第2章 数据通信技术基础.ppt

1、北京市化学大学北方学院消息来源，第二章基于数据通信技术，基本要求：了解数据通信、通信系统、通道等基本概念，掌握带宽的概念和最大大数据波特率的计算。正确理解数据编码技术及其功能；正确理解和理解串行传输、并行传输、单任务传输、全双工传输、半双工传输、动机传输、异步传输、调制、解调等基本概念。正确理解各种重用技术和更换技术。北京市化学大学北方学院消息来源，教育重点和难点：数据通信基本概念数据的3茄子编码技术4茄子多路技术原理数据的3茄子更换技术，第2章数据通信基础，北京市化学大学北方学院信息来源，2.1.1基本概念，数据和计算机通信专业术语1。数据(数据):传输位(位):“1”或“0”字节(字节):

2、8位1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB 2。信息：数据的内容或解释。3.信号：数据的物理量编码(通常是传记编码)，数据通过信号传播。模拟信号和数字信号、北京市化学大学北方学院消息来源、2.1.1基本概念、模拟信号模拟信号(Analog Signal)也称为频带信号，其信号级别也称为连续变化的数字信号数字信号(Digital Signal)的基带信号，两个不同的级别表示0。北京市化学大学北方学院信息来源渠道：信息传输线路(或路径)、2.1.1基本概念、北京市化学大学北方学院消息来源、2.1.1基本概念、渠道：物理信、北京市化学大学北方学院消息来源、2.1.1基本概念、物理

3、渠道分类：北京市化学大学北方学院信息来源、2.1.1，北京市化学大学北方学院消息来源，2.1.1基本概念，2.1.1基本概念，5。数据处理：使数据处理成为必要信息的过程。6.信息处理：将数据处理作为必要的信息处理的过程，但是信息处理的意义要比数据处理广得多。信息处理数据处理处理包括数据的错误检索、排序、合并、比较、计算、格式更正等处理功能，以获取所需信息。北京市化工大学北方学院消息来源，2.1.1基本概念，7。数据通信(数据通信):以数据传输为业务的通信，尤其是数据类消息的通信方式。8.数据通信网：数据通信系统的网络形式。广域网或计算机网络基础设施通信设施的代名词，如以太网、公共数据网络、IS

4、DN、ATM网络等。北京市化工大学北方学院消息来源，2.1.1基本概念，9。代码源和代码者在计算机网络内传递的每个二进制数称为“代码源”或“代码位”，由7个代码源组成的二进制数称为“代码符”。例如“二进制数”。北京市化学大学北方学院消息来源，2.1.2数据通信系统，1。数据通信系统配置数据通信系统是通过数据电路将较远的数据终端设备连接到电脑系统，实现资料传输、更换、存储和处理的系统。主要包括三部分：数据终端设备、数据电路和电脑系统。北京市化学大学北部学院消息来源，数据终端设备在数据通信系统中用于资料传输和接收的设备称为数据终端设备(DTE)。数据电路终端设备用于连接DTE数据通信网络的设备称为

5、数据电路终端设备。or Data Communication Equipment(DCE)提供完成数据信号转换的功能。北京市化学大学北方学院消息来源，数据电路和数据链路数据电路是指在线路或通道中添加信号转换设备后形成的二进制位流路径，由传输通道和两端的数据电路终结器(DCE)组成。北京市化学大学北方大学消息来源、北京化学大学北方大学消息来源、数据通信系统模型、2数据通信系统模型、北京市化学大学北方学院消息来源、2数据通信系统模型、通信的三个茄子要素：源、新宿和通道、数据通信系统配置：传输系统(传输线路和传输设备)源系统(源发射器)目标系统接收器：接收传输系统发送的信号，并将其转换为目标设备可以

6、处理的信息。结束：结束设备获取从接收器发送的信息。传输系统是简单的物理通信线路或连接源系统和目标系统之间复杂的网络设备、北京市化学大学北方学院消息来源、北京市化学大学北方学院信息来源、信息数据通信系统通过物理信号将信息传输到目的地。信息和数据(0，1位)通常不能直接从介质传输。编码：适合数据(模拟/数字)传输的数字信号同步、识别、纠错调制：按频率、振幅、相位进行数字信号曹征：接收波形(模拟信号)数字信号解码：数字信号远视数据、北京市化学大学北方大学信息来源、三个内容。资料传输和通信控制流程与电话的比较物理连接拨号设置、对方建立逻辑连接、确认身份资料传输、相互通话分离、确认逻辑连接、通话结束、物

7、理连接中断、2.1.3数据通信的主要技术指标、数据通信系统的技术规格主要体现在数据传输的质量和数量上。质量是指信息传输的可靠性，一般用错误率来衡量。数量指标包括两个茄子方面。一个是信道的传输能力，以信道容量为单位测量。另一方面，指信道传输信息的速度，其指标是数据传输速率。北京市化工大学北方学院消息来源，1。数据传输速率，数据速率是在单位时间内传输的信息量，可以用“比特率”和“波特率”表示。比特率比特率，也称为信息速度，表示数据通信系统每秒传输的二进制位(位/秒)，单位为b/s或bps。S=1/Tlog2N(b/s)，北京市化学大学北方学院消息来源，T以秒为单位表示数字脉冲信号的宽度(全宽代码)

8、或重复周期(0码)。N是一个代码元采取的离散值的数目，波特率表示数据通信系统中每秒在线路上传输的波形的数目。波特率也称为波形速度或码速度，以波特(Baud)为单位记录。如果每个码元素包含的信息的杨怡1位，则波特率等于比特率。计算公式：B=1/T(Baud)为S=Blog2N(b/s)或B=S/log2N(Baud)，北京市化学大学北部学院消息来源，T，在计算机中，符号表示逻辑“1”和逻辑“0”的高低电平，因此每个符号包含的信息量正好是1位，因此在电脑通信中，“比特率”通常称为“波特率”。即1波特(B)、北京市化学大学北部学院消息来源(25)、带宽(Band Width，BW):通道传输容量测量

9、。传统通信工程：BW fmax fmin单位：Hz (Hz)使用每秒可传输的二进制数作为计算机网络带宽的度量单位。默认单位为b/s、Kb/s、Mb/s和Gb/s。例如：传统以太网理论上每秒可传输一千万位，带宽为10 MB/秒。2 .通道带宽，26，延迟带宽乘积：一个通道可以容纳的位数。延迟带宽积=带宽传播延迟示例：如果通道的延迟带宽积为100万位，则意味着当第一个位到达目标时，源已经发送了100万位。27，位错误率和错误比特率，位错误率：Pc可以发送错误代码元的概率Pc可以发送错误代码元的总代码元数错误比特率：Pb可以发送错误的位概率Pb可以发送错误的位数的总位数，通道的最大大数据波特率，Ny

10、quist公式：无噪声理想低通道Nyquist例如m最大大数据速度2 6200 b/S 4 12400 b/S 8 18600 b/S 16 24800 b/S 32 31000 b/S，示例2您可以随时选择数字信号0、1、2、3 4个级别之一。最大大数据速度为C=2 4 log24=16kb/s，北京市化学大学北方学院消息来源，30，非径向通道的实际通道有损耗、延迟和噪音。丢失会削弱信号强度，从而降低信噪比S/N牙齿。延迟畸变产生接收端的信号。噪音破坏信号并产生错误代码。例如：如果数据传输速率为56kb/s，则持续时间为0.01s的干扰将破坏约560位。Shannon公式：对于噪声干扰通道：

11、通道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，C=3100log2(1 2000) 34kb/s表示该通道的最大大数据传输速率不超过34kb，信噪比单位为分贝S/NdB=10log10 S/N因此，如果S/NdB=30dB，则S/N=1000。示例2-2如果信噪比为30dB，带宽为4000Hz的通道的最大大数据速度是多少？信噪比为30dB，10log10(S/N)=30，即S/N=103=1000 C=wlog 2(1s/N)b/S=4 log 21001=)随着信号编码系列的增加，资料传输速度增加。C=W log2(1 S/N)用于噪音通道(实际通道始终有噪音！)不管信号编码系列的增加，牙齿公

12、式都提供了噪声信道可以达到的最大大数据波特率上限。原因：噪音的存在不能使编码级数无限增长。北京市化工大学北方学院消息来源，数据通信在点之间进行时，根据资料传输方向和时间关系进行划分，单工作通信：发送侧和接收侧只有一个传输信道，单方面传输数据。例如，计算机和输出设备之间。(广播)，2.1.4数据通信方法，北京市化学大学北方学院消息来源，半双工通信：两个设备之间有两个传输通道，通信双方都可以发送或接收信息，但不能同时双向发送。可以进行切换方向的单任务通信。(对讲机)，北京市化学大学北部学院消息来源，全双工单通信：两个设备之间有两个传输通道，可以同时双向传输数据。(电话)，2.2数据通信技术，2.2

13、.1串行通信串行通信(2.2.1)是指以串行方式在一个通道上传输数据，一个通道一个通道。北京市化学大学北方学院消息来源，串行传输的特点：1通信线路少，线路利用率高，适合远距离传输。2发送方和接收方需要并行/串行转换和串行/并行转换。3为了防止出现错别字，需要采取同步措施。北京市化学大学北方学院消息来源，2.2.2并行通信并行通信是指以分组方式同时传输多个并行通道(即多个数据位，同时在两个设备之间传输)。发送设备可以通过相应的数据线将这些数据位传递给接收设备，并添加数据检查位。北京市化工大学北方学院消息来源，并行传输的特点：1传输代码的定时转换不需要。2需要更多数据线。3高传输速率。有趣的是，串

14、行和并行概念意味着组成一个字符的每个代码元素是按顺序逐位发送还是并行发送。数据字符依次发送。北京市化工大学北方学院消息来源，2.2.3资料传输同步技术数据通信中，通信双方收发数据序列必须时间一致，接收数据和发送数据的匹配，这就是数据通信中的同步。在计算机网络中实现资料传输的同步技术是两种茄子方法：动机通信异步通信方法。北京市化学大学北部学院消息来源，1异步传输所谓异步传输：也称为启动和关闭传输。也就是说，发送者和接收者之间不需要合作。也就是说，只要发送的数据已经可以传输，发送者就可以随时发送数据。收件人在数据到达后可以接收数据。在每个传输的字符之前、之后各添加一个开始位和一个停止位。表示传输到开始位和停止位的字符的开始和结束。北京市化学大学北方学院消息来源，北京市化学大学北方学院消息来源，异步传输的优点是文字同步简单，收发双方的挂钟信号不需要精确的同步。缺点是每个字符增加了2-3个bit，传输效率低，适合于1.2kb/s以下的数据传输。2同步传输同步传输(Synchronous