缆的中央有一实心铜导体，实心铜导体的周围包裹着塑料绝缘层。而绝缘层的外部被一层金属网(或金属箔)包裹着，这曾金属网(或金属箔)形成了同轴电缆的第二个导体。这里，金属网对内导体起着屏蔽的作用，它能减少外部的干扰，提高传输质量。同轴电缆的最外部为外层保护套，可以保护内部两层导体和加强拉伸力。2.

7、3.2双绞线1.非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP(UnshieldedTwistedPair)由8根铜缆组成，其中，这8根线由绝缘体分开，每两根线通过相互绞合成螺旋状而形成一对。在这4对线的外部是一层外保护套，用于保护内部纤细的铜导体和加强拉伸力2.3.2双绞线1.非屏蔽双绞线局域网使用的非屏蔽双绞线主要分为3类线、4类线、5类线、超5类线、6类线和7类线，这些非屏蔽双绞线虽然肉眼看上去基本相同，但其传输质量、抗干扰能力有很大区别。其中，3类线主要用于10M网络的连接，而对于100M，1000M网络则只能使用5类线以上的线缆。2.3.2双绞线2.屏蔽双

8、绞线屏蔽双绞线STP(ShieldedTwistedPair)是屏蔽技术和双绞线技术相结合的产物。尽管屏蔽双