数据编码技术与数据通信方式.ppt

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1、第2章数据通信基础本章学习目标2.1数据通信的基本概念2.2数据编码技术2.3多路复用技术2.4数据通信方式2.5数据传输介质2.6差错控制与校验2.7信息交换技术2.8思考题本章学习目标本章主要介绍了数据通信的基本原理。通过本章的学习，读者应能够：l了解模拟传输与数字传输的基本原理l熟悉异步与同步通信的接口标准l掌握常用数据编码及多路复用技术掌握信息交换技术2.1数据通信的基本概念2.1.1数据通信的基本概念2.1.2数据通信系统的主要质量指标本资料来源2.1.1数据通信的基本概念1．信息、数据和信号2．数据通信系统的模型1．信息、数据和信号信息是客观事物属

2、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。事物的运动状态、结构、温度、颜色等都是信息的不同表现形式；而人造通信系统中传送的文字、话音、图像、符号、数据等也是一些包含一定信息内容的不同信息形式。由于信息形式与信息内容的对立统一，有时也直接把它们看成为一些不同的信息类型，简称文字信息、话音信息、图像信息和数据信息等。1．信息、数据和信号数据一般可以理解为“信息的数字化形式”或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机网络系统中，数据通常被广义地理

3、解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。话音信息、图像信息、文字信息以及从自然界直接采集的各种自然属性信息均可转换为二进制数字编码在计算机网络系统中存储、处理和传输。1．信息、数据和信号信号:简单地讲就是携带信息的传输介质。在通信系统中我们常常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的具有不同形式或特性的传输介质。CCITT在有关Signal的定义中也明确指出：“信号是以其某种特性参数的变化来代表信息的”。信号的频谱宽度就称为该信号的带宽。2．数据通信系统的模型2．数据通信系统的模型图2-1中，信源是信息的发出

4、者，它把各种可能的信息转换成原始信号，为了使其能适合在信道上传输，就要通过某种变换器将原始信号转换成需要的信号。例如，利用模拟传输系统传输数字数据就需要调制解调器这样的一种变换器。调制器的主要作用是一个波形转换器，它将基带数字信号的波形变换成适合于模拟信号输出的波形；而解调器的作用就是一个波形识别器，它将经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号。常用的信源有电话机话筒、摄像机、传真机、计算机等。2．数据通信系统的模型2．数据通信系统的模型图2-2是通信系统的一个实例，工作站通过公共电话网PSTN与一个服务器进行通信。数据通信系统要完成的一系列关键任务为：

5、（1）接口规范（2）同步（3）传输系统利用率（4）差错检测和校验（5）灾难恢复（6）寻址和路由（7）网络安全（8）网络管理2.1.2数据通信系统的主要质量指标从研究信息的传输来说，通信的有效性和可靠性是最重要的指标。有效性指的是传输一定的信息量所消耗的信道资源（带宽或时间），而可靠性指的是接收信息的准确程度。这两项指标体现了对通信系统最基本的要求。模拟通信和数据通信对这两个指标要求的具体内容有较大差异。1．模拟通信系统的质量指标2．数字通信系统的质量指标1．模拟通信系统的质量指标（1）有效性:模拟通信系统的有效性是用有效传输带宽来度量。同样的信息采用不同的调制

6、方式，则需要不同的频带宽度。频带宽度越窄，有效性越好。（2）可靠性:模拟通信系统的可靠性是用接收端最终的输出信噪比来度量。信噪比越大，通信质量越高。不同调制方式在同样信道条件下所得到的输出信噪比是不同的。2．数字通信系统的质量指标数字通信系统的有效性用传输速率来衡量，可靠性用差错率来衡量。（1）传输速率：数据传输速率指的是单位时间内传送的信息量，它有多种表示方法。波特和比特是两个不同的概念，一般在二元制调相方式中，Rs和Rb相等；但在多元调相的情况下就不一定了。（2）差错率：差错率即误码率，是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，它的定义是：二进制

7、码元被传输出错的概率。差错率越小，通信的可靠性越高。2.2数据编码技术2.2.1数字数据的数字信号编码2.2.2数字数据的模拟信号编码2.2.3模拟数据的数字信号编码2.2.4模拟数据的模拟信号调制2.2.1数字数据的数字信号编码2.2.1数字数据的数字信号编码不归零制，即用两个电平来表示两个二进制数字；用高电平（正电压）表示1，用低电平（负电压）表示0（如图2-3（a）所示）。不归零制有很多缺点，它难以判断一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法来使发送器和接收器进行定时或同步。如果传输中都是“1”或“0”的话，那么在单位时间内将产生累积的直流分量，它能使设

8、备连接点产生电腐蚀或其他损坏。2.2.