数据通信系统模型.ppt

计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程第2章数据通信基础 数据通信技术是网络技术发数据通信技术是网络技术发展的基础。学习本章的内容将会展的基础。学习本章的内容将会对最基本的数据通信技术、广域对最基本的数据通信技术、广域网中数据传输原理与实现方法的网中数据传输原理与实现方法的理解有很大帮助。理解有很大帮助。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 主要内容主要内容2.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.22.2数据通信方式数据通信方式2.32.3多路复用技术多路复用技术2.42.4数据交换技术数据交换技术2.52.5数据通信的主要性能指标数据通信的主要性能指标2.62.6传输媒体传输媒体2.72.7总结与习题总结与习题计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.12.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.1 2.1.1 数据、信息与信号数据、信息与信号 通信的目的是交换信息（通信的目的是交换信息（informationinformation），），信信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像。息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像。计算机产生的信息一般是字母、数字、符号的组计算机产生的信息一般是字母、数字、符号的组合。为了传送这些信息，首先要将每一个字母、合。为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字或符号用二进制代码表示。数据通信是指在数字或符号用二进制代码表示。数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码进制代码0 0、1 1比特序列的过程比特序列的过程。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 数据通信最引人注目的发展是在数据通信最引人注目的发展是在1919世纪中世纪中期。美国人期。美国人Samuel F.B.MorseSamuel F.B.Morse完成了电报系完成了电报系统的设计，他设计了用一系列点、划的组合表统的设计，他设计了用一系列点、划的组合表示字符方法，即莫尔斯（示字符方法，即莫尔斯（MorseMorse）电报码，并电报码，并在在1844 1844 年通过电线从华盛顿向巴尔的摩发送年通过电线从华盛顿向巴尔的摩发送了第一条报文。了第一条报文。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 1866 1866年，通过美国、法国之间贯穿大西洋年，通过美国、法国之间贯穿大西洋的电缆，电报将世界上的不同国家连接起来。的电缆，电报将世界上的不同国家连接起来。莫尔斯电报的重要性在于它提出了一个完整的莫尔斯电报的重要性在于它提出了一个完整的数据通信方法，即包括数据通信设备与数据编数据通信方法，即包括数据通信设备与数据编码的完整的方法。莫尔斯电报系统的某些术语，码的完整的方法。莫尔斯电报系统的某些术语，如传号如传号(marker)marker)、空号空号(space)space)，至今仍在使至今仍在使用。用。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 莫尔斯电报码只适用于电报操作员手工发莫尔斯电报码只适用于电报操作员手工发报，而不适用于机器的编码与解码。报，而不适用于机器的编码与解码。18701870年，年，法国人法国人EmileEmile Baudot Baudot发明了适用于机器编码、发明了适用于机器编码、解码的博多（解码的博多（BaudotBaudot）码。由于博多码采用码。由于博多码采用5 5位信息码元（即位信息码元（即5 5位位0 0、1 1比特序列），只能产比特序列），只能产生生3232种可能的组合，因此在用来表示种可能的组合，因此在用来表示2626个字母、个字母、1010个十进制数字、标点符号与空格时是远远不个十进制数字、标点符号与空格时是远远不够的。为了弥补这个缺陷，博多码不得不增加够的。为了弥补这个缺陷，博多码不得不增加两个转义字符。尽管博多码并不完善，但是博两个转义字符。尽管博多码并不完善，但是博多码及其修订版在数据通信中几乎使用了半个多码及其修订版在数据通信中几乎使用了半个世纪。世纪。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 目前应用最广泛的是美国信息交换标准编目前应用最广泛的是美国信息交换标准编码码ASCIIASCII码（码（American Standard Code for American Standard Code for Information InterchangeInformation Interchange）。）。ASCII ASCII 码本来码本来是一个信息交换编码的国家标准，后来被国际是一个信息交换编码的国家标准，后来被国际标准化组织接受，成为国际标准标准化组织接受，成为国际标准ISO 646ISO 646，又又称为国际称为国际5 5号码。因此，它被用于计算机内码，号码。因此，它被用于计算机内码，也是数据通信中的编码标准。也是数据通信中的编码标准。ASCIIASCII码采用码采用7 7位二进制比特编码，可以表位二进制比特编码，可以表示示128128个字符。字符分为图形字符与控制字符个字符。字符分为图形字符与控制字符两类。两类。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 二进制编码按高位到低位（二进制编码按高位到低位（b6 b5 b4 b3 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0b2 b1 b0）的顺序排列，而的顺序排列，而b7b7位一般用于字符位一般用于字符的校验。那么，英文单词的校验。那么，英文单词NETWORKNETWORK（大写）的大写）的ASCIIASCII码编码的二进制比特序列（不考虑校验码编码的二进制比特序列（不考虑校验位）应该是位）应该是“1001110 1000101 1010100“1001110 1000101 1010100 1010111 1001111 1010010 1001011”1010111 1001111 1010010 1001011”。如果。如果要从主机要从主机A A将这样的二进制比特序列准确地传将这样的二进制比特序列准确地传送到主机送到主机B B，并且主机并且主机A A、B B都使用都使用ASCIIASCII编码，编码，那么主机那么主机B B就可以将接收的二进制就可以将接收的二进制比比特序列解特序列解释为释为“NETWORK”NETWORK”。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 对于数据通信来说，被传输的二进制代码对于数据通信来说，被传输的二进制代码称之为称之为“数据数据”（datadata）；）；数据是信息的载体。数据是信息的载体。数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释。数据通信的任务就是要传所表示内容的解释。数据通信的任务就是要传输二进制代码比特序列，而不需要解释代码所输二进制代码比特序列，而不需要解释代码所表示的内容。在数据通信中，人们习惯将被传表示的内容。在数据通信中，人们习惯将被传输的二进制代码的输的二进制代码的0 0、1 1称为码元。称为码元。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 随着计算机技术的发展，多媒体随着计算机技术的发展，多媒体（multimediamultimedia）技术得到了广泛的应用。媒体技术得到了广泛的应用。媒体（mediamedia）在计算机领域中有两种含义：一是指用在计算机领域中有两种含义：一是指用以存储信息的实体，例如磁盘、光盘、磁带与半以存储信息的实体，例如磁盘、光盘、磁带与半导体存储器；二是指信息的载体，例如数字、文导体存储器；二是指信息的载体，例如数字、文字、语音、图形与图像。多媒体技术中的媒体是字、语音、图形与图像。多媒体技术中的媒体是指后者。多媒体计算机技术就是要研究计算机交指后者。多媒体计算机技术就是要研究计算机交互式综合处理多种媒体信息（文本、图形、图像互式综合处理多种媒体信息（文本、图形、图像与语音）。利用数字通信系统来实现多媒体信息与语音）。利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输，是通信技术研究的重要内容之一。的传输，是通信技术研究的重要内容之一。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 与文本、图形信息传输相比较，语音、图像与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输的特点是：要求数据通信系统具有高速信息传输的特点是：要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性。以图像信息传输为例，如果率与低延时的特性。以图像信息传输为例，如果每帧图像由每帧图像由10247681024768个点阵组成，图像颜色有个点阵组成，图像颜色有256256种，每个点阵用种，每个点阵用1 1字节二进制数表示，每秒钟字节二进制数表示，每秒钟传送传送3030帧图像，那么每秒钟需要传送帧图像，那么每秒钟需要传送2359296023592960字字节。如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音节。如果传送数字化的语音信号，每秒钟对语音信号进行信号进行22050 22050 次取样，每次取样值用次取样，每次取样值用1 1字节表示，字节表示，那么单声道每秒钟需要传送那么单声道每秒钟需要传送2205022050字节；双声道立字节；双声道立体声每秒钟需要传送体声每秒钟需要传送4410044100字节。字节。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信多媒体技术在网络中的应用，将对数据通信系统提出更高的要求。系统提出更高的要求。对于计算机系统来说，它关心的是信息用什对于计算机系统来说，它关心的是信息用什么样的编码体制表示出来。例如，如何用么样的编码体制表示出来。例如，如何用ASCIIASCII码码表示字母、数字与符号，如何用双字节去表示汉表示字母、数字与符号，如何用双字节去表示汉字，如何表示图形、图像与语音。字，如何表示图形、图像与语音。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 对于数据通信技术来说，它要研究的是如何对于数据通信技术来说，它要研究的是如何将表示各类信息的二进制比特序列通过传输介质，将表示各类信息的二进制比特序列通过传输介质，在不同计算机之间进行传送的问题。在不同计算机之间进行传送的问题。信号是数据在传输过程中的电信号的表示形信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变式。电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号（化的电信号称为模拟信号（analog signalanalog signal）。）。计算机所产生的电信号是用两种不同的电平计算机所产生的电信号是用两种不同的电平去表示去表示0 0、1 1比特序列的电压脉冲信号，这种电信比特序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号（号称为数字信号（digital signaldigital signal）。）。按照在传输介质上传输的信号类型，可以相按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系应地将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。统两种。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.1.2 2.1.2 数据通信系统数据通信系统 信息的传递是通过通信系统来实现的，通信系统的信息的传递是通过通信系统来实现的，通信系统的信息的传递是通过通信系统来实现的，通信系统的信息的传递是通过通信系统来实现的，通信系统的基本模型共有五个基本组件，即发送设备、接受设备、发基本模型共有五个基本组件，即发送设备、接受设备、发基本模型共有五个基本组件，即发送设备、接受设备、发基本模型共有五个基本组件，即发送设备、接受设备、发送机、信道和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做送机、信道和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做送机、信道和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做送机、信道和接收机。其中，把除去两端设备的部分叫做信息传输系统。信息传输通信系统由三个主要部分组成信信息传输系统。信息传输通信系统由三个主要部分组成信信息传输系统。信息传输通信系统由三个主要部分组成信信息传输系统。信息传输通信系统由三个主要部分组成信源（发送机）、信宿（接收机）和信道源（发送机）、信宿（接收机）和信道源（发送机）、信宿（接收机）和信道源（发送机）、信宿（接收机）和信道。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程1 1 1 1 信源和信宿信源和信宿信源和信宿信源和信宿 信信信信源源源源就就就就是是是是信信信信息息息息的的的的发发发发送送送送端端端端，是是是是发发发发出出出出待待待待传传传传送送送送信信信信息息息息的的的的人人人人或或或或设设设设备备备备；信信信信宿宿宿宿就就就就是是是是信信信信息息息息的的的的接接接接收收收收端端端端，是是是是接接接接收收收收所所所所传传传传送送送送信信信信息息息息的人或设备。的人或设备。的人或设备。的人或设备。2 2 2 2 信道信道信道信道 信信信信道道道道本本本本身身身身也也也也可可可可以以以以是是是是模模模模拟拟拟拟的的的的或或或或数数数数字字字字方方方方式式式式的的的的，用用用用以以以以传传传传输输输输模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号的的的的信信信信道道道道叫叫叫叫做做做做模模模模拟拟拟拟信信信信道道道道，用用用用以以以以传传传传输输输输数数数数字字字字信信信信号号号号的信道叫做数字信道。的信道叫做数字信道。的信道叫做数字信道。的信道叫做数字信道。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程3 3 3 3 信号变换器信号变换器信号变换器信号变换器 信信信信号号号号变变变变换换换换器器器器的的的的作作作作用用用用是是是是将将将将信信信信源源源源发发发发出出出出的的的的信信信信息息息息变变变变换换换换成成成成适适适适合在信道上传输的信号。合在信道上传输的信号。合在信道上传输的信号。合在信道上传输的信号。由于网络中绝大多数信息都是双向传输的，所以由于网络中绝大多数信息都是双向传输的，所以由于网络中绝大多数信息都是双向传输的，所以由于网络中绝大多数信息都是双向传输的，所以在大多数情况下，信源也作信宿，信宿也作信源；编在大多数情况下，信源也作信宿，信宿也作信源；编在大多数情况下，信源也作信宿，信宿也作信源；编在大多数情况下，信源也作信宿，信宿也作信源；编码器也具有译码功能，译码器也应能编码，因此合并码器也具有译码功能，译码器也应能编码，因此合并码器也具有译码功能，译码器也应能编码，因此合并码器也具有译码功能，译码器也应能编码，因此合并通称为编码译码器；同样调制器也能解调，解调器也通称为编码译码器；同样调制器也能解调，解调器也通称为编码译码器；同样调制器也能解调，解调器也通称为编码译码器；同样调制器也能解调，解调器也可调制，因此合并通称为调制解调器。可调制，因此合并通称为调制解调器。可调制，因此合并通称为调制解调器。可调制，因此合并通称为调制解调器。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程4 4 4 4 噪声源噪声源噪声源噪声源 一一一一个个个个通通通通信信信信系系系系统统统统不不不不可可可可避避避避免免免免地地地地存存存存在在在在噪噪噪噪声声声声干干干干扰扰扰扰,为为为为了了了了研研研研究究究究问题方便问题方便问题方便问题方便,把它们等效与一个作用于信道上的噪声源。把它们等效与一个作用于信道上的噪声源。把它们等效与一个作用于信道上的噪声源。把它们等效与一个作用于信道上的噪声源。5 5 5 5 数字通信与模拟通信系统数字通信与模拟通信系统数字通信与模拟通信系统数字通信与模拟通信系统 根根根根据据据据信信信信号号号号的的的的不不不不同同同同，数数数数据据据据通通通通信信信信系系系系统统统统可可可可以以以以分分分分为为为为数数数数字字字字通通通通信信信信系系系系统统统统和和和和模模模模拟拟拟拟通通通通信信信信系系系系统统统统。利利利利用用用用数数数数字字字字信信信信号号号号传传传传递递递递信信信信息息息息的的的的通通通通信信信信系系系系统统统统叫叫叫叫做做做做数数数数字字字字通通通通信信信信系系系系统统统统，利利利利用用用用模模模模拟拟拟拟信信信信号号号号传传传传递递递递信信信信息息息息的的的的通信系统叫做模拟通信系统。通信系统叫做模拟通信系统。通信系统叫做模拟通信系统。通信系统叫做模拟通信系统。数据传输是数据通信系统的基础数据传输是数据通信系统的基础数据传输是数据通信系统的基础数据传输是数据通信系统的基础 计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程数据传输系统模型数据传输系统模型数据传输系统模型数据传输系统模型网络中两台计算机的通信过程网络中两台计算机的通信过程网络中两台计算机的通信过程网络中两台计算机的通信过程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.22.2通信方式通信方式在设计一个数据通信系统时，还要回答以下三在设计一个数据通信系统时，还要回答以下三个问题：个问题：1.是采用串行通信方式，还是采用并行通信方是采用串行通信方式，还是采用并行通信方式？式？2.是采用单工通信方式，还是采用半双工或全是采用单工通信方式，还是采用半双工或全双工通信方式？双工通信方式？3.是采用同步通信方式，还是采用异步通信方是采用同步通信方式，还是采用异步通信方式？式？计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 串行通信与并行通信串行通信与并行通信串行通信与并行通信串行通信与并行通信 数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种：数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种：数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种：数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种：串行通信、并行通信。串行通信、并行通信。串行通信、并行通信。串行通信、并行通信。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 在计算机中，通常是用在计算机中，通常是用8 8位的二进制代码来位的二进制代码来表示一个字符。在数据通信中，人们可以按图表示一个字符。在数据通信中，人们可以按图（a a）所示的方式，将待传送的每个字符的二进所示的方式，将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序，依次发送。这制代码按由低位到高位的顺序，依次发送。这种方式称为串行通信。种方式称为串行通信。在数据通信中，人们也可以按图（在数据通信中，人们也可以按图（b b）所示所示的方式，将表示一个字符的的方式，将表示一个字符的8 8位二进制代码同时位二进制代码同时通过通过8 8条并行的通信信道发送出去，每次发送一条并行的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码，这种工作方式称为并行通信。个字符代码，这种工作方式称为并行通信。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 显然，采用串行通信方式只需要在收发双显然，采用串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信信道；采用并行通信方式，方之间建立一条通信信道；采用并行通信方式，收发双方之间必须建立并行的多条通信信道。收发双方之间必须建立并行的多条通信信道。对于远程通信来说，在同样传输速率的情况下，对于远程通信来说，在同样传输速率的情况下，并行通信在单位时间内所传送的码元数是串行并行通信在单位时间内所传送的码元数是串行通信的通信的n n倍（此倍（此例中例中n=8n=8）。）。由于需要建立多个由于需要建立多个通信信道，并行通信方式的造价较高；因此在通信信道，并行通信方式的造价较高；因此在远程通信中，人们一般采用串行通信方式。远程通信中，人们一般采用串行通信方式。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.2 异步传输与同步传输异步传输与同步传输 数字通信中必须解决的一个重要问题，就数字通信中必须解决的一个重要问题，就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。即接收方必须知道它所接收的数据每一位即接收方必须知道它所接收的数据每一位的开始时间与持续时间，这样才能正确地接收的开始时间与持续时间，这样才能正确地接收发送方发来的数据。发送方发来的数据。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程1.异步传输方式异步传输方式 异步传输的工作原理是：每个字节作为一异步传输的工作原理是：每个字节作为一个单元独立传输，字节之间的传输间隔任意。个单元独立传输，字节之间的传输间隔任意。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.同步传输同步传输 同步传输方式不是对每个字节单独进行同同步传输方式不是对每个字节单独进行同步，而是对一组字符组成的数据块进行同步。步，而是对一组字符组成的数据块进行同步。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.3 数据传输方向数据传输方向 数据通信按照信号传送方向与时间的关系，数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为三种：可以分为三种：单工通信、半双工通信、全单工通信、半双工通信、全双工通信。双工通信。如下图（如下图（a a）所示，在单工通信方式中，所示，在单工通信方式中，信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传送方向。只能向一个方向传送的通变信号的传送方向。只能向一个方向传送的通信信道，只能用于单工通信方式中。信信道，只能用于单工通信方式中。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 如图（如图（b b）所示，在半双工通信方式中，所示，在半双工通信方式中，信号可以双向传送，但必须是交替进行，一个信号可以双向传送，但必须是交替进行，一个时间只能向一个方向传送。可以双向传送信号，时间只能向一个方向传送。可以双向传送信号，但必须交替进行的通信信道，只能用于半双工但必须交替进行的通信信道，只能用于半双工通信方式中。通信方式中。如图（如图（c c）所示，在全双工通信方式中，所示，在全双工通信方式中，信号可以同时双向传送。只有可以双向同时传信号可以同时双向传送。只有可以双向同时传送信号的通信信道，才能实现全双工通信，自送信号的通信信道，才能实现全双工通信，自然也就可以用于单工或半双工通信。然也就可以用于单工或半双工通信。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.4 连接方式连接方式 数据通信的连接方法有两种，即点对点连数据通信的连接方法有两种，即点对点连接方式和多点连接方式。下图所示的是典型的接方式和多点连接方式。下图所示的是典型的点对点的连接方式，点对点的连接方式，modemmodem一旦拨号连通之后，一旦拨号连通之后，这条线路就被通信双方占用，不会有第三者再这条线路就被通信双方占用，不会有第三者再插进来。如果通信双方采用专线连接，还可以插进来。如果通信双方采用专线连接，还可以省去用省去用modemmodem拨号的过程。拨号的过程。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 各个通信终端公用一条通信主线路的通信各个通信终端公用一条通信主线路的通信方式叫做多点连接。这种方式的特点是节省线方式叫做多点连接。这种方式的特点是节省线路，缺点是需要解决多个终端同时通信时产生路，缺点是需要解决多个终端同时通信时产生的线路争用问题。的线路争用问题。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.5 基带传输与频带传输基带传输与频带传输 数据信号的传输方法有基带传输和频带传数据信号的传输方法有基带传输和频带传输（又称宽带传输）两种。在计算机网络中，输（又称宽带传输）两种。在计算机网络中，频带传输是指计算机信息的模拟传输，基带传频带传输是指计算机信息的模拟传输，基带传输是指计算机信息的数字传输。输是指计算机信息的数字传输。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程1.1.基带传输基带传输 在在在在数数数数据据据据通通通通信信信信中中中中，表表表表示示示示计计计计算算算算机机机机二二二二进进进进制制制制比比比比特特特特序序序序列列列列的的的的数数数数字字字字数数数数据据据据信信信信号号号号是是是是典典典典型型型型的的的的矩矩矩矩形形形形脉脉脉脉冲冲冲冲信信信信号号号号。人人人人们们们们把把把把矩矩矩矩形形形形脉脉脉脉冲冲冲冲信信信信号号号号的的的的固固固固有有有有频频频频带带带带称称称称作作作作基基基基本本本本频频频频带带带带（简简简简称称称称为为为为基基基基带带带带）。这这这这种种种种矩矩矩矩形形形形脉脉脉脉冲冲冲冲信信信信号号号号就就就就叫叫叫叫做做做做基基基基带带带带信信信信号号号号。在在在在数数数数字字字字通通通通信信信信信信信信道道道道上上上上直直直直接传送基带信号的方法称为基带传输。接传送基带信号的方法称为基带传输。接传送基带信号的方法称为基带传输。接传送基带信号的方法称为基带传输。基带传输在基本不改变数字数据信号波形的情况基带传输在基本不改变数字数据信号波形的情况基带传输在基本不改变数字数据信号波形的情况基带传输在基本不改变数字数据信号波形的情况下直接传输数字信号，具有速率高和误码率底等优点，下直接传输数字信号，具有速率高和误码率底等优点，下直接传输数字信号，具有速率高和误码率底等优点，下直接传输数字信号，具有速率高和误码率底等优点，在计算机网络通信中被广泛采用。在计算机网络通信中被广泛采用。在计算机网络通信中被广泛采用。在计算机网络通信中被广泛采用。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.频带传输频带传输 电话交换网是用于传输语音信号的模拟通信电话交换网是用于传输语音信号的模拟通信信道，并且是目前覆盖面最广的一种通信方式。信道，并且是目前覆盖面最广的一种通信方式。因此，利用模拟通信信道进行数据通信也是最普因此，利用模拟通信信道进行数据通信也是最普遍使用的通信方式之一。为了利用模拟语音通信遍使用的通信方式之一。为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号。必须首先将数字信号转换成模拟信号。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.3数据编码技术数据编码技术1.1.数据编码类型数据编码类型 在计算机中数据是以离散的二进制在计算机中数据是以离散的二进制0 0、1 1比比特序列方式表示的。计算机数据在传输过程中特序列方式表示的。计算机数据在传输过程中的数据编码类型，主要取决于它采用的通信信的数据编码类型，主要取决于它采用的通信信道所支持的数据通信类型。道所支持的数据通信类型。根据数据通信类型，网络中常用的通信信根据数据通信类型，网络中常用的通信信道分为两类：模拟通信信道与数字通信信道。道分为两类：模拟通信信道与数字通信信道。相应的用于数据通信的数据编码方式也分为两相应的用于数据通信的数据编码方式也分为两类：模拟数据编码与数字数据编码。类：模拟数据编码与数字数据编码。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.2.模拟数据编码方法模拟数据编码方法 电话通信信道是典型的模拟通信信道，它电话通信信道是典型的模拟通信信道，它是目前世界上覆盖面最广、应用最普遍的一类是目前世界上覆盖面最广、应用最普遍的一类通信信道。无论网络与通信技术如何发展，电通信信道。无论网络与通信技术如何发展，电话仍然是一种基本的通信手段。传统的电话通话仍然是一种基本的通信手段。传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，只适用于传信信道是为传输语音信号设计的，只适用于传输音频范围为输音频范围为30030034003400HzHz的模拟信号，无法的模拟信号，无法直接传输计算机的数字信号。为了利用模拟语直接传输计算机的数字信号。为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信音通信的电话交换网实现计算机的数字数据信号的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号。号。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 我们将发送端数字数据信号变换成模拟数我们将发送端数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制（据信号的过程称为调制（modulationmodulation），），将调将调制设备称为调制器（制设备称为调制器（modulatormodulator）；）；将接收端将接收端把模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称把模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调（为解调（demodulationdemodulation），），将解调设备称为解将解调设备称为解调器（调器（demodulatordemodulator）。）。因此，同时具备调制因此，同时具备调制与解调功能的设备，就被称为调制解调器与解调功能的设备，就被称为调制解调器（modemmodem）。）。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程3.3.数字数据编码方法数字数据编码方法 在数据通信技术中，我们将利用模拟通信信道通过调在数据通信技术中，我们将利用模拟通信信道通过调在数据通信技术中，我们将利用模拟通信信道通过调在数据通信技术中，我们将利用模拟通信信道通过调制解调器传输模拟数据信号的方法称为频带传输，将利用制解调器传输模拟数据信号的方法称为频带传输，将利用制解调器传输模拟数据信号的方法称为频带传输，将利用制解调器传输模拟数据信号的方法称为频带传输，将利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称为基带传输。数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称为基带传输。数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称为基带传输。数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称为基带传输。频带传输的优点是可以利用目前覆盖面最广、普遍应频带传输的优点是可以利用目前覆盖面最广、普遍应频带传输的优点是可以利用目前覆盖面最广、普遍应频带传输的优点是可以利用目前覆盖面最广、普遍应用的模拟语音通信信道。用于语音通信的电话交用的模拟语音通信信道。用于语音通信的电话交用的模拟语音通信信道。用于语音通信的电话交用的模拟语音通信信道。用于语音通信的电话交换网技术换网技术换网技术换网技术成熟并且造价较低，但其缺点是数据传输速率与系统效率成熟并且造价较低，但其缺点是数据传输速率与系统效率成熟并且造价较低，但其缺点是数据传输速率与系统效率成熟并且造价较低，但其缺点是数据传输速率与系统效率较低。基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）较低。基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）较低。基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）较低。基带传输在基本不改变数字数据信号频带（即波形）的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传输速的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传输速的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传输速的情况下直接传输数字信号，可以达到很高的数据传输速率和系统效率。因此，基带传输是目前迅速发展与广泛应率和系统效率。因此，基带传输是目前迅速发展与广泛应率和系统效率。因此，基带传输是目前迅速发展与广泛应率和系统效率。因此，基带传输是目前迅速发展与广泛应用的数据通信方式。用的数据通信方式。用的数据通信方式。用的数据通信方式。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 在基带传输中，数字数据信号的编码方式在基带传输中，数字数据信号的编码方式主要有以下几种：主要有以下几种：(1)(1)非归零码非归零码 非归零码非归零码（NRZNRZ，non nonreturn to return to zerozero）NRZ NRZ 码可以规定用负电平表示逻辑码可以规定用负电平表示逻辑“0”“0”，用正电平表示逻辑，用正电平表示逻辑“1”“1”；也可以有其；也可以有其他表示方法。他表示方法。(2)(2)曼彻斯特（曼彻斯特（ManchesterManchester）编码编码 每个比特的中间有一次电平跳变，每个比特的中间有一次电平跳变，可以可以把把“0”“0”定义为由高电平到低电平的跳变定义为由高电平到低电平的跳变,“1”,“1”定义为由低电平到高电平的跳变。定义为由低电平到高电平的跳变。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程(3)(3)差分曼彻斯特差分曼彻斯特（difference difference ManchesterManchester）编码编码 差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改差分曼彻斯特编码是对曼彻斯特编码的改进。进。“0”“0”和和“1”“1”是根据两比特之间有没有跳是根据两比特之间有没有跳变来区分的。如果下一个数是变来区分的。如果下一个数是“0”“0”，则在两，则在两比特中间有一次跳变；如果下一个数据是比特中间有一次跳变；如果下一个数据是“1”“1”，则在两比特中间没有电平跳变。，则在两比特中间没有电平跳变。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程2.42.4多路复用技术多路复用技术 当当当当传传传传输输输输介介介介质质质质的的的的带带带带宽宽宽宽超超超超过过过过了了了了传传传传输输输输单单单单个个个个信信信信号号号号所所所所需需需需的的的的带带带带宽宽宽宽，人人人人们们们们就就就就通通通通过过过过在在在在一一一一条条条条媒媒媒媒体体体体上上上上同同同同时时时时携携携携带带带带多多多多个个个个传传传传输输输输信信信信号号号号的的的的方方方方法法法法来来来来提提提提高高高高传传传传输输输输系系系系统统统统的的的的利利利利用用用用率率率率，这这这这就就就就是是是是所所所所谓谓谓谓的的的的多多多多路路路路复复复复用用用用（multiplexingmultiplexingmultiplexingmultiplexing）。多多多多路路路路复复复复用用用用技技技技术术术术能能能能把把把把多多多多个个个个信信信信号号号号组组组组合合合合在在在在一一一一条条条条物物物物理理理理信信信信道道道道上上上上进进进进行行行行传传传传输输输输，使使使使多多多多个个个个计计计计算算算算机机机机或或或或终终终终端端端端设设设设备备备备共共共共享享享享信信信信道道道道资资资资源源源源，提提提提高高高高信信信信道道道道的的的的利利利利用用用用率率率率。特特特特别别别别是是是是在在在在远远远远距距距距离离离离传传传传输输输输时时时时，可可可可大大大大大大大大节节节节省省省省电电电电缆缆缆缆的的的的成成成成本本本本、安安安安装装装装与与与与维维维维护费用。护费用。护费用。护费用。计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程计算机网络实用教程 多路复用技术通常有频分多路复用、时分多多路复用技术通常有频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用等。路复用、波分多路复用和码分多路复用等。1 1 频分多路复用频分多路复用 频频 分分 多多 路路 复复 用用（frequency frequency division division multiplexingmultiplexing，FDXFDX）就就是是将将具具有有一一定定带带宽宽的的信信道道分分割割为为若若干干个个有有较较小小频频带带的的子子信信道道，每每个个子子信信道道供供一一个个用用户户使使用用。这这样样在在信信道道中中就就可