数据通信基础 教学

1、.第二章数据通信，基础，信息，信息是客观事物属性和相互关联的特性，反映了客观事物的存在形式和运动状态。例如，事物的运动状态、结构、温度、性能等都是信息的不同表现。信息可以以多种形式存在，包括文字、声音、图形、图像等。2.1数据通信的基本概念，数据，信息可以数字形式表示，数字化的信息称为数据。数据可以分为模拟数据和数字数据两种。模拟数据：在时间和振幅上连续变化，例如声音、声音、视频和动画。模拟数据通常通过传感器收集。数字数据：在时间上不连续、振幅方面为正单词，通常由0，1组成的二进制代码组成的数字序列。3，信号信号是具有明确物理说明的数据的具体物理表示，例如电信号、光信号或磁场强度。信号分为数字

2、信号和模拟信号两种。图2-2模拟和数字信号波形，模拟信号：电话语音信号、电视信号等连续变化的电脉冲序列，是图2-2(a)所示的随时间变化的函数曲线。数字信号：如图2-2(b)所示，通常由“高”和“低”级脉冲序列构成的编码表示数据的不连续电信号。通道和通道是传递信号的一个通道，可以分为物理通道和逻辑通道。物理通道是用于传输信号或数据的物理通道，由传输介质及其附件组成。逻辑通道基于物理通道，通过节点设备内部的连接实现。例如：物理通道：高速公路逻辑通道：各种运输车辆，即，a车队可以按时分成，在高速公路上行驶。然后，可以换b车队跑，也可以按频率跑。也就是说，你可以跑有4车道的高速公路。物理频道真实存在

3、，实际信息无论上层是什么车队，都会传达。逻辑通道是人工定义的，但最终在物理通道上传输。权限：专业信道和共享信道传输介质：有线信道和无线信道传输信号类型：模拟信道和数字信道、通道容量和通道的最大波特率直接连接到通道带宽。信道容量用于表示在一个信道上传输信息的最大能力，通常用信息表示。Shannon公式-噪声通道容量公式：C=B log2(1 S/N) (bps)，B是通道带宽(Hz) S是信号功率N是噪声功率，S/N是信号与噪声比，通常是信号与噪声比，以及，代码元单词、“代码元素”或“代码位”是在计算机网络上传输的二进制数字的每个位的统称。构成信息编码的最小单位。由多个代码元素序列表示的数据单位

4、代码通常称为“代码单词”。例如，二进制数字100001是由7个代码元素组成的序列，可以视为一个代码单词。在7位ASCII代码中，此代码单词表示字符a。数据通信系统的基本结构任何通信系统都可以看作是传输设备、传输通道和接收设备三部分。我们把生成和发送的一端称为源，接收信息的一端称为神州，将源发送到神州的通信线路称为信道。在实际通信系统中，外部电磁波等噪声源的干扰是不可避免的。因此，数据通信系统的基本结构如图2-3所示。数据通信系统的主要技术指标比特率是数字信号的传输速率。指示每秒发送的二进制代码的有效位数(位(bit)。单位是每秒位(bps)，比特率越高，数据传输速度就越快。波特率(代码元素速度

5、)是调制速度，也称为波形速度。在数据传输过程中，每秒载波调制状态在线路上发生变化的次数是波特率(Baud)，比特率是每秒可传输数据比特数(0和1)的度量单位。例如，每秒2，400位的比特率意味着每秒传输2，400个1和0。波特率表示每秒有一个信号(从0更改为1，或从1更改为0)或符号(连接的电压、频率或相位)在通道中改变状态或变化的次数。例如，2，400波特率表示该信道每秒最多更改2，400次状态。在此示例中，波特率和比特率是相同的数值。2，400bps，1位元率等于1传输速率。位错误率表示信息传输的错误率，也称为错误率。在正常操作情况下测量传输可靠性的指标。位元错误率=传输中的错误代码/传送

6、的代码总数*100%。Pe=Ne/N。吞吐量单位时间内整个网络可以处理的信息总量。单位是字节/秒或位/秒。在基于单通道总线的网络中：吞吐量=通道容量*传输效率。数据通信系统主要规范，信道的传播延迟信号传送到整个信道，从源端到达神州端需要一些时间，此时间称为传播延迟(或延迟)。此时间与源侧和神州侧距离相关，也与特定频道的信号传播速度相关。数据通信系统主要规范，信道带宽：表示可在信道上传输的信号的频率宽度，该值是可在信道上传输的信号的最大频率和最小频率的差值。带宽越大，可实现的传输速率就越高。数据传输速率(s)表示在单位时间内在信道上传输的信息量。定义在通信线路(或系统)单位时间(每秒)中发送的字

7、符数。或在单位时间(每秒)内发送的代码组(块)或位数。单位为字母/秒。或组/秒、位/秒(如果数据速率以位/秒为单位，则等于比特率)。通常，数据速率的高低取决于每一位数据传输所占用的时间，每一位数据传输所占用的时间越小，速度就越高。b与S的关系：S=Blog2N (b/s) N:调制级别b:数字信号中脉冲数的比率，即波特率。工作：工作大厅练习P12 1，2，4，8，10。数据传输方法，第一，数据通信系统模型1，数据通信系统的典型结构模型，包括数据终端设备(DTE)、数据线端设备(DCE)和通信线路。通信系统模型，2，通信系统模型通信系统是三个要素：源，新宿，信道，和。数据线路通信方式、单任务通信

8、、半双工通信、双通信等根据传输线路上数据信息的传输方向进行数据通信。、发送、接收方、接收方、一个、单个作业：在通信线上，数据只能由一个固定方传送，不能向相反方向传送的通信方式称为单个作业通过通信。数据通道，发送新娘，发送新娘，接收部，通道，半双工通信方法：数据是双向的使用分段传输，在任何时间点只能在一个方向传输主信息，这种通信方式称为半双工通信。数据，发件人接收端，发件人接收端，、发件人、接收方、发件人、发件人、发件人、发件人、发件人、全双工通信方式：可以同时双向传输数据的通信方式称为全双工通信。数据，接收方，接收方，数据，2020/7/3，26，串行和并行通信，根据通信中字节使用的通道数，数

9、据通信方式可以分为串行通信和并行通信：1，串行通信串行传输构成二进制代码在一个通道中按位(代码元)的时间顺序逐位传输的方式。逐位发送和逐位接收的同时，还要确认短信，因此要采取同步措施。串行通信在接收和发送两方面只需要一个传输信道，这很容易实现，成本低，但速度比较低。2020/7/3，27，串行和并行通信，串行通信：2020/7/3，28，串行和并行通信，2，并行通信：构成字符的二进制代码在并行通道中同时传输的方式。例如，8个单位代码字符必须并行发送到8个通道，一次发送一个字符，接收和发送不会在两侧发生同步问题。并行通信具有速度快的优点，但发送方和接收方之间有多条线路，成本高，仅适用于近距离和高

10、速通信。2020/7/3，29，串行和并行通信，并行通信：数据传输方法，数据传输可以按传输线原样或经调制后传输数据，从而分为基带传输、频带传输和宽带传输。2.3.1基带传输，频带传输和宽带传输，1 .基带传输基带是调制前原始电信号占用的频带，是原始电信号固有的基本频带。基带信号是没有载波调制的信号。由“0”和“1”组成的数字信号也称为“数字基带信号”。基带传输在通道中直接传输基带信号时，这称为基带传输。基带传输的信号可以是模拟信号，也可以是数字信号，具体取决于源。1 .基带传输基带传输是最基本的数据传输方式，通常用于更接近的数据通信。计算机局域网主要使用这种传输方式。例如，计算机网络的信号是基

11、带传输。基带传输通常使用更近的数据通信。基带传输，频带传输和宽带传输，2.3.1基带传输，频带传输和宽带传输，2 .频带传输使用模拟通道实现数字信号传输的方法，称为“频带传输”。将数字信号调制为模拟信号，到达收发机后，将模拟信号解调为原始数字信号。调制解调器：调制解调器是计算机硬件，它将计算机的数字信号翻译为模拟信号，可以沿着普通电话线传输。这个模拟信号再次被线另一侧的另一个调制解调器接收，并翻译成计算机能理解的语言。这个简单的过程完成两台计算机之间的通信。我们现有的电话、模拟电视信号等都属于频带传输。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输，3 .频带传输不同于基带传输：在基带传输中，基带信号

12、占用通道的全部带宽；在频带传输中，模拟信号通常由特定频率或特定频率组成，并占据了作为唯一频带(高频)的整个信道的一部分。使用多路复用技术提高通道利用率。在频带传输中，0、1、2级用不同的宽度或不同的频率表示，因此频带传输的波形相对单一。2.3.1基带传输，频带传输和宽带传输，4。宽带传输宽带是指带宽比音频频率大的频带。使用宽带传输称为宽带传输。宽带传输可以在传输介质上使用分频多路复用技术。数字信号通常先转换为模拟信号，然后在宽带网络上传输，因为宽频带不方便直接在宽带网络上传输。宽带反向传输通道容量大，传输距离远的基带传输速度，2.3.1基带传输，频带传输和宽带传输，4。宽带反向传输计算机局域网

13、中使用的数据传输系统在基带传输和宽带传输两个主要区别在于传输速度不同。一个宽带通道可以分为多个逻辑通道，从而将各种声音、图像和数据信息传输组合到一个物理通道中。2.3.1基带传输，频带传输和宽带传输，4。宽带传输与基带传输相比，宽带传输通常具有以下优点：可以在一个通道上传输声音、图像和数据信息，使系统具有多种用途。一个宽带通道可以分割为多个逻辑基带通道，以执行多路复用，从而显着增加通道的容量。宽带直接传输数字信号，传输速度越高，传输的距离越短，因此传输的距离比基带传输的距离长。练习：1，数据线路的通信方式可以分为()、()、()2，数据传输方式可以分为() () ()等。，数据交换技术，Que

14、stion:为什么要使用数据交换技术？拥有很多用户的通信网络不能使用两者之间的完全连接，为了减少通信线路成本，大型网络主要使用部分连接的拓扑结构。两个终端节点之间的通信连接通常通过中间节点连接，中间节点通过选择连接的多个线路之一进行连接。交换网络有多个通道，多个终端可以共享，网络中的交换设备可以根据终端的需要分配和连接通道。此任务主要是学习电路交换、存储转发交换和高速交换技术。电路交换、电路交换的一般定义：交换机负责在两个通信站点之间建立物理固定的传输路径，直到通信完成。通信的第三阶段：建立连接-通信-断开连接功能：在传输数据之前，需要建立通信方从一开始就占用链路的临时端到端通道。应用：高服务

15、质量要求-电话网、实时数据-音频、视频、1 .电路交换是“建立连接-通信-断开连接”三阶段连接方式，称为连接导向。电路交换必须以连接为导向。例如：两台电话通信只能通过一对电线相互连接。、电路交换、第1电路交换的通信过程的第3阶段：电路构建阶段数据传输阶段电路释放阶段，电路交换阶段，1 .电路交换，电路交换，2.4.3数据交换技术(1)电路交换的优点：信息传输延迟短信息传输效率适合于向用户提供“透明”传输路径以传输大量信息，对于通信对象更可靠的用户，电路交换，(2)电路交换的缺点：线路利用率低。通信方必须同时工作，电路交换，2 .存储转发交换交换过程中，交换设备首先存储收到的消息，在通道空闲时转

16、发，然后向目的地进行一级中继。这种数据传输技术称为存储-传递。进程：通常从数据源到目的地进行多个级别的转发，中间经过的每个交换机(路由器)在交换机转发时都有一个缓冲区，用于首先将信息保存在数据缓冲区中，然后在线路空闲之前发送信息。特性：可靠性高，不需要专用路径，提高了通道利用率。方法：消息交换和数据包交换、转发交换存储、2 .转发交换存储(1)以消息交换消息为单位发送信息。整个消息作为一个整体一起发送。消息是计算机一次发送的数据块，长度不受限制，并且是可变的。消息包含三个部分：标头、消息正文和尾部。标头包含源地址、目标地址和控制信息。标签通常是验证信息。、储存传递交换、2 .存储转发交换(1)消息交换消息交换进程，发件人，接收，存储转发交换，(