新计算机网络技术基础 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材 教学课件 周舸 第二章 数据通信技术.ppt

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第二章数据通信技术
本章学****要点:
数据通信的基本概念
传输介质的主要特性和应用
无线与卫星通信技术
数据交换技术
数据传输技术
数据编码技术
差错控制技术
数据通信的基本概念
信息、数据与信号
信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。任何事物的存在,都伴随着相应的信息的存在,信息不仅能反映事物的特征、运动和行为,而且还能够借助媒体(如空气、光波、电磁波等)传播和扩散。信息的载体可以是数值、文字、图形、声音、图像以及动画等。
数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式,它能被识别,也可以被描述。数据可分为模拟数据与数字数据两种。
信号是数据的具体物理表现,它是信息(数据)的一种电磁编码,具有确定的物理描述,信号中包含了所要传递的信息。例如电压、磁场强度等。信号一般以时间为自变量,以表示信息(数据)的某个参量(振幅、频率或相位)为因变量。
模拟信号和数字信号
模拟信号是指信号的波高和频率(每秒的波数)是连续变化的信号,如图2-1(a)所示,如电视图像信号、语音信号、温度压力传感器的输出信号等。
数字信号是指离散的信号,如图2-1(b)所示,如计算机使用的由“0”
和“1”组成的信号。数字信号在通信线路上传输时要借助电信号的状态来表示二进制代码的值。因为电信号可呈现两种状态,可以分别表示“0”和“1”。
图2-1 模拟信号和数字信号波形
基带信号与宽带信号
信道、数字信道与模拟信道
信道是信号传输的必经之路,包括传输媒体和通信设备。传输媒体可以是有形媒体,如电缆、光纤等,也可以是无形媒体,如传输电磁波的空间。
基带信号就是将计算机发送的数字信号“0”或“1”用两种不同的电压表示后,直接送到通信线路上传输的信号。
宽带信号是基带信号经过调制后形成的频分复用模拟信号。
按传输信号的类型分类,信道可以分为数字信道与模拟信道;
数字信道是用来传输离散数字信号的。离散的数字信号在计算机中
指由“0”和“1”的二进制代码组成的数字序列,当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换,通常需要进行数字编码。
模拟信道是用来传输模拟信号的。模拟信号的电平随时间连续变化,语音信号就是典型的模拟信号。如果利用模拟信道传送数字信号,则必须经过数字与模拟信号之间的变换(A/D变换器)。调制解调器就是完成这种变换的。
传输速率与带宽
传输速率是指通信线路上传输信息的速度,它是描述数据传输系统的重要技术指标之一。传输速率一般有两种表示方法,即信号速率和调制速率。
信号速率是指单位时间内所传送的二制位代码的有效位数,以每秒多少比特数计,单位为比特/秒(bit/s),即BPS。数字信号的传输速率通常用“比特”来表示。
调制速率是指每秒传送的脉冲数,单位为波特(Baud),是指信号在调制过程中,调制状态每秒钟转换的次数。模拟信号的速率通常用“波特”来表示。
注意: “波特”与“比特”的意义是不同的,每一“波特”,即模拟信号的一个状态不仅仅表示一位数据,而是代表了多位数据。
通信方式
1、单工、半双工与全双工通信
单工通信是指数据信号仅沿一个方向传输,发送方只能发送不能接收,接收方只能接收而不能发送,任何时候都不能改变信号传送方向。如图2-2所示:
发
送
端
接
收
端
数据的单方向性
主机
显示器
图2-2 单工通信示意图
单工通信
半双工通信
半双工通信是指信号可以沿两个方向传送,但同一时刻一个信道只允许单方向传送,即两个方向的传输只能交替进行,而不能同时进行。如图2-3所示:
发
送
端
/
接
收
端
发
送
端
/
接
收
端
不同时刻的数据双向传输
对讲机
对讲机
图2-3 半双工通信示意图
全双工通信
全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向作双向传输,比如,电话通话。全双工通信需要两条信道,一条用来接收信息,一条用来发送信息,因此其通信效率很高。如图2-4所示。
发
送
端
接
收
端
任何时刻的数据双向传输
电话机
电话机
图2- 4 全双工通信示意图
2、串行通信和并行通信
串行通信
串行通信,是将待传送的每个字符的二进制代码按由低到高的顺序,依次发送,如图2-5所示。其优点是:收、发双方只需要一条传输信道,易于实现,成本低;缺点是:速度比较慢。在远程数据通信中,一般都采用串行通信方式。
图2- 5 串行通信示意图
并行通信
并行通