数据通信基本基础概念
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2 数据通信基础
又称为延迟，是指一个分组从发送端开始发送到接收端接收 所需的时间。数据传输总的时延等于发送时延、传播时延和 处理时延的总和。
2.4 数据交换方式
2.4.1 电路交换（Circuit Switching）
使用电路交换的通信意味着在通信的两个站之间 首先需要存在一条专用的通信通路。电话通信就是 线路交换的典型例子。
信息传输率Rb与码元传输率RB之间的关系为： Rb=RB*log2N 式中，N为码元的进制数。
3. 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表示。Pe的定义公式如下：
ne Pe n
4. 时延（delay）
n为传输的二进制代 码总数，ne 表示接收
中传错的码元数。
2.2.2差错控制编码
2.2.2.1 奇偶校验码
基本原理：在需要传输的k位信息的尾部都加上1个冗余 校验位，构成一个带有校验位的码组，使码组中“1”的个数成 为偶数（称为偶校验）或奇数（称为奇校验），并把整个码 组一起发送出去。接收端在收到码组后，对码组中的每个码 元进行异或运算检查其中“1”的个数是否为偶数（偶校验）或 奇数（奇校验），如果检查通过就认为收到的数据正确，否 则认为出错。 奇偶校验法简单，易于实现，编码效率高，其编码效率为 R=k/(k+1)，但它并不是一种十分安全可靠的检错方法。
2 数据通信基础
2.1 数据通信系统
2.1.1数据通信基本概念
1. 信息
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。
2. 数据
数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传 输的二进制数字编码。数据可分为模拟数据和数字数据 两类。
专业知识—计算机基础知识之数据通信的基本概念
数据通信的基本概念
1.信息、数据和信号
信息是客户事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式或运动状态。
数据是信息的载体，是信息的表现形式。
信号是数据在传输过程的具体物理表示形式，具有确定的物理描述。
传输介质是通信中传送信息的载体，又称为信道。
2.模拟通信和数字通信
通信系统主要由5个基本系统元件构成，信源、转换器、信道、反转换器、信宿。
源系统将信源发出的信息转换成适合在传输系统中传输的信号形式，通过信道传输到目的系统，目的系统再将信号反变换为具体的信息。
通过系统的传输的信号一般有模拟信号和数字信号两种表达方式。
模拟信号是一个连续变化的物理量，即在时间特性上幅度(信号强度)的取值是连续的，一般用连续变化的电压表示。
数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示。
数字信号比模拟信号可靠性高，数字信号比较容易存储、处理和传输。
数据通信基本概念
三、数据通信方式
宽带传输 借助频带传输，将链路容量分解成多个信道，每个信道可 以携带不同的信号，这就是宽带传输。 宽带传输中的所有信道都可以同时发送信号。 例：CATV、ISDN等。 基带和宽带的区别： ① 数据传输速率不同。基带数据传输速率通常在1Mb／s～ 2.5Mb／s；宽带数据传输速率通常在5Mb／s～10 Mb／。 ② 传输信号不同，基带传输数字信号，宽带传输模拟信号 ③ 宽带传输一定是采用频带传输技术。
二、数据通信的特性
信息速率：每秒钟传输的比特数，单位bps，记为Rb 说明： 二进制的码元是0或1，一个码元携带的信息量为1b， 故RB=Rb N进制的码元携带的信息量为I=Log2N，故Rb= RB*Log2N 常用的数据传输速率单位： 1Kbps=1×103bps 1Mbps=1×103Kbps 1Gbps=1×103Mbps
②
二、数据通信的特性
思考题：在数字传输系统中,码元速率为1200波特,数据速率 为4800bps,则信号取几种不同的状态?若要使得码元速率与数 据速率相等,则信号取几种状态？
二、数据通信的特性
误码率
由于噪声的干扰，信号在传输过程中会出现差错，差错的多 少决定了数据通信的质量。 • 误码率Pe=发生差错的码元数/传输的总码元数 • 误比特率Pb=发生差错的比特数/传输的总比特数 说明： 在计算机网络中，一般要求误比特率低于10-6，若误比特率达 不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。
一、基本概念
信号：数据的电磁或电子编码形式 信源：通信中产生和发送信息的一端 信宿：接收信息的一端 信道：信号传输的通道（传输介质和相关设备） 噪声：信号在传输的过程中受到的干扰
信道 信源 信宿
噪声
第二章数据通信基础
数据传输以信号传输为基础，数据传输质 量的好坏，除了与发送和接收设备的性能 有关外，还取决于： • 传输信号本身的质量 • 传输信道的特性
2.1.3 通信方式
2.1.3.1 并行传输和串行传输
按照计算机系统各部件之间同时传送的 位数，可以分为并行传输和串行传输。 并行传输
• 串行传输
2.1.3.2 信道的通信方式
冗余（校验码）产生方法 ----即已知k(x)求R(x)的过程 生成多项式G(x):根据多项式理论求得的具 有某种特殊属性的多项式 生成多项式的国际标准： CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+x0 CRC-16=x16+x15+x2+1 CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 利用生成多项式，就可以通过k(x)求得R(x)
2.3 数据传输技术
2.3.1 多路复用技术
当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可 以将信道分割成若干个子信道，每个子信 道用来传输一种信号。 1.频分多路复用----FDM：频分多路复用要通 过频谱搬移技术，保证各路信号的频谱在 传输过程中在传输过程中不相干扰
2.时分多路复用----TDM 将使用信道的时间分成一个个的时间片， 每一路信号只能在自己的时间片内独占信 道进行传输。 · 同步TDM：时间片的分配是事先约定的，且 固定不变。 · 异步TDM：时间片是按需分配，事先申请。
5. 误码率：传输出错的码元数占传输总码元 数的比例。用来衡量数据通信系统在正常工 作情况下传输的可靠性。 Pe=Ne/N 意义：决定传输数据单元大小的一个重要依据。
6.吞吐量：单位时间传输的总信息量（bps） • 受网络拥挤程度影响 7.延迟时间：网络中相距最远的两个节点的 传输时间。 如:500m的同轴电缆，延迟时间是2.5us 卫星信道延迟时间是270ms
数据通信的基本概念
数据通信的基本概念1、数据通信的概念数据通信是指计算机与计算机之间交换数据的过程。
2、数据和信息的区别和联系数据是由数字、字符和符号等组成，可以用描述任何概念和事物，是信息的载体。
信息则是说过一句的具体内容和解释，有具体含义。
信息是数据经过加工处理后得到的，即信息是按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据。
3、信号在数据传输过程中，常常需要通过传输介质将数据从某一端传输到另一端。
信号是数据在具体物理表示，具有确定的物理描述。
4、模拟数据和数字数据当数据采用离散电信号表示时，这样的数据就是数字数据；当数据采用电波表示时，这样的数据就是模拟数字。
5、模拟信号和数字信号随时间连续变化的信号叫模拟信号；随时间离散变化的信号是数字信号。
6、数据通信的三要素，它们分别指什么？信源、信宿和信道。
信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的人或设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备；信道是通信双方以传输介质为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备上的。
7、数字通信和模拟通信数字通信就是指在通信信道中传送数字信号的通信方式；与之相对，在通信信道中传输模拟信号的通信方式是模拟通信。
8、数据通信的主要技术指标，分别表示什么意思？信道带宽，指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）信道容量，指单位时间内信道所能传输的最大信息量，即一个信道能够达到的最大传输速率，它表征信道的传输能力。
数据传输速率，指通信系统单位时间内传输的二进制代码的位（比特）数，因此又称比特率。
调制速率又叫波特率或码元速率，它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒传输的电信号单元（码元）数，即调制后模拟电信号每秒的变化次数。
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；也就是指二进制码元在传输过程被传错的概率。
传输延迟，指由于各种原因的影响，而使系统信息在传输过程中存在着不同程度的延误或滞后的现象。
数据通信基础
按照所用传输媒介和相关技术分类
有线通信 传输线缆 电话、有线电视、计算机网络
无线通信
电磁波
无线广播、无线电视、卫星通信
蜂窝无线通信 基站、PSTN结合 手机、移动通信
• 数据通信按照通信者的移动性分类
• 固定通信 • 移动通信
2、按允许通过的信号类型分类 （1）模拟信道 能够传输模拟信号的信道称为模拟信道。一般 来说，各种传输媒体都可以传输模拟信号。利用模 拟信道进行模拟信号传输的方式称为模拟传输。
数据通信模型
数据通信系统 数字比特流 模拟信号 公用电话网 调制解调器 源系统 传输系统 传输 系统 调制解调器 目的系统 PC 机 模拟信号 数字比特流 正文
正文
PC 机
输 入 信 息
源点
输 入 数 据
发送器
发送 的信号
接收 的信号
接收器 输 出 数 据
终点 输 出 信 息
二、 数据通信方式的分类
数字信号通过实际的信道
• 失真不严重
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 (失真严重)
数据通信模型
• 信息是人类所创造的各种声、像、图、文形式的知识。 数据是信息在计算机中的表现形式。数据传输过程是将 信息从源站传到目标站。首先需要将信息用二进制代码 来表示，其次还要将二进制代码以一定的信号方式（如 电压、电流、脉冲等）来表示。然后将信号由信道进行 传输。到达接受方后，再根据这些信号恢复为数据代码， 从而使目标站得到源站发送端的信息。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
有线通信 传输线缆 电话、有线电视、计算机网络
无线通信
电磁波
无线广播、无线电视、卫星通信
蜂窝无线通信 基站、PSTN结合 手机、移动通信
• 数据通信按照通信者的移动性分类
• 固定通信 • 移动通信
2、按允许通过的信号类型分类 （1）模拟信道 能够传输模拟信号的信道称为模拟信道。一般 来说，各种传输媒体都可以传输模拟信号。利用模 拟信道进行模拟信号传输的方式称为模拟传输。
数据通信模型
数据通信系统 数字比特流 模拟信号 公用电话网 调制解调器 源系统 传输系统 传输 系统 调制解调器 目的系统 PC 机 模拟信号 数字比特流 正文
正文
PC 机
输 入 信 息
源点
输 入 数 据
发送器
发送 的信号
接收 的信号
接收器 输 出 数 据
终点 输 出 信 息
二、 数据通信方式的分类
数字信号通过实际的信道
• 失真不严重
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 (失真严重)
数据通信模型
• 信息是人类所创造的各种声、像、图、文形式的知识。 数据是信息在计算机中的表现形式。数据传输过程是将 信息从源站传到目标站。首先需要将信息用二进制代码 来表示，其次还要将二进制代码以一定的信号方式（如 电压、电流、脉冲等）来表示。然后将信号由信道进行 传输。到达接受方后，再根据这些信号恢复为数据代码， 从而使目标站得到源站发送端的信息。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
数据通信基础
数据通信基础一．基础概念1．信号（signal）信息（information）是事物现象及其属性标识的集合，它是对不确定性的消除。
数据（data）是携带信息的载体。
信号（signal）是数据的物理表现，如电气或电磁。
根据信号中代表消息的参数的取值方式不同，信号可以分为两大类：（1）模拟信号：连续信号，代表消息的参数的取值是连续的。
（2）数字信号：离散信号，代表消息的参数的取值是离散的。
2．频率（frequency）物理学中的频率是单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量。
信号通信中的频率往往是描述周期性循环信号在单位时间内所出现的脉冲数量多少的计量。
频率常用符号f或v表示，单位为赫兹（秒-1）。
常用单位换算：1kHz=1000Hz，1MHz=1000kHz，1GHz=1000MHz。
人耳听觉的频率范围约为20~20000Hz，超声波不为人耳所觉察；人的视觉停留大概是1/24秒，故影视帧率一般为24~30fps；中国电源是50Hz的正弦交流电，即一秒钟内做了50次周期性变化；GSM（全球移动通信系统）系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等几个频段；WiFi（802.11b/g）和蓝牙（bluetooth）的工作频段为2.4GHz。
3．信号带宽（Signal Bandwidth）信号带宽即信号频谱的宽度，它是指信号中包含的频率范围，取值为信号的最高频率与最低频率之差。
例如对绞铜线为传统的模拟电话提供300～3400Hz的频带，即电话信号带宽为3400-300=3100Hz。
4．数据通信系统（Data Communication System）数据通信系统实现信息的传递，一个完整的数据通信系统可划分为三大组成部分：（1）信源（源系统：发送端、发送方）（2）信道（传输系统：传输网络）（3）信宿（目的系统：接收端、接收方）5．信道带宽（Channel Bandwidth）信道是指通信系统中传输信号的通道，信道包括通信线路和传输设备。
计算机网络基础(数据通信基础)课件
计算机网络基础(数据通信 基础)课件
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
• 数据通信概述 • 数据传输方式 • 数据交换技术 • 数据链路控制 • 数据通信协议 • 数据通信网络安全
01 数据通信概述
数据通信的基本概念
01
02
03
数据通信定义
数据通信是实现计算机与 计算机之间、计算机与终 端之间以及终端与终端之 间信息交换的技术。
数据加密技术可以分为对称加密和公钥加密两种类型， 各有其适用的场景和优缺点。
防火墙技术
防火墙技术是用于防止未经授权的访问和恶意攻击的一种 安全技术。
防火墙可以阻止来自外部网络的非法访问和攻击，同时也 可以限制内部网络用户对外部网络的访问。
防火墙技术可以分为包过滤防火墙和应用层网关防火墙两 种类型。
IP协议通过IP地址来标识网络中的每个设备， 并使用路由算法来确定数据传输的最佳路径。
IP协议还提供了数据报文分片和重组功能，以 适应不同大小的数据报文在网络中传输。
06 数据通信网络安 全
数据通信网络安全概述
01
数据通信网络安全是确保数据在传输和存储过程中的机密性、完整性和可用性 的过程。
02
01
02
它采用全双工通信方式，支持流量控制和差错控制等功能。
HDLC协议具有简单、高效和可靠的特点，被广泛应用于数据通
03
信领域。
05 数据通信协议
数据通信协议的基本概念
数据通信协议是一组规则和标准，用于规范数据在计算机网络中的传输和交换。
它规定了数据如何在不同的设备之间传输，包括数据的格式、传输方式、传输顺序 以及控制信息等。
数据链路控制协议包 括物理层、数据链路 层和网络层协议。
它负责建立、维持和 终止通信链路，确保 数据的可靠传输。
数据通信基础知识
细缆（便宜的同轴电缆） 细缆（便宜的同轴电缆）
非中继传输距离185米 米 非中继传输距离 Rmax=10 Mbps
铜芯 绝缘层 外导体 屏蔽层
宽带电缆
非中继传输距离<100km 非中继传输距离 Rmax= 900Mbps 传有线电视
保护套
15
3.3 光纤
光纤--由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 光纤 由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成的 。
需要具有两条物理上独立的传输线路； 需要具有两条物理上独立的传输线路； 或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向 或者需要具有一条物理线路上的两个信道， 的信号传输。 的信号传输。
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 红外线（毫米波） 激光
13
双绞线的连接标准
色彩标记和连接方法： 色彩标记和连接方法： 线对 色彩码 白蓝， 白蓝，蓝 1 白橙，橙 2 白绿，绿 3 4
白棕，棕
1 2 3 4 5 6 7 8
直连线 EIA-568A
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5 6 7 8
交叉线 EIA-568B
1 2 3 4 5 6 7 8
......⑶
2
比特率
或 B = R / log2 N
= 波特率 * log
(Baud)
N
......⑷
[例1]采用四相调制方式，即N=4，且一个数字脉冲信号 例 采用四相调制方式， ， 采用四相调制方式 的宽度T=833x10-6秒,则： 的宽度 （1） f = 1/（833*10-6 ）= 1200 Hz （2）R=1/T*log2N=1/(833x10-6)*log24=2400 (bps) （3）B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)
第二章数据通信技术基础
传送所有的比特。它比较便宜， 用在长距离连接中也比并行传 输更加可靠。因为它每次只能 发送一个比特位，所以其速度 比较慢。
（2）并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特，每个比特使用单独
一条线路（导线）。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍，特别是应用
于两个短距离和设备之间。
11
2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中，信道是传输信号的通道。 逻辑上，信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说，一条通信线路至 少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向，故效率低，但可节省 传输线路。
19
2.3 数据通信方式-传输方向
3．全双工通信（双向同时通信 ） 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高，控制简单，但 是结构较复杂，成本较高。
例如，一般不发字符时线路保持“1”状态，当发送一个 字符代码时，字符前面要加一个起始信号，极性为“0”，即 空号极性，预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号，极性为“1”，即传号极性， 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易，每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准，对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元，必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源（源计算机）到信宿（目的计算机）所花 费的时间。
（2）并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特，每个比特使用单独
一条线路（导线）。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍，特别是应用
于两个短距离和设备之间。
11
2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中，信道是传输信号的通道。 逻辑上，信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说，一条通信线路至 少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向，故效率低，但可节省 传输线路。
19
2.3 数据通信方式-传输方向
3．全双工通信（双向同时通信 ） 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高，控制简单，但 是结构较复杂，成本较高。
例如，一般不发字符时线路保持“1”状态，当发送一个 字符代码时，字符前面要加一个起始信号，极性为“0”，即 空号极性，预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号，极性为“1”，即传号极性， 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易，每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准，对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元，必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源（源计算机）到信宿（目的计算机）所花 费的时间。
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数据通信基本基础概念
a)单极性不归零码，无电压表示"0"，恒定正电压表示"1"，每个码 元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平
b)双极性不归零码，"1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流， "0"为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。
数据通信基本基础概念
• c)单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元 的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
• 多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的技术。频 分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。
• 一、频分多路复用 FDM技术原理 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该
物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子 信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用
数据通信基本基础概念
2.2.2 数字数据的数字信号编码
• 数字信号可以直接采用基带传输。基带传输就是在线路中直接传送数字信号 的电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传 输。基带传输时，需要解决的问题是数字数据的数字信号表示及收发两端之 间的信号同步两个方面。 对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个 二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。
数据通信基本基础概念
2.2.3 模拟数据的字信号编码
• 1.脉码调制PCM。 脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的模拟信号进行
周期性采样 • 2.模拟信号数字化的三步骤
1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出； 2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值； 3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。
数据通信基本基础概念
1.6
D5=1.52≈1.5
1.4
1.2
1.0
D6=0.92≈0.9
0.8
0.6
0.4
0.2
D7=0.13≈0.1
1 2B
D4=1.08≈1.1 D3=0.56≈0.6 D2=0.28≈0.3 D1=0.27≈0.3
t
(a) 取样并取整
数据通信基本基础概念
2.2.4 多路复用技术
数据通信基本基础概念
2.2.1.数字数据的模拟信号编码
数据通信基本基础概念
2.2.1.数字数据的模拟信号编码
⑴移幅键控法ASK
用载波的两种不同幅度来表示二进制值的两种状态。 幅度恒定的载波的存在表示“1”,
不存在表示“0” 缺点：ASK方式容易受增益变化的影响,是一种效率相当低的调制 技术。在电话线路上,通常只能达到1200bps的速率。
d)双极性归零码，其中"1"码发正的窄脉冲，"0"码发负的窄脉冲，两个 码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的 中心。
数据通信基本基础概念
曼彻斯特编码：以跳变方向来判断是“0”还是“1”。从高电平跳到低电平 为“0”，从低电平跳到高电平为“1”。 差分曼彻斯特编码：以是否跳变来判断是“0”还是“1”。当前数据的前 半周期与前一数据位的后半周期的电平进行比较，一致为“1”，不同则为 “0”。
数据通信基本基础概念
2.2.1.数字数据的模拟信号编码
⑶移相键控法PSK
在移相键控法PSK方式下,利用载波信号相位移动 来表示数据。图中是一个二相系统的例子,在这 个系统中,用相移为0的频率表示"0",用相移为180。 (即反相)的频率表示"1"。实际应用中,PSK也可以 使用多于二相的相移,例如四相、八相,甚至更多 相。
数据通信基本基础概念
二、时分多路复用 TDM技术原理 若媒体能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，可
思考：为什么在公共交换电话网中传输数字信 号必须使用调制解调器呢?
数据通信基本基础概念
2.2.1.数字数据的模拟信号编码 使用调制解调器进行远程通信的系统示意图
这里,与调制解调器相连的工作站可以是计算机、远 程终端、外部设备甚至局域网。 从图中可看出调制解调器将数字信号调制成模拟信 号,传输到对方后又将模拟信号解调成数字信号的过 程。
数据通信基本基础概念
2.2.1.数字数据的模拟信号编码
模拟信号传输的基础是载波。 载波具有三大要素,即幅度、频率和相位。 数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。 数字调制的三种基本形式： 即移幅键控法ASK (Amplitude -Shift keying)
移频键控法FSK(Frequency一Shift keying) 移相键控法PSK(Phase一Shift Keying)
数据通信基本基础概念
对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用≥有效信号最高频 率或其带宽２倍的采样频率，通过低通滤波器从这些采样中重新构造出 原始信号。
采样定理表达公式: Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs
式中 Ts为采样周期 Fs为采样频率 Fmax为原始信号的最高频率 Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽
第二章 计算机网络基础知识(2)
数据通信基本基础概念
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
调制(Modulate)数字信号变换成音频信 号的过程
解调(Demod1date)音频信号逆变换成对 应数字信号的过程
调制解调器(MODulater DEModulater,简 称Modem)一般,每个工作站既要发送 数据又要接收数据,所以总把调制和解 调功能合做成一个设备
数据通信基本基础概念
1.数字数据的模拟信号编码
⑵移频键控法FSK方式
用载波频率附近的两种不同频率表示二进制的“0”和“1” 在电话线路上使用FSK可以实现全双工操作,全双工指的是可以同时 在两个方向传输数据。为了达到这个目的,可以将电话频带分为 300~1700Hz和1700~3000HZ两个子频带,其中一个用于发送,另一个 用于接收。在一个方向上,调制解调器可以用1070Hz和1270Hz两种 频率表示"0"和"1";对于另一个方向,则可以用2025Hz和2225Hz两种 频率表示"0"和"1"。由于两套频率相互之间不存在重叠,因此几乎没 有什么干扰。在电话线路上,FSK通常也可达1200bps速率。
a)单极性不归零码，无电压表示"0"，恒定正电压表示"1"，每个码 元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平
b)双极性不归零码，"1"码和"0"码都有电流，"1"为正电流， "0"为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。
数据通信基本基础概念
• c)单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元 的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
• 多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的技术。频 分多路复用FDM和时分多路复用TDM是两种最常用的多路复用技术。
• 一、频分多路复用 FDM技术原理 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该
物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子 信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用
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2.2.2 数字数据的数字信号编码
• 数字信号可以直接采用基带传输。基带传输就是在线路中直接传送数字信号 的电脉冲，它是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传 输。基带传输时，需要解决的问题是数字数据的数字信号表示及收发两端之 间的信号同步两个方面。 对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个 二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。
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2.2.3 模拟数据的字信号编码
• 1.脉码调制PCM。 脉码调制是以采样定理为基础，对连续变化的模拟信号进行
周期性采样 • 2.模拟信号数字化的三步骤
1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出； 2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值； 3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。
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1.6
D5=1.52≈1.5
1.4
1.2
1.0
D6=0.92≈0.9
0.8
0.6
0.4
0.2
D7=0.13≈0.1
1 2B
D4=1.08≈1.1 D3=0.56≈0.6 D2=0.28≈0.3 D1=0.27≈0.3
t
(a) 取样并取整
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2.2.4 多路复用技术
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2.2.1.数字数据的模拟信号编码
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2.2.1.数字数据的模拟信号编码
⑴移幅键控法ASK
用载波的两种不同幅度来表示二进制值的两种状态。 幅度恒定的载波的存在表示“1”,
不存在表示“0” 缺点：ASK方式容易受增益变化的影响,是一种效率相当低的调制 技术。在电话线路上,通常只能达到1200bps的速率。
d)双极性归零码，其中"1"码发正的窄脉冲，"0"码发负的窄脉冲，两个 码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的 中心。
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曼彻斯特编码：以跳变方向来判断是“0”还是“1”。从高电平跳到低电平 为“0”，从低电平跳到高电平为“1”。 差分曼彻斯特编码：以是否跳变来判断是“0”还是“1”。当前数据的前 半周期与前一数据位的后半周期的电平进行比较，一致为“1”，不同则为 “0”。
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2.2.1.数字数据的模拟信号编码
⑶移相键控法PSK
在移相键控法PSK方式下,利用载波信号相位移动 来表示数据。图中是一个二相系统的例子,在这 个系统中,用相移为0的频率表示"0",用相移为180。 (即反相)的频率表示"1"。实际应用中,PSK也可以 使用多于二相的相移,例如四相、八相,甚至更多 相。
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二、时分多路复用 TDM技术原理 若媒体能达到的位传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，可
思考：为什么在公共交换电话网中传输数字信 号必须使用调制解调器呢?
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2.2.1.数字数据的模拟信号编码 使用调制解调器进行远程通信的系统示意图
这里,与调制解调器相连的工作站可以是计算机、远 程终端、外部设备甚至局域网。 从图中可看出调制解调器将数字信号调制成模拟信 号,传输到对方后又将模拟信号解调成数字信号的过 程。
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2.2.1.数字数据的模拟信号编码
模拟信号传输的基础是载波。 载波具有三大要素,即幅度、频率和相位。 数字数据可以针对载波的不同要素或它们的组合进行调制。 数字调制的三种基本形式： 即移幅键控法ASK (Amplitude -Shift keying)
移频键控法FSK(Frequency一Shift keying) 移相键控法PSK(Phase一Shift Keying)
数据通信基本基础概念
对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用≥有效信号最高频 率或其带宽２倍的采样频率，通过低通滤波器从这些采样中重新构造出 原始信号。
采样定理表达公式: Fs(=1/Ts)≥2Fmax或Fs≥2Bs
式中 Ts为采样周期 Fs为采样频率 Fmax为原始信号的最高频率 Bs(=Fmax-Fmin)为原始信号的带宽
第二章 计算机网络基础知识(2)
数据通信基本基础概念
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
调制(Modulate)数字信号变换成音频信 号的过程
解调(Demod1date)音频信号逆变换成对 应数字信号的过程
调制解调器(MODulater DEModulater,简 称Modem)一般,每个工作站既要发送 数据又要接收数据,所以总把调制和解 调功能合做成一个设备
数据通信基本基础概念
1.数字数据的模拟信号编码
⑵移频键控法FSK方式
用载波频率附近的两种不同频率表示二进制的“0”和“1” 在电话线路上使用FSK可以实现全双工操作,全双工指的是可以同时 在两个方向传输数据。为了达到这个目的,可以将电话频带分为 300~1700Hz和1700~3000HZ两个子频带,其中一个用于发送,另一个 用于接收。在一个方向上,调制解调器可以用1070Hz和1270Hz两种 频率表示"0"和"1";对于另一个方向,则可以用2025Hz和2225Hz两种 频率表示"0"和"1"。由于两套频率相互之间不存在重叠,因此几乎没 有什么干扰。在电话线路上,FSK通常也可达1200bps速率。