数据通信与计算机网络-02数据通信.ppt

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1、第2讲数据通信基础(1)课时授课计划课程内容9/7/20211课时授课计划内容：通信系统模型傅里叶函数分析各种物理传输媒体的介绍目的与要求：掌握通信系统模型；理解带宽和傅里叶函数的关系以及信道的最大速率和带宽的关系；了解各种传输介质的特点的分类；重点与难点：重点：信道的最大速率和带宽的关系；难点：带宽和傅里叶函数的关系。9/7/20212课时授课计划课堂讨论：信道带宽对数字信号的影响传输介质在不同网络上的应用现代教学方法与手段：投影PowerPoint幻灯课件复习（提问）：为什么计算机网络的体系结构要分层？OSI参考模型与TCP/IP参考模型的区别。9/7/20213第二章数据通信基础

2、2.1数据通信的基础理论2.2物理传输媒体9/7/20214数据通信的基础理论数据通信的基础理论：通信系统模型带宽与傅立叶分析信道的最大数据速率9/7/20215通信系统模型基本概念：信息、数据和信号信息：不同形式表达的知识，通信的目的是交换信息数据：信息的载体，可以是数字、文字、声音、图形与图象等形式。在计算机中，以二进制代码表示。同学们所熟悉的数据编码系统有EBCDIC和ASCII码二者关系：数据是信息的载体，信息涉及数据的内容和解释，信号则是数据在传输过程中的电磁波表示形式。9/7/20216在计算机网络系统中，计算机系统关心的是信息所采用的编码体制（如用ASCII还是EBDIC

3、来表达字母和数字，采用GIF或BMP表达图像等）或数据形式；而数据通信系统则关注如何将表示数据的二进制比特序列转换成适合于通信系统传送的信号，包括数据如何用电信号表示以及如何传输信号。例子：信息：NETWORK数据：（用ASCII码表示）1001110100010110101001010111100111110100101001011信号：t1001110100010110101009/7/20217模拟信号连续变化---是关于时间的连续函数9/7/20218数字信号离散的脉冲信号，关于时间的非连续函数9/7/20219数据通信基本模型系统噪声信号变换器信源信宿信号变换器信道(a)数据

4、通信系统基本模型(b)数字数据通信系统基本模型系统噪声数字信道编码信源信宿解码(c)模拟数据通信系统基本模型系统噪声模拟信道模/数信源信宿数/模9/7/202110数据通信系统组成数据通信系统由信源、信宿和信道三部分组成信源：数据的发送方信宿：数据的接收方称为信宿信道：信源和信宿之间传送信号的物理通道信号变换器：把信源所要发送的数据转换成适合于在信道上传输的信号，或者相反，把从信道上接收的信号转换成信宿所能识别的数据9/7/202111介质与信道传输介质：泛指计算机网络中用于连接各个计算机的物理媒体，特指用来连接各个通信处理设备的物理介质。包括无线与有线两大类。通信信道：传送信号的一条

5、通道，其建立在传输介质之上，但包括了传输介质和通信设备。同一传输介质上可提供多条信道，一条信道允许一路信号通过。9/7/202112信道的类型模拟信道与数字信道按相应的数据在传输过程中采用的信号方式划分。有线信道与无线信道按信道所基于实现的传输介质划分。9/7/202113数字通信系统计算机数字信道计算机发送数字信号接收数字信号信道带宽编/解码器编/解码器9/7/202114模拟通信系统计算机模拟信道计算机发送模拟信号接收模拟信号信道带宽D/A转换A/D转换9/7/202115Fourier分析1.任何一个正常的周期为T的函数g(t)都可以由无限个正弦和余弦函数合成.上式中,T是g(t

6、)的周期,T=1/f,an,bn是正弦函数和余弦函数n次谐波的振幅.“正常”的含义为g(t)存在可数个不连续点.带宽与傅立叶分析9/7/202116带宽与傅立叶分析傅立叶变换告诉我们每一个周期信号都是具有不同的频率和振幅的模拟信号的叠加。从中可以得出一个结论：媒体发送和分解一个模拟信号的能力取决于它能够处理的频率的范围（带宽）。函数可转化为例1：s(t)为周期函数，其中9/7/202117带宽与傅立叶分析傅里叶近似值9/7/202118带宽与傅立叶分析有限带宽信号1.信道上传输的信号可以看为不同字符编码脉冲的二进制比特流012345678T101100010ASCII字符“b”位模式字

7、符b的编码脉冲将上述信号进行傅里叶变换可得到的系数:计算机发送b字符时输出的电压9/7/202119带宽与傅立叶分析123456789101112131415振幅一个二进制信号的低次谐波振幅的平方根01123456788个谐波t/μs连续的接近于原始信号的谐波9/7/202120带宽与傅立叶分析数据传输速率(b/s)T(ms)第一个谐波数(Hz)发送的谐波数30026.6737.58060013.33754012006.67150203.333