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网络基础与应用数据通信基础第1页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念 n n数据通信数据通信数据通信数据通信是指在计算机之间、计算机与终端以及终端与是指在计算机之间、计算机与终端以及终端与终端之间传送表示字符、数字、语音、图像的二进制代码终端之间传送表示字符、数字、语音、图像的二进制代码0 0、1 1比特序列的过程。比特序列的过程。n n信号（信号（SignalSignal）是数据的电磁波表示形式。）是数据的电磁波表示形式。按照在传输介质上传输的信号类型，可以分为：按照在传输介质上传输的信号类型，可以分为：n n模拟信号模拟信号n n数字信号两类数字信号两类相应地将数据通信系统分为：相应地将数据通信系统分为：n n模拟通信系统模拟通信系统n n数字通信系统两种。数字通信系统两种。第2页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.1 数据、信息与信号数据、信息与信号1信息和数据信息和数据 n n数据是信息的载体，信息则是数据的具体内容和解释，有具体含义，表示信息的形式可以是数值、文字、图形、声音、图像及动画等。信息涉及数据所表示的内涵，而数据涉及信息的表现形式，它可以是数字、文字、语音、图形或图像等，数据是通信双方交换的具体内容。第3页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.1 数据、信息与信号数据、信息与信号2信号信号n n在数据通信中，信息被转换为适合在通信信道上传输的电磁波编码。这种在信道上传输的电磁波编码叫做信号（Signal）。信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。第4页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.1 数据、信息与信号数据、信息与信号n n下图分别表示模拟信号和数字信号。下图分别表示模拟信号和数字信号。第5页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念n n2.1.2 数据通信系统数据通信系统 n n信息传输系统由三个主要部分组成：信源（发送机）、信宿（接收机）和信道。数据传输系统模型第6页，本讲稿共22页2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念n n2.1.2 数据通信系统数据通信系统 n n计算机网络中数据通信图示说明。计算机网络中数据通信图示说明。第7页，本讲稿共22页2.2 数据通信方式数据通信方式 n n2.2.1 并行传输与串行传输并行传输与串行传输 第8页，本讲稿共22页2.2 数据通信方式数据通信方式 2.2.2 异步传输与同步传输异步传输与同步传输n n下图为异步传输下图为异步传输第9页，本讲稿共22页2.2 数据通信方式数据通信方式 2.2.3 数据传输方向数据传输方向 单工通信半双工通信全双工通信第10页，本讲稿共22页2.2 数据通信方式数据通信方式 2.2.4 连接方式连接方式 n n下图分别为点到点连接方式和多点连接方式下图分别为点到点连接方式和多点连接方式 。计算机计算机调制解调器调制解调器公共电话交换网第11页，本讲稿共22页2.2 数据通信方式数据通信方式 2.2.5 基带传输、频带传输、宽带传输与数基带传输、频带传输、宽带传输与数字数据传输字数据传输 数据信号的基本传输方式有两种，即：n n基带传输n n频带传输 除此之外，在前两种数据信号基本传输方式的基础上演化而来还有：n n宽带传输n n数字数据传输第12页，本讲稿共22页2.3 数据交换技术数据交换技术 n n一般的交换网络示意图如下图所示，虚线内是通信子网。H1H2H4H3ABEDC图2-15 一般的数据交换网络第13页，本讲稿共22页2.3 数据交换技术数据交换技术 2.3.1 电路交换电路交换 n n电路交换（Circuit Switching）也叫线路交换，是数据通信领域最早使用的交换方式。n n通过电路交换进行通信，就是要通过中间交换节点在两个站点之间建立一条专用的通信线路。n n最普通的电路交换例子是电话通信系统。第14页，本讲稿共22页2.3 数据交换技术数据交换技术 2.3.2 报文交换和报文分组交换报文交换和报文分组交换输出输入缓冲存储信 息处 理和转 发图2-17 存储转发原理图第15页，本讲稿共22页2.4 差错控制与校验差错控制与校验 2.4.1 差错控制方法差错控制方法 在数据通信系统中，差错控制包括在数据通信系统中，差错控制包括差错检测差错检测差错检测差错检测和和差错纠正差错纠正差错纠正差错纠正两部分，两部分，具体实现差错控制的方法主要有以下四种。具体实现差错控制的方法主要有以下四种。1 1反馈重发检错方法反馈重发检错方法反馈重发检错方法反馈重发检错方法 检错码编码器信源发送器接收器检错码译码器信宿噪声源重发控制反馈控制反馈信道前向信道图2-19 ARQ方法原理图第16页，本讲稿共22页2.4 差错控制与校验差错控制与校验 2.4.1 差错控制方法差错控制方法2 2前向纠错方法前向纠错方法前向纠错方法前向纠错方法 纠 错码 编码器信源发送器接收器纠 错码 译码器信宿噪 声源前 向 信道图2-20 FEC方法原理图第17页，本讲稿共22页2.4 差错控制与校验差错控制与校验 2.4.1 差错控制方法差错控制方法3混合纠错方法混合纠错方法 4反馈检测方法反馈检测方法第18页，本讲稿共22页2.5 数据通信的主要性能指标数据通信的主要性能指标 n n数据通信的主要性能指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的参数。有效性主要由数数据通信的主要性能指标是衡量数据传输的有效性和可靠性的参数。有效性主要由数据传输速率、信道带宽和传输延迟等指标来衡量；可靠性一般用数据传输的误码率指据传输速率、信道带宽和传输延迟等指标来衡量；可靠性一般用数据传输的误码率指标来衡量。标来衡量。2.5.1 2.5.1 数据传输速率与信道带宽数据传输速率与信道带宽数据传输速率与信道带宽数据传输速率与信道带宽1 1信道带宽信道带宽信道带宽信道带宽 n n信道上传输的是电磁波信号，某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽信道上传输的是电磁波信号，某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽。2 2数据传输速率与信道最大传输速率数据传输速率与信道最大传输速率数据传输速率与信道最大传输速率数据传输速率与信道最大传输速率 n n数据传输速率是指信道每秒所能传输的二进制比特数数据传输速率是指信道每秒所能传输的二进制比特数 。n n信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的，即信道带宽越宽，信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的，即信道带宽越宽，数据传输速率越高，所以人们可以用数据传输速率越高，所以人们可以用“带宽带宽”去取代去取代“速率速率”。第19页，本讲稿共22页2.5 数据通信的主要性能指标数据通信的主要性能指标 2.5.2 误码率误码率 n n误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标。误码误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标。误码率是指二进制码元在传输过程中被传错的概率。率是指二进制码元在传输过程中被传错的概率。2.5.3 传输延迟、利用率和抖动传输延迟、利用率和抖动 n n传输延迟传输延迟是指计算机系统的发送和接收处理之间的时间。是指计算机系统的发送和接收处理之间的时间。n n利用率利用率是吞吐量和最大数据传输速率之比。是吞吐量和最大数据传输速率之比。n n延迟不是固定不变的，它的实时变化叫做延迟不是固定不变的，它的实时变化叫做抖动抖动（JitterJitter）。）。第20页，本讲稿共22页2.6多路复用技术多路复用技术 n n当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽，人们就通过在当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽，人们就通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率，一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率，这就是所谓的这就是所谓的多路复用多路复用多路复用多路复用，如下图所示。，如下图所示。多路复 用器n个输入。多路复 用器n个输出1条线路，n个信道图2-21多路复用示意图第21页，本讲稿共22页第二章第二章 课堂作业课堂作业1 1、简述数据、信息与信号之间的关系。、简述数据、信息与信号之间的关系。、简述数据、信息与信号之间的关系。、简述数据、信息与信号之间的关系。2 2、什么是信源、信宿、信道？、什么是信源、信宿、信道？、什么是信源、信宿、信道？、什么是信源、信宿、信道？3 3、概念比较：、概念比较：、概念比较：、概念比较：1 1）并行传输与串行传输；）并行传输与串行传输；）并行传输与串行传输；）并行传输与串行传输；2 2）异步传输与同步传输）异步传输与同步传输）异步传输与同步传输）异步传输与同步传输4 4、数据的传输方向有哪几种？简述各自特点。、数据的传输方向有哪几种？简述各自特点。、数据的传输方向有哪几种？简述各自特点。、数据的传输方向有哪几种？简述各自特点。5 5、什么是基带传输、频带传输、宽带传输与数字数据传输？、什么是基带传输、频带传输、宽带传输与数字数据传输？、什么是基带传输、频带传输、宽带传输与数字数据传输？、什么是基带传输、频带传输、宽带传输与数字数据传输？6 6、在数据通信系统中，实现差错控制的方法主要有哪几种？并简要、在数据通信系统中，实现差错控制的方法主要有哪几种？并简要、在数据通信系统中，实现差错控制的方法主要有哪几种？并简要、在数据通信系统中，实现差错控制的方法主要有哪几种？并简要阐述。阐述。阐述。阐述。7 7、名词解释：信道带宽、名词解释：信道带宽、名词解释：信道带宽、名词解释：信道带宽 、数据传输速率与信道最大传输速率、数据传输速率与信道最大传输速率、数据传输速率与信道最大传输速率、数据传输速率与信道最大传输速率 、误、误、误、误码率码率码率码率 、传输延迟、抖动和信道利用率、传输延迟、抖动和信道利用率、传输延迟、抖动和信道利用率、传输延迟、抖动和信道利用率第22页，本讲稿共22页