第2章数据通信技术的基础知识 杜煜
第2章 数据通信技术的基础知识 杜 煜
数数据通信基本概数据通信系统基本结构 据念 信息、数据、信号 通 数据诵信的主要技术指标 技数据传输方式串行通信、并行通信 术 单工通信、半双工通信、全双工通信 的 基 基带传输、频带传输、宽带传输 本数据的同步技术异步传输、同步传输 内 容数据编码技术数字数据信号模拟传输幅移键控ASK、频移键控FsK、 相移键控PSK 数字传输不归零码NRZ、曼彻斯特编码、 差分曼彻斯特编码 模拟数据信号模拟传输「调幅、调频、调相 数字传输脉冲编码调制PCM 多路复用技术时分多路复用、频分多路复用、波分多路复、码分多路复用 数据交换技术电路交换、报文存储转发交换、报文分组存储转发交换(数据 报方式、虚电路方式) 传输介质 传输介质类型与特点 差错控制技术检错码、纠错码和差错控制机制 2002年 计算机罔
2002年 计算机网络 2 数 据 通 信 技 术 的 基 本 内 容 数据通信基本概 念 数据通信系统基本结构 信息、数据、信号 数据通信的主要技术指标 数据传输方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工通信、全双工通信 基带传输、频带传输、宽带传输 数据的同步技术 异步传输、同步传输 数据编码技术 数字数据信号 模拟传输 幅移键控ASK、频移键控FSK、 相移键控PSK 数字传输 不归零码NRZ、曼彻斯特编码、 差分曼彻斯特编码 模拟数据信号 模拟传输 调幅、调频、调相 数字传输 脉冲编码调制PCM 多路复用技术 时分多路复用、频分多路复用、波分多路复、码分多路复用 数据交换技术 电路交换、报文存储转发交换、报文分组存储转发交换（数据 报方式、虚电路方式） 传输介质 传输介质类型与特点 差错控制技术 检错码、纠错码和差错控制机制
信息、数据和信号 通信的目的是交换信息。信息的载体可以是多媒体,包含语音、 音乐、图形图像、文字和数据等。计算机的终端产生的信息 般是字母、数字和符号的组合。为了传送这些信息,首先要将 每一个字母、数字或括号用二进制代码表示。目前常用的二进 制代码有国际5号码(IA5)、扩充的二、十进制交换码 EBCDIC码和信息交换用标准代码ASC1码等。 被传输的二进制代码称为数据(Data) 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。 2002年 计算机网络 3
2002年 计算机网络 3 信息、数据和信号 ⚫ 通信的目的是交换信息。信息的载体可以是多媒体，包含语音、 音乐、图形图像、文字和数据等。计算机的终端产生的信息一 般是字母、数字和符号的组合。为了传送这些信息，首先要将 每一个字母、数字或括号用二进制代码表示。目前常用的二进 制代码有国际5号码（IA5）、扩充的二、十进制交换码 EBCDIC码和信息交换用标准代码ASCII码等。 ⚫ 被传输的二进制代码称为数据（Data）。 ⚫ 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式
数据通信系统基本结构 数据通信系统的基本通信模型:产生和发送信息的 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 通信线路称为信道; 在数据通信系统中,传输模拟信号的系统称为模拟通信系统, 而传输数字信号的系统称为数字通信系统。 01011010010 L信源 信道 11010010 L「 A.理想状态 出错 9° 11010010 信道 信源 信宿 01010010110 「L「 噪声(干扰 B.实际环境下 2002年 计算机网络
2002年 计算机网络 4 数据通信系统基本结构 ⚫ 数据通信系统的基本通信模型：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； ⚫ 在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信系统， 而传输数字信号的系统称为数字通信系统。 信源 信宿 信道 信源 信宿 噪声（干扰） 信道 A.理想状态 B.实际环境下 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 出错
模拟通信系统 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、 信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号 般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后,通过 解调器将信号解调出来。 ●普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统。 信道 信源 调制器 解调器 信宿 噪声源 2002年 计算机网络 5
2002年 计算机网络 5 模拟通信系统 ⚫ 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、 信宿以及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一 般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过 解调器将信号解调出来。 ⚫ 普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统。 信源 调制器 解调器 信宿 噪声源 信道
数字通信系统 数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信 道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发 送端和接收端时钟同步组成。 ●计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。 信源 信源 信道 信道 信源 编码器 编码器 调制器信道 解调器 译码器 译码器 信宿 噪声源 2002年 计算机网络 6
2002年 计算机网络 6 数字通信系统 ⚫ 数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信 道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发 送端和接收端时钟同步组成。 ⚫ 计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。 信源 信源 编码器 信道 编码器 调制器 解调器 信道 译码器 信源 译码器 信宿 噪声源 信道
通信信道的分类 信道是信号传输的通道,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。信道可以按 不同的方法分类: 有线信道与无线信道; 模拟信道与数字信道; 专用信道和公用信道; 2002年 计算机网络
2002年 计算机网络 7 通信信道的分类 ⚫ 信道是信号传输的通道，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。信道可以按 不同的方法分类： ⚫ 有线信道与无线信道； ⚫ 模拟信道与数字信道； ⚫ 专用信道和公用信道；
有线信道与无线信道 信道按所使用的传输介质分类,可以分为有线信道与 无线信道; 有线信道 ●使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信 道。有线信道包括电话线、双绞线、同轴电缆和光 缆等; 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。无线信道包括无线电、微波、红外线和卫 星通信信道等。 2002年 计算机网络 8
2002年 计算机网络 8 有线信道与无线信道 ⚫ 信道按所使用的传输介质分类，可以分为有线信道与 无线信道； ⚫ 有线信道 ⚫ 使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信 道。有线信道包括电话线、双绞线、同轴电缆和光 缆等； ⚫ 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。无线信道包括无线电、微波、红外线和卫 星通信信道等
模拟信道与数字信道 ●按传输信号的类型分类,信道可以分为模拟信道与数 字信道; 。模拟信道 ●能传输模拟信号的信道称为模拟信道。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(AD变换器)。调制解调 器就是完成这种变换的。 数字信道 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。 2002年 计算机网络 9
2002年 计算机网络 9 模拟信道与数字信道 ⚫ 按传输信号的类型分类，信道可以分为模拟信道与数 字信道； ⚫ 模拟信道 ⚫ 能传输模拟信号的信道称为模拟信道。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。 ⚫ 数字信道 ⚫ 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
专用信道和公用信道 ●信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道: 专用信道 °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或向电信部门租用。 公用信道 ●也称公共交换信道,它是一种通过交换机转接、为 大量用户提供服务的信道。 2002年 计算机网络 10
2002年 计算机网络 10 专用信道和公用信道 ⚫ 信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道： ⚫ 专用信道 ⚫ 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或向电信部门租用。 ⚫ 公用信道 ⚫ 也称公共交换信道，它是一种通过交换机转接、为 大量用户提供服务的信道