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1、第2章 數(shù)據(jù)通信基礎,本章主要介紹的內容有： 數(shù)據(jù)通信的基本概念 數(shù)據(jù)通信方式 數(shù)據(jù)編碼技術 多路復用技術 數(shù)據(jù)交換技術 數(shù)據(jù)通信的主要性能指標 傳輸介質,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,數(shù)據(jù)通信是指在計算機之間、計算機與終端以及終端與終端之間傳送表示字符、數(shù)字、語音、圖像的二進制代碼0、1比特序列的過程。 信號（Signal）是數(shù)據(jù)的電磁波表示形式。 按照在傳輸介質上傳輸?shù)男盘栴愋停梢苑譃椋?模擬信號 數(shù)字信號兩類 相應地將數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)分為： 模擬通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1.1 數(shù)據(jù)、信息與信號 1信息和數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)是信息的載體，信息則是數(shù)據(jù)的具體內容和解釋
2、，有具體含義，表示信息的形式可以是數(shù)值、文字、圖形、聲音、圖像及動畫等。信息涉及數(shù)據(jù)所表示的內涵，而數(shù)據(jù)涉及信息的表現(xiàn)形式，它可以是數(shù)字、文字、語音、圖形或圖像等，數(shù)據(jù)是通信雙方交換的具體內容。,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1.1 數(shù)據(jù)、信息與信號 2信號 在數(shù)據(jù)通信中，信息被轉換為適合在通信信道上傳輸?shù)碾姶挪ň幋a。這種在信道上傳輸?shù)碾姶挪ň幋a叫做信號（Signal）。信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁波的表示形式。,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1.1 數(shù)據(jù)、信息與信號 下圖分別表示模擬信號和數(shù)字信號。,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 信息傳輸信系統(tǒng)由三個主要部分組成：
3、信源（發(fā)送機）、信宿（接收機）和信道。,2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)通信圖示說明。,2.2 數(shù)據(jù)通信方式,2.2.1 并行傳輸與串行傳輸,2.2 數(shù)據(jù)通信方式,2.2.2 異步傳輸與同步傳輸 下圖為異步傳輸,2.2 數(shù)據(jù)通信方式,2.2.3 數(shù)據(jù)傳輸方向,2.2 數(shù)據(jù)通信方式,2.2.4 連接方式 下圖分別為點到點連接方式和多點連接方式 。,2.2 數(shù)據(jù)通信方式,2.2.5基帶傳輸與頻帶傳輸 數(shù)據(jù)信號的基本傳輸方式有兩種，即： 基帶傳輸 頻帶傳輸 除此之外，在前兩種數(shù)據(jù)信號基本傳輸方式的基礎上演化而來還有： 寬帶傳輸 數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸,2.3 數(shù)據(jù)編碼技術
4、,數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼方式分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字數(shù)據(jù)編碼。,2.3 數(shù)據(jù)編碼技術,2.3.1 模擬數(shù)據(jù)編碼方法,2.3 數(shù)據(jù)編碼技術,2.3.2 數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法,2.3 數(shù)據(jù)編碼技術,2.3.3 脈沖編碼調制方法,2.4 多路復用技術,當傳輸介質的帶寬超過了傳輸單個信號所需的帶寬，人們就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統(tǒng)的利用率，這就是所謂的多路復用，如下圖所示。,2.5 數(shù)據(jù)交換技術,一般的交換網(wǎng)絡示意圖如下圖所示，虛線內是通信子網(wǎng)。,2.5 數(shù)據(jù)交換技術,2.5.1 電路交換 電路交換（Circuit Switching）也叫線路交換，是數(shù)據(jù)通信領域最早使用的交
5、換方式。 通過電路交換進行通信，就是要通過中間交換節(jié)點在兩個站點之間建立一條專用的通信線路。 最普通的電路交換例子是電話通信系統(tǒng)。,2.5 數(shù)據(jù)交換技術,2.5.2 報文交換和報文分組交換,2.6 數(shù)據(jù)通信的主要性能指標,數(shù)據(jù)通信的主要性能指標是衡量數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院涂煽啃缘膮?shù)。有效性主要由數(shù)據(jù)傳輸速率、信道帶寬和傳輸延遲等指標來衡量；可靠性一般用數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率指標來衡量。 2.6.1 數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬 1信道帶寬 信道上傳輸?shù)氖请姶挪ㄐ盘?，某個信道能夠傳送電磁波的有效頻率范圍就是該信道的帶寬。 2數(shù)據(jù)傳輸速率與信道最大傳輸速率 數(shù)據(jù)傳輸速率是指信道每秒所能傳輸?shù)亩M制比特數(shù) 。 信
6、道的最大傳輸速率是與信道帶寬有直接聯(lián)系的，即信道帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率越高，所以人們可以用“帶寬”去取代“速率”。,2.6 數(shù)據(jù)通信的主要性能指標,2.6.2 誤碼率 誤碼率是衡量通信系統(tǒng)在正常工作情況下傳輸可靠性的指標。誤碼率是指二進制碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。 2.6.3 影響信道質量的其他因素 傳輸延遲是指計算機系統(tǒng)的發(fā)送和接收處理之間的時間。 利用率是吞吐量和最大數(shù)據(jù)傳輸速率之比。 延遲不是固定不變的，它的實時變化叫做抖動（Jitter）。,2.7 傳輸介質,傳輸介質是指數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理路徑，它是傳輸數(shù)據(jù)的物理基礎。 傳輸介質分為有線和無線兩大類。 有線傳輸介
7、質包括雙絞線、同軸電纜和光纜；無線傳輸介質是指利用大氣和外層空間作為傳播電磁波的通路。 現(xiàn)在比較流行的使用方式為：局域網(wǎng)由雙絞線連接到桌面，光纜作為通信干線，衛(wèi)星用于跨國界傳輸。,2.7 傳輸介質,2.7.1 雙絞線 雙絞線通常有非屏蔽式和屏蔽式兩種。 下圖是非屏蔽雙絞線UTP 。,2.7 傳輸介質,2.7.2 同軸電纜 同軸電纜有粗纜和細纜之分，下圖所示為細同軸電纜段 。,2.7 傳輸介質,2.7.3 光纖,2.7 傳輸介質,2.7.4 無線傳輸介質 無線傳輸主要包括：無線電波、微波、紅外線和激光等，各種無線傳輸對應的電磁波譜范圍如下圖所示。,2.7 傳輸介質,1地面微波通信,2.7 傳輸介質,2衛(wèi)星微波通信 衛(wèi)星微波通信（簡稱衛(wèi)星通信）實際上是使用人造地球衛(wèi)星作為中繼器來轉發(fā)信號的。,
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