数据通信基础 导学案

数据通信基础导学案
本节知识要点：
●掌握数据通信的基本概念
●了解数据的传输方式
●了解数据交换技术
知识精讲
一、基本概念
1．数据通信：指通过计算机技术与通信技术结合来实现信息的传输、交换、存储和处理。

2．数据：在网络中可用的有两类数据即取连续值的和取离散值的。

3．信号：数据的电磁波或电编码，是数据的具体表示形式。

根据电信号的形式分为取值为连续值的和取值为离散值的两类。

4．信道：是信号传输的通道，通常是一种抽象的描述，与传输介质相比，它更侧重逻辑上的含义。

5．数据传输速率：通常用比特率来衡量，即指单位时间内传送的，通常用b/s(位/秒)或Kb/s(千位/秒)、Mb/s(兆位/秒)。

数字信号经调制后的传输速率，即单位时间内传送的，又称波特率，它也可作为衡量信道性能的好坏的数据传输速率，单位为波特。

6．信道容量：
7．吞吐量：
8．信道带宽：
9．误码率：
信道的性能指标主要有信道容量、信道带宽、吞吐量、误码率等。

二、物理信道的分类
1．按传输介质分：
２．按传输信号的形式分：
３．按使用方式分：
三、传输技术
１．基带传输与频带传输
1)基带传输：基带指电信号固有的基本频带。

基带传输是指将数字设备发出的原封不动
地送入信道上去传输。

2)频带传输：把数字设备上发出的调制成后再发送、传输，到达接收端时再
把解调成原来的来进行传输。

3)宽带传输：将多路基带信号、音频信号和视频信号经调制后放到同一条电缆的不同频段处进行传
输。

宽带传输系统可实现文字、声音和图像的一体化传输。

２．异步传输与同步传输
1)异步传输
发送字符时发送端在每个字符的首尾分别加上一个起始位和2个停止位，以表示字符的开始和结束，一次只能收发一个字符。

有数据需要发送的终端设备可以在任何时刻向信道发送信号，而不管接收方是否知道它已开始发送操作，且由于各字符的发送时间间隔是任意的，因此各字符之间是异步的，故称之为异步传输。

2)同步传输
在同步方式中，发送端连续发送一串字符（或数据块）一个字符紧接在另一个字符之后，只在每个数据块的前后各附加一个字节的同步字符SYN，接收端仅靠该字符来识别所要接收的数据。

同步传输是一个接收与发送速度保持一致的过程，也就是接收端根据发送端所发送的信号频率和起止时间来接收信号,接收端校准自己的接收时间和重复频率,以求同发送端信号相一致的过程。

３．单工、半双工、全双工：
单工：只允许数据按指定的一个方向传输，只需一个信道，结构简单。

半双工：在任何时刻信道上只有一个方向的数据传输，而在另一个时刻有反方向的传输。

在要求不太高的场合，多采用此通信方式，如航空和航海的无线电台和对讲机及多数的计算机网络中的数据通信等，需两个信道。

全双工：允许在两个方向上同时传输数据。

此方式效率最高，使用方便，常用于计算机与计算机间的通信，它需要两个信道分别传送两个方向上的信号，每一端在发送信息的同时也在接收信息。

全双工需要两个独立的信道，这两个独立信道可以采用两组传输线路实现，也可以用多路复用技术实现。

此通信方式的性能最好，所需用要的设备最复杂，实现的成本也最高。

4．多路复用技术
目的：使多个数据通信合用一条传输线路，提高线路的利用率。

分类：频分多路复用(FDM--Frequency Division Multiplexing)：当物理信道的可用带宽超过单个信号源的信号带宽时，可将信道按频率划分为若干个子信道，每个子信道传输一路信号。

时分多路复用(TM--Time Multiplexing)：将一条物理信道的传输时间分割为多个短的时间片，而将若干个时间片组成时分复用帧轮换地给多个信号使用。

异步时分多路复用(ATDM--Asynchronous Time Division Multiplexing)码分多址复用技术CDMA
五、数据交换技术：
在计算机通信中,两台计算机利用通信线路，通过多个中间节点或中转节点的计算机网络进行传送，中间节点计算机或计算机网络在传送信息时并不关心信息的具体内容，仅负责将信息从一个节点计算机传送到另一个节点计算机上，直到信息被传送到目的地，我们将这种由中间节点参与的通信称为“交换”。

传统的数据交换方式可分为：线路交换和存储交换，存储交换又可分为和分组交换，目前常用的帧中继、异步传输模式(ATM)均属于快速的分组交换技术。

１．电路交换技术：又称，它是基于信道的共享方式，类似于电话，必须经过建立连接（信道建立）、传输数据、拆除连接（释放信道）三个通信过程，适合远距离成批传输数据。

表１.6 两种典型的分组交换技术的比较
通信双方不必完整地占用一个物理信道，被传输的数据单元中含有目的地址，中间结点总是先将传输到本结点的数据单元暂存于本结点中，后寻找空闲的通路再转发给下一结点。

存储交换又可分为报文交换和分组交换，二者之间的主要区别是传输的数据单位不同，报文交换的数据单元是一个长度没有任何限制的报文，而分组交换对数据单元的长度有明确的规定，一般为1千至几千个比特位，所以在分组交换方式中长报文要先分割为多个短分组，然后再以分组为单位进行传送。

3．帧中继交换技术
帧中继是一种减少数据处理时间的技术，即一个节点在接收到一个数据帧的首部后就立即开始转发，帧是此种方式中的传输单位，它是可变长度的分组。

采用帧中继技术传送时可以使用更简单的通信协议。

4．异步传输模式ATM：又称，建立在和基础上，可以传送综合数字业务，采用异步时分复用方式，在此方式中传送的信元相当于一个分组，长度固定为53B，其中5B 为信元头，可标志不同的信道和优先级，48B为传送的数据，只要有空闲的时间片，可在任何时刻传送信元。

课堂练习
选择题
1．下列有关数据通信的说法中，______是不正确的。

A）基带传输是将音频信号调制成数字信号后发送和传输
B）频带传输是把数字信号调制成音频信号后发送和传输
C）异步传输可以在任何时刻向信道发送信号
D）同步传输是以报文或分组为单位进行传输
2．在数据传输过程中，接收和发送共享同一信道的通信方式是。

Ａ）单工Ｂ）半双工Ｃ）全双工Ｄ）自动
3．下列关于电路交换说法中正确的是：
A）线路利用率高B）电路交换中的结点对传输的信号不做任何处理C）信道的通信速低D）通信双方不必同时工作。

4．不是衡量信道传输性能好坏的技术指标。

A ）带宽B）数据传输率C）信道容量D）通信介质5．是信息传输的物理信道。

A)信道B)介质Ｃ) 编码Ｄ)数据
6.分组交换还可以进一步分成___________和虚电路两种.
A)永久虚电路B)数据报C) 呼叫虚电路D)包交换7．3kHz可作为单位。

A)吞吐量B)信道带宽C)信道容量D)数据传速率
判断题
1．频带传输一定要经过调制与解调制的过程才可完成信号传输。

2．比特率的单位是波特，它是衡量数据传输速度的单位。

3．数据通信中同步传输比异步传输速度快。

4．基带传输比频带传输的距离远。