第02章 数据通信的基础知识2.ppt

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1、计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月21世纪全国高职高专计算机系列实用规划教材计算机网络技术基础计算机网络技术基础主编：杨瑞良李平主编：杨瑞良李平副主编：邱涛李明龙副主编：邱涛李明龙计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月第第2章章数据通信的基础知识数据通信的基础知识计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月本章主要内容本章主要内容:基本概念基本概念数据的传输数据的传输数据传输的同步方式数据传输的同步方式数据

2、的编码和调制技术数据的编码和调制技术数据交换技术数据交换技术信道复用技术信道复用技术传输媒体的类型与特点传输媒体的类型与特点差错控制技术差错控制技术计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.1数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.1.12.1.1信息、数据与信号信息、数据与信号 信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文信息的载体可以包含语音、音乐、图形图像、文字和数据等多种媒体。计算机的终端产生的信息一般字和数据等多种媒体。计算机的终端产生的信息一般是字母、数字和符号的组合。是字母、数字和符号的组合。数据通信是指在不同计算机之

3、间传送表示字母、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进代码数字、符号的二进代码0 0和和1 1比特序列的过程。比特序列的过程。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 信信号号是是数数据据在在传传输输过过程程中中的的电电信信号号的的表表示示形形式式：分分为为模模拟拟通通信信系系统统与与数数字通信系统两种。字通信系统两种。电电话话线线上上传传送送的的为为模模拟拟信信号号（Analog Signal）。模模拟拟信信号号的的电电平平是是连连续续变变化的，其波形如图（化的，其波形如图（a）所示。所示。计计算算机机中中所所

4、产产生生的的电电信信号号是是用用两两种种不不同同的的电电平平去去表表示示0、1比比特特序序列列的的电电压压脉脉冲冲信信号号，这这种种电电信信号号称称为为数数字字信信号号（Digital Signal）。数数字字信信号号的的波波形形如如图（图（b）所示。所示。(a)(b)计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.1.2数据通信系统的基本结构数据通信系统的基本结构 数据通信系统的基本结构可以用一个简单的通信模型来表示。数据通信系统的基本结构可以用一个简单的通信模型来表示。产生和发送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源与产生和发

5、送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿。信源与信宿通过通信线路进行通信。在数据通信系统中，也将通信线路信宿通过通信线路进行通信。在数据通信系统中，也将通信线路称为信道。称为信道。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月1.模拟通信系统模拟通信系统模拟通信系统的结构模型模拟通信系统的结构模型 普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.2.数字通信系统数字通信系统 在我们现实生活中的计算

6、机通信、数字电话以及数字电在我们现实生活中的计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。具体数字通信系统的工作过程如下视都属于数字通信系统。具体数字通信系统的工作过程如下图如示：图如示：数字通信系统的结构模型数字通信系统的结构模型 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.1.3通信信道的分类通信信道的分类信道的分类方法，常用的有以下三种：信道的分类方法，常用的有以下三种：1 1、有线信道与无线信道、有线信道与无线信道使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信道。它包括电话线、

7、双绞线、同轴电缆、光缆和电力线道。它包括电话线、双绞线、同轴电缆、光缆和电力线等。等。无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信 道称之为无线信道。它包括无线电、微波、红外线和卫道称之为无线信道。它包括无线电、微波、红外线和卫 星通信信道等。星通信信道等。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 2 2、模拟信道与数字信道模拟信道与数字信道 模拟信道：模拟信道：能传输模拟信号的信道称之为模拟信道。模拟能传输模拟信号的信道称之为模拟信道。模拟 信号的电平随时间连续变化。语音信号是典型的模拟

8、信号。如果信号的电平随时间连续变化。语音信号是典型的模拟信号。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（变换（A/DA/D变换器）。调制解调器就是用于完成这种变换的。变换器）。调制解调器就是用于完成这种变换的。数字信道：数字信道：能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离 散的数字信号在计算机中是指由散的数字信号在计算机中是指由“0”0”和和“1”1”的二进制代码组成的二进制代码组成的数的数 字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换，而通字序列。当利用数字信道传输

9、数字信号时不需要进行变换，而通 常需要进行数字编码。常需要进行数字编码。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月3 3、专用信道和公用信道专用信道和公用信道 专用信道：专用信道：专用信道是一种连接于用户设备之间的专用信道是一种连接于用户设备之间的 固定电路，它可以由用户自己架设和向电信部门租用。固定电路，它可以由用户自己架设和向电信部门租用。专用电路一般用于短距离与数据传输量比较大的网络专用电路一般用于短距离与数据传输量比较大的网络 公用信道：公用信道：也称公共交换信道。它是一种通过交换也称公共交换信道。它是一种通过交换 机转接、为

10、大量用户提供服务的信道。公共电话交换网机转接、为大量用户提供服务的信道。公共电话交换网 就属于公共交换信道。就属于公共交换信道。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.1.4数据通信的技术指标数据通信的技术指标1、数据通信速率（传输速率）传输速率是指数据在信道中传输的速度。它分为两种：码元速率传输速率是指数据在信道中传输的速度。它分为两种：码元速率 和信息速率。和信息速率。码元速率码元速率RB：每秒钟传送的码元数，单位为波特每秒钟传送的码元数，单位为波特/秒（秒（Baud/s），），又称为波特率。每一个离散值就是一个码元。又称为

11、波特率。每一个离散值就是一个码元。信息速率信息速率Rb：每秒钟传送的信息量，单位为比特每秒钟传送的信息量，单位为比特/秒（秒（bit/s），又），又 称为比特率。称为比特率。一般来说，对于采用一般来说，对于采用M进制信号传输信号时，信息速率和码元速率进制信号传输信号时，信息速率和码元速率之间的关系是：之间的关系是：RbRBlog2M计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.误码率和误比特率误误码码率率是是指指码码元元在在传传输输过过程程中中，错错误误码码元元占占总总传传输输码码元的概率。在二进制传输中，误码率也称为误比特率。元的概

12、率。在二进制传输中，误码率也称为误比特率。误码率误码率Pe 传输出错的码元数传输出错的码元数/传输的总码元率传输的总码元率误比特率误比特率Pb 传输出错的比特数传输出错的比特数/传输的总比特数传输的总比特数计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月3.信道带宽与信道容量信信道道带带宽宽是是指指信信道道中中传传输输的的信信号号在在不不失失真真的的情情况况下下所所占占用用的的频频率率范范围围，通通常常称称为为信信道道的的通通频频带带，单单位位用用赫赫兹兹（Hz）表表示示。信信道道带带宽宽是是由由信信道道的的物物理理特特性性所所决决定定的的

13、。例例如如，电电话话线线路路的的频频率率范围在范围在3003400Hz，则它的带宽范围也在则它的带宽范围也在3003400Hz。信信道道容容量量是是衡衡量量一一个个信信道道传传输输数数字字信信号号的的重重要要参参数数。信信道道容容量量是是指指单单位位时时间间内内信信道道上上所所能能传传输输的的最最大大比比特特数数，用用比比特特每每秒秒（bit/s）表表示示。当当传传输输速速率率超超过过信信道道的的最最大大信信号号速速率率时时就就会会产产生生失真。失真。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月通通常常，信信道道容容量量和和信信道道带带

14、宽宽具具有有正正比比的的关关系系，带带宽宽越越大大，容容量量越越高高，所所以以要要提提高高信信号号的的传传输输率率，信信道道就就要要有有足足够够的的带带宽宽。从从理理论论上上看看，增增加加信信道道带带宽宽是是可可以以增增加加信信道道容容量量的的，但但在在实实际际上上，信信道道带带宽宽的的无无限限增增加加并并不不能能使使信信道道容容量量无无限限增增加加，其其原原因因是是在在一一些些实实际际情情况况下下，信信道中存在噪声或干扰，制约了带宽的增加。道中存在噪声或干扰，制约了带宽的增加。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.2数据的通

15、信方式数据的通信方式2.2.1并并/串行通信串行通信 并行通信是指数据以成组的方并行通信是指数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。式在多个并行信道上同时进行传输。常常用用的的方方式式是是将将构构成成1个个字字符符代代码码的的几几位位二二进进制制比比特特分分别别通通过过几几个个并并行行的的信信道道同同时时传传输输，比比如如，并并行行传传输输中中一一次次传传送送8个个比比特特。并并行行通通信信的的优优点点是是速速度度快快，但但发发送送端端与与接接收收端端之之间间有有若若干干条条线线路路，费费用用高高，仅仅适适合合于于近近距距离离和和高高速速率率的的通通信信。并并行行通通信信在在计计算算机机

16、内内部部总总线线以以及及并并行行口口通通信信中中已已经经得到广泛应用。得到广泛应用。并行通信并行通信 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月串串行行通通信信是是指指数数据据以以串串行行方方式式在在一一条条信信道道上上传传输输，如如图图27所所示示。由由于于计计算算机机内内部部都都采采用用并并行行通通信信，因因此此，数数据据在在发发送送之之前前，要要将将计计算算机机中中的的字字符符进进行行并并/串串变变换换，在在接接收收端端再再通通过过串串/并并变变换换，还原成计算机的还原成计算机的字符结构，这样才能实字符结构，这样才能实现串行通信

17、。串行通信现串行通信。串行通信的优点是收、发双方只的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速于实现，成本低，但速度比较低。串行通信通度比较低。串行通信通过计算机的串行口得到过计算机的串行口得到广泛的应用，而且在远程通信中一般采用串行通信方式。广泛的应用，而且在远程通信中一般采用串行通信方式。图图27串行通信串行通信计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.2.2 通信电路的连接方式通信电路的连接方式1 1、点对点的线路连接、点对点的线路连接 点点对对点点的的连连接接就就是是在在发发送送端端和和

18、接接收收端端之之间间采采用用一一条条线线路路连连接接，使使用用的的线线路路可可以以是是专专用用线线路路、租租用用线线路路和和交交换换线线路路，如如图图28所所示示。使使用用租租用用或或交交换换线线路路的的连连接接方方式式，适适合合于于在在地地理理上上比比较较分分散散的的站站点点之之间间传传输输数数据据，比比如如，通通过过公公用用电电话话交交换换网网实实现点点的连接。现点点的连接。图图28点到点的线路连接点到点的线路连接 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 2.2.多点线路连接多点线路连接多多点点线线路路连连接接是是指指各各个个

19、站站点点通通过过一一条条公公用用通通信信线线路路连连接接，如如图图29所所示示。在在多多点点线线路路连连接接方方式式中中，一一条条线线路路被被所所有有的的站站点点共共享享，若若所所有有的的站站点点可可以以同同时时发发送送数数据据，则则这这条条线线路路在在空空间间上上是共享的。是共享的。多点线路的连接方式多点线路的连接方式 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.2.3 2.2.3 信道的通信方式信道的通信方式按按照照信信号号传传送送方方向向与与时时间间的的关关系系，信信道道的的通通信信方方式式可可以分为单工、半双工和全双工三种。

20、以分为单工、半双工和全双工三种。1.单工通信单工通信单单工工方方式式指指通通信信信信道道是是单单向向信信道道，数数据据信信号号仅仅沿沿一一个个方方向向传传输输，发发送送方方只只能能发发送送不不能能接接收收，而而接接收收方方只只能能接接收收而而不不能能发发送送，任任何何时时候候都都不不能能改改变变信信号号传传送送方方向向，如如图图210所所示示。例例如如，无无线电广播和电视都属于单工通信。线电广播和电视都属于单工通信。单工通信单工通信 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.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

21、时刻一个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。当信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，如图所示。改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，如图所示。半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的“对对 讲机讲机”和军队使用的和军队使用的“步话机步话机”。半双工方式在计算机网络系。半双工方式在计算机网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。统中适用于终端与终端之间的会话式通信。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托

22、普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月3.全双工通信全全双双工工通通信信是是指指数数据据可可以以同同时时沿沿相相反反的的两两个个方方向向进进行行双向传输，如图所示。双向传输，如图所示。例如，现实生活中的电话机通话就是一个全双工的通信过程。例如，现实生活中的电话机通话就是一个全双工的通信过程。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.2.42.2.4信号的传输方式信号的传输方式1.1.基带传输基带传输 就数字信号而言，它是一个离散的矩型波，就数字信号而言，它是一个离散的矩型波，“0”代表低电代表低电平，平，“1”代表高

23、电平。这种矩形波固有的频带称为基带，矩形代表高电平。这种矩形波固有的频带称为基带，矩形波信号称为基带信号。因此，基带实际上就是数字信号所占用波信号称为基带信号。因此，基带实际上就是数字信号所占用的基本频带。的基本频带。2.频带传输频带传输 在实现远距离通信时，经常需要借助于电话线路，此时在实现远距离通信时，经常需要借助于电话线路，此时应使用频带传输方式。所谓频带传输，在发送端就是将数字信应使用频带传输方式。所谓频带传输，在发送端就是将数字信号调制成音频信号后再进行发送和传输，当音频信号到达接收号调制成音频信号后再进行发送和传输，当音频信号到达接收端时，再把音频信号解调成原来的数字信号。端时，再

24、把音频信号解调成原来的数字信号。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 3.3.宽带传输宽带传输宽宽带带传传输输常常采采用用75的的同同轴轴电电缆缆（CATVCATV）或或光光纤纤作作为为传传输输媒媒体体，宽宽带带为为300MHz300MHz。使使用用时时通通常常将将整整个个带带宽宽划划分分为为若若干干个个子子频频带带，分分别别用用这这些些子子频频带带来来传传送送音音频频信信号号、视视频频信信号号以以及及数数字字信信号。号。因因此此，可可利利用用宽宽带带传传输输系系统统来来实实现现声声音音、文文字字和和图图像像的的一一体体化化传传

25、输输，这这也也就就是是通通常常所所说说的的“三三网网合合一一”，三三网网是是指指语语音音网网、数数据据网网和和电电视视网网。另另外外，使使用用Cable Cable ModemModem上上网网就就是是基基于于宽宽带传输系统实现的。带传输系统实现的。宽宽带带传传输输的的优优点点：一一是是传传输输距距离离远远，最最远远可可达达几几十十公公里里；二二是是可可同同时时提提供供多多个个信信道道。但但它它的的技技术术较较复复杂杂，其其传传输输系系统统的的成本也相对较高。成本也相对较高。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.3 2.3 数

26、据传输的同步方式数据传输的同步方式 1 1、异步方式、异步方式 在异步传输方式中，每传送在异步传输方式中，每传送1 1个字符（个字符（7 7或或8 8位）都要在每个字符码前加位）都要在每个字符码前加1 1个起个起始位，以表示字符代码的开始；在字符代码和校验码后面加始位，以表示字符代码的开始；在字符代码和校验码后面加1 1或两个停止位，表示或两个停止位，表示字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始和结束，从而起到字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始和结束，从而起到通信双方的同步作用，如图所示。通信双方的同步作用，如图所示。异步方式的实现比较容易，但每传输一个字

27、符都需要多使用异步方式的实现比较容易，但每传输一个字符都需要多使用2 23 3位，所以适合于低速通信。位，所以适合于低速通信。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 2.2.同步方式同步方式 通通常常，同同步步传传输输方方式式的的信信息息格格式式是是一一组组字字符符或或一一个个二二进进制制位位组组成成的的数数据据块块（帧帧）。对对这这些些数数据据，不不需需要要附附加加起起始始位位和和停停止止位位，而而是是在在发发送送一一组组字字符符或或数数据据块块之之前前先先发发送送一一个个同同步步字字符符SYN(SYN(以以0110100001

28、101000表表示示)或或一一个个同同步步字字节节（0111111001111110），用用于于接接收收方方进进行行同同步步检检测测，从从而而使使收收发发双双方方进进入入同同步步状状态态。在在同同步步字字符符或或字字节节之之后后，可可以以连连续续发发送送任任意意多多个个字字符符或或数数据据块块，发发送送数数据据完完毕毕后后，再再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束，如图所示。使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束，如图所示。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.42.4数据的编码和调制技术数据的编码和调制技术 在在计

29、计算算机机中中，数数据据是是以以离离散散的的二二进进制制“0”0”、“1”1”比比特特序序列列方方式式来来表表示示的的。数数据据的的编编码码方方法法包包括括数数字字数数据据的的编编码码与与调调制制和模拟数据的编码与调制，如图所示。和模拟数据的编码与调制，如图所示。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.4.1 2.4.1 数字数据的调制数字数据的调制 典型的模拟通信信道是电话通信信道。它是当前世界典型的模拟通信信道是电话通信信道。它是当前世界上覆盖面最广、应用最普遍的通信信道之一。传统的电话上覆盖面最广、应用最普遍的通信信道之一

30、。传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频3003003400Hz3400Hz的模拟信号，不能直接传输数字数据。的模拟信号，不能直接传输数字数据。为了利用模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的传输，拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据的传输，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，也就是要对数字数也就是要对数字数据进行调制。据进行调制。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月调制：调制：在发送端将数字数据信号变换成模拟信号的

31、过程称为调 制（Modulation），调制设备就称为调制器（Modulator).解调：解调：在接收端将模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称 为解调(Demodulation),解调设备就称为解调器(Demodulator).若进行数据通信的发送端和接收端以双工方式进行通信时，就需要一个同时具备调制和解调功能的设备，称为调制解调器（Modem），这一过程如图所示。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 由于模拟信号是具有一定频率的连续的载波波形，可由于模拟信号是具有一定频率的连续的载波波形，可以用以用A Acoscos（2ft

32、2ft）表示，其中表示，其中A A表示波形的幅度，表示波形的幅度，f f代代表波形的频率，表波形的频率，代表波形的相位。因此，根据这三个不代表波形的相位。因此，根据这三个不同参数的变化，就可以表示特定的数字信号同参数的变化，就可以表示特定的数字信号0 0或或1 1，实现调，实现调制的过程。制的过程。对数字数据调制的基本方法有：幅移键控对数字数据调制的基本方法有：幅移键控(ASK)(ASK)、频移频移键控键控(FSK)(FSK)和相移键控和相移键控(PSK)(PSK)三种。三种。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月1.幅移键控（幅

33、移键控（ASK,AmplitudeShiftKeying）ASKASK是是通通过过改改变变载载波波信信号号的的幅幅度度值值来来表表示示数数字字信信号号“1”1”、“0”0”的的，以以载载波波幅幅度度A1A1表表示示数数字字信信号号“1”1”，用用载载波波幅幅度度A2A2表表示示数数字字信信号号“0”0”（通通常常A1A1取取1 1，A2A2取取0 0），而而载载波信号的参数波信号的参数f f和和恒定。恒定。2.频移键控（频移键控（FSK,FrequencyShiftKeying）FSKFSK是是通通过过改改变变载载波波信信号号频频率率的的方方法法来来表表示示数数字字信信号号“1”1”、“0”0

34、”的的，用用f1f1表表示示数数字字信信号号“1”1”，用用f2f2表表示示数数字字信号信号“0”0”，而载波信号的，而载波信号的A A和和不变。不变。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月3.相移键控（相移键控（PSK,PhaseShiftKeying）PSKPSK是是通通过过改改变变载载波波信信号号的的相相位位值值（）来来表表示示数数字字信信号号“1”1”、“0”0”的的，而而载载波波信信号号的的A A和和f f不不变变。PSKPSK包包括括绝绝对对调相和相对调相两种类型：调相和相对调相两种类型：（1 1）绝对调相）绝对调相

35、绝绝对对调调相相使使用用相相位位的的绝绝对对值值，为为0 0表表示示数数字字信信号号“1”1”，为为表示数字信号表示数字信号“0”0”。（2 2）相对调相）相对调相 相相对对调调相相使使用用相相位位的的偏偏移移值值，当当数数字字数数据据为为0 0时时，相相位位不变化，而数字数据为不变化，而数字数据为1 1时，相位要偏移时，相位要偏移。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 下图中，显示了对数字数据下图中，显示了对数字数据“010110”010110”进行不同调制方法的波形。进行不同调制方法的波形。计算机网络技术基础计算机网络技术基

36、础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.4.22.4.2数字数据的编码数字数据的编码 利利用用数数字字通通信信信信道道直直接接传传输输数数字字数数据据信信号号的的方方法法，称称作作数数字字信信号号的的基基带带传传输输。而而数数字字数数据据在在传传输输之之前前需需要要进进行数字编码。行数字编码。在在数数字字基基带带传传输输中中，数数据据信信号号的的编编码码方方式式主主要要有有：不不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码三种。归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码三种。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年1

37、1月1.不归零编码不归零编码（NRZ,NonReturntoZero）NRZNRZ编码可以用负电平表示逻辑编码可以用负电平表示逻辑“1”1”，用正电平表示逻辑，用正电平表示逻辑“0”0”，反之，反之亦然。亦然。NRZNRZ编码的缺点是发送方和接收方不能保持同步，需采用其他方法编码的缺点是发送方和接收方不能保持同步，需采用其他方法才能保持收发同步。才能保持收发同步。2.曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester）曼曼彻彻斯斯特特编编码码的的原原则则是是：前前T/2T/2取取反反码码，后后T/2T/2取取原原码码。曼曼彻彻斯斯特特编编码码的的优优点点是是每每一一个个比比特特中中间间的的跳跳变变

38、可可以以作作为为接接收收端端的的时时钟钟信信号号，以以保保持持接接收收端和发送端之间的同步。端和发送端之间的同步。3.差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码（DifferenceManchester）差差分分曼曼彻彻斯斯特特编编码码是是对对曼曼彻彻斯斯特特编编码码的的改改进进。其其特特点点是是每每一一位位二二进进制制信信号号的的跳跳变变依依然然提提供供收收、发发端端之之间间的的同同步步，但但每每位位二二进进制制数数据据的的取取值值，必必须须要要根根据据其其开开始始边边界界是是否否发发生生跳跳变变来来决决定定，若若一一个个比比特特开开始始处处存存在在跳跳变变则则表示表示“0”0”，无跳变则表示，无跳变

39、则表示“1”1”。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月数字数据数字数据011101001011101001的的3 3种编码方式，它的编码波形如图所示。种编码方式，它的编码波形如图所示。数字数据信号的编码方法数字数据信号的编码方法 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.4.32.4.3模拟数据的调制模拟数据的调制 在在模模拟拟数数据据通通信信系系统统中中，信信源源的的信信息息经经过过转转换换形形成成电电信信号号。比比如如，人人说说话话的的声声音音经经过过电电话话转

40、转变变为为模模拟拟的的电电信信号号，这这也也是是模模拟拟数数据据的的基基带带信信号号。一一般般来来说说，模模拟拟数数据据的的基基带带信信号号具具有有比比较较低低的的频频率率，不不宜宜直直接接在在信信道道中中传传输输，需需要要对对信信号号进进行行调调制制，将将信信号号搬搬移移到到适适合合信信道道传传输输的的频频率率范范围围内内，接接收收端端将将接接收收的的已已调调信信号号再再搬搬回回到到原原来来信信号号的的频频率率范范围围内内，恢复成原来的消息，比如无线电广播。恢复成原来的消息，比如无线电广播。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月

41、2.4.42.4.4模拟数据的编码模拟数据的编码 脉脉冲编码调制（冲编码调制（Pulse Code ModulationPulse Code Modulation，PCMPCM）是模拟数是模拟数据数字化的主要方法。由于数字信号传输失真小、误码率低、据数字化的主要方法。由于数字信号传输失真小、误码率低、数据传输速率高，因此，在网络中除计算机直接产生的数字数据传输速率高，因此，在网络中除计算机直接产生的数字信号外，语音、图像信息必须数字化才能经计算机处理信号外，语音、图像信息必须数字化才能经计算机处理PCMPCM技术的典型应用是语音数字化。语音可以用模拟信号技术的典型应用是语音数字化。语音可以用模

42、拟信号的形式通过电话线路传输，但是在网络中将语音与计算机产的形式通过电话线路传输，但是在网络中将语音与计算机产生的数字、文字、图形、图像同时传输，就必须首先将语音生的数字、文字、图形、图像同时传输，就必须首先将语音信号数字化。信号数字化。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 图右显示了图右显示了PCMPCM编码的典型应编码的典型应用，当进行常规的用，当进行常规的电话通信或者两台电话通信或者两台计算机之间通过计算机之间通过ModemModem通信时，需通信时，需要经过程控交换机要经过程控交换机进行传输（接续），进行传输（接续），该

43、设备的一个概念该设备的一个概念就是对模拟信号进就是对模拟信号进行行PCMPCM脉冲编码调脉冲编码调制制。PCM编码的典型应用编码的典型应用 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 脉脉冲冲编编码码调调制制的的工工作作过过程程包包括括3 3部部分分：抽抽样样、量量化化和和编编码码。在在图图右右中中，显显示示了了脉脉冲冲编编码码调调制制的的3 3个个过过程程以以及及相相对对应应的的波波形信号。形信号。脉冲编码调制的过程脉冲编码调制的过程 计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年1

44、1月1.抽样抽样 模模拟拟信信号号是是电电平平连连续续变变化化的的信信号号。每每隔隔一一定定的的时时间间间间隔隔，采采集集模模拟拟信信号号的的瞬瞬时时电电平平值值作作为为样样本本表表示示模模拟拟数数据据在在某某一一区区间间随随时时间间变变化化的的值值。抽抽样样频频率率以以奈奈奎奎斯斯特特抽抽样样定定理理为为依依据据，如如果果以以等等于于或或高高于于通通信信信信道道带带宽宽两两倍倍的的速速率率定定时时对对信信号号进进行行抽抽样样，就就可可以以恢恢复复原原模模拟信号的所有信息。拟信号的所有信息。对对于于电电话话通通信信系系统统，因因为为电电话话线线路路的的传传输输带带宽宽不不超过超过4000Hz4

45、000Hz，所以抽样频率为所以抽样频率为80008000次次/s/s。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.量化 量化是将取样样本幅度按量化级决定取值的过程。经过量化后的样本幅度为离散的量化级值，根据量化之前规定好的量化级，将抽样所得样本的幅值比较，取整定级。量化级可以分为8级、16级或者更多的量化级，这取决于系统的精确度要求。3.编码 编码是用相应位数的二进制代码表示量化后的采样样本的量级。如果有16个量化级，就需要使用4个比特进行编码。经过编码后，每个样本都使用相应的编码脉冲表示。PCM用于数字化语音系统，它将声音分为12

46、8个量化级，采用7位二进制编码表示，再使用1个比特进行差错控制，采样速率为8000次/s，因此，一路话音的数据传输速率为:88000bit/s64Kbit/s。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.5数据交换技术 交交换换又又称称转转换换，数数据据交交换换技技术术在在交交换换通通信信网网中中实实现现数数据据传传输输是是必必不不可可少少的的。数数据据通通过过通通信信子子网网的的交交换换方方式式可可以以分分为为电电路路交交换换和和存存储储交交换换两两大大类类。常常用用的的交交换换技技术术有有：线线路路交交换换、报报文文交交换换和和

47、分分组组交交换换（包包交交换换）三种。三种。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 电路交换（电路交换（Circuit SwitchingCircuit Switching），），也称为线路交换，它是也称为线路交换，它是一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条一种直接的交换方式，为一对需要进行通信的节点之间提供一条临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可以是物理通临时的专用通道，即提供一条专用的传输通道，既可以是物理通道又可以是逻辑通道（使用时分或频分复用技术）。道又可以是逻辑通道（使用时分或频分复用技术）。

48、图1-5电路交换的工作模式2.5.1 电路交换电路交换计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月 目前，公用电话交换网广泛使用的交换方式是目前，公用电话交换网广泛使用的交换方式是电路交换，经由电路交换的通信包括：电路建立、电路交换，经由电路交换的通信包括：电路建立、数据传输和电路拆除三个阶段，如下图所示数据传输和电路拆除三个阶段，如下图所示。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005

49、年11月2.5.2存储转发交换存储转发交换 存存储储转转发发交交换换（Store Store and and Forward Forward SwitchingSwitching）方方式式又又可可以以分分为为报报文文存存储储转转发发交交换换与与报报文文分分组组存存储储转转发发交交换换两两种种方方式式。其其中中，报报文文分分组组存存储储转转发发交交换换方方式式又又可可以以分为数据报与虚电路方式。分为数据报与虚电路方式。计算机网络技术基础计算机网络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月2.5.2存储转发技术采用存储转发的邮政通信工作模式计算机网络技术基础计算机网

50、络技术基础课件课件四川托普信息技术职业学院计算机科学与技术系2005年11月1.报文交换（报文交换（MessageSwitching）对对较较为为连连续续的的数数据据流流（如如话话音音），电电路路交交换换是是一一种种易易于于使使用用的的技技术术。对对于于数数字字数数据据通通信信，广广泛泛使使用用的的是是报报文文交交换换技技术术。在在报报文文交交换换网网中中，网网络络节节点点通通常常为为一一台台专专用用计计算算机机，备备有有足足够够的的外外存存，以以便便在在报报文文进进入入时时进进行行缓缓冲冲存存储储。节节点点接接收收一一个个报报文文之之后后，报报文文暂暂时时存存放放在在节节点点的的存存储储设设