第2章计算机网络原理通信基础ppt课件.ppt

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1、第2章数据通信技术基础内容2.1数据通信技术2.1.1模拟数据通信和数字数据通信2.1.2数据通信中的主要技术指标2.1.3通信方式2.2数据编码技术和时钟同步2.2.1数字数据的模拟信号编码2.2.2数字数据的数字信号编码2.2.3模拟信号的数字编码2.2.4多路复用技术2.2.5异步传输和同步传输2.3数据交换技术2.3.1电路交换的工作原理2.3.2报文交换的工作原理2.3.3分组交换的工作原理2.3.4各种数据交换技术的性能比较2.4传输媒体2.4.1有线传输媒体2.4.2无线传输媒体2.4.3常用接口及其标准2.5差错控制方法2.5.1差错的产生原因及其控

2、制方法2.5.2常见差错控制编码2.1数据通信技术2.1.1数据通信和模拟通信传输系统输入信息输入数据发送的信号接收的信号输出数据源点终点发送器接收器调制解调器PC机公用电话网调制解调器数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号正文正文通信系统源系统目的系统传输系统输出信息PC机几个术语数据(data)——运送信息的实体。信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现。“模拟的”(analogous)——连续变化的。“数字的”(digital)——取值是离散数值。调制——把数字信号转换为模拟信号的过程。解调——把模拟信号转换为数字信号的过程。模拟的和数字的数据、信号模拟

3、数据模拟信号放大器调制器模拟数据数字信号PCM编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号数字发送器2.1.2主要技术指标数据通信的任务是传输数据,希望达到速度出错率低、信息量大、可靠性高,并且既经济又便于使用维护。1.数据传输速率数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。任何实际的信道都不是理想的，在传输信号时会产生各种失真以及带来多种干扰。码元传输的速率越高，或信号传输的距离越远，在信道的输出端的波形的失真就越严重。数字信号通过实际的信道失真不严重失真严重实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形输出信号波形(失真不

4、严重)输入信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形(失真严重)2.信道容量信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)奈氏(Nyquist)准则每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。Baud是波特，是码元传输速率的单位，1波特为每秒传送1个码元。理想低通信道的最高码元传输速率=2WBaudW是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz)不能通过能通过0频率(Hz)W(Hz)香农公式信道的极限信息传输速率C可表达为C=Wlog2(1+S/N)b/sW为信道的带宽（以Hz为单位）；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内

5、部的高斯噪声功率。信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。若信道带宽W或信噪比S/N没有上限（当然实际信道不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率C也就没有上限。奈氏准则和香农公式在数据通信系统中的作用范围源系统传输系统目的系统传输系统源点终点发送器接收器输入信息输出信息输入数据输出数据发送的信号接收的信号码元传输速率受奈氏准则的限制信息传输速率受香农公式的限制3.误码率它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。误码率公式：　　　　　　　　　　

6、Pe=Ne/N式中Ne为其中出错的位数；N为传输的数据总数。2.1.3通信方式数据通信可分为同步通信和异步通信两大类：同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致。发送端发送连续的比特流。异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。异步通信的通信开销较大，但接收端可使用廉价的、具有一般精度的时钟来进行数据通信。并行通信方式并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。串行通信方式串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的。串行通信的方向性结构单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没

7、有反方向的交互。双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。数字数据的传输方式基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。例如：以太网频带传输：数字信号需调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。例如：通过电话模拟信道传输宽带传输：数字信号需调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调例如：闭路电视的信号传输早期：利用宽带同轴电缆在0-300MHz的频带上传输信息的技术。现在:传输速率大于1Mb/s的广域