数据通信与计算机网络技术

第2章 数据通信基础 主要学习内容 ： 2.1 数据通信系统组成 2.2 数据通信的基本概念 2.3 数据编码技术 第2章 数据通信基础 主要学习内容  ： 2.1 数据通信系统组成 2.2 数据通信的基本概念 2.3 数据编码技术 2.4 数据通信的基本方式 2.5 多路复用技术 2.6 数据交换方式 2.7 差错检验和控制

2.1 数据通信的基本概念 2.1.1 数据、信息 信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识; 2.1 数据通信的基本概念 2.1.1 数据、信息 信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识; 数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式; 信号是数据的具体的物理表现。

2.1 数据通信的基本概念 例子 信息 信号 数据 雪 六角形 凉 白色

2.1 数据通信的基本概念 信息：人对雪花和马的认识 数据：文字，二进制数，十进制数 信号：电压，光，磁场强度

2.1 数据通信的基本概念 2.1.2 信号与信号传输 两种不同类型的量： A.时间、温度、电波、声音 信号中没有断开或不连续的的地方； 2.1 数据通信的基本概念 2.1.2 信号与信号传输 两种不同类型的量： A.时间、温度、电波、声音 信号中没有断开或不连续的的地方； B.字符，二进制数，电脉冲 信号仅取一些有限数目的值；

2.1 数据通信的基本概念 模拟与数字的特点 模拟： 数字： 波动性； 离散性； 持续变化； 跃变性； 反映事物的本质； 设备性能先进， 2.1 数据通信的基本概念 模拟与数字的特点 模拟： 波动性； 持续变化； 反映事物的本质； 在电信业已经被广泛 使用超过100年； 数字： 离散性； 跃变性； 设备性能先进， 较为便宜；

2.1 数据通信的基本概念 （a）模拟信号 （b）数字信号

2.1 数据通信的基本概念 数据传输：

2.1 数据通信的基本概念 2.1.3 基本概念和术语 数据传输速率—— bps(bit per second) 用C表示 2.1 数据通信的基本概念 2.1.3 基本概念和术语 数据传输速率—— bps(bit per second) 用C表示 信号传输速率——波特（Baud） 用B表示 两者关系——C=B×log2n n是调制电平数

2.1 数据通信的基本概念 带宽（Bandwidth ）(HZ) 数据速率 奈奎斯特公式:最大数据传输速率C=2Hlog2L(bps) 2.1 数据通信的基本概念 带宽（Bandwidth ）(HZ) 数据速率 奈奎斯特公式:最大数据传输速率C=2Hlog2L(bps) 香农公式:最大数据传输速率C=Hlog2（1＋S/N）(bps)

2.2 数据通信系统构成 数据通信系统模型 噪声

2.3 数据编码技术 2.3.1 数字数据用数字信号表示 不归零编码NRZ(Non-Return-Zero) 2.3 数据编码技术 2.3.1 数字数据用数字信号表示 不归零编码NRZ(Non-Return-Zero) 曼彻斯特编码(Manchester Encoding) 差（微）分曼彻斯特编码（Differential Manchester Encoding）

2.3 数据编码技术

2.3 数据编码技术 载波信号：Asin(2nft+Φ) AM:幅移键控（Amplitude Shift Keying-ASK） 2.3 数据编码技术 2.3.1 数字数据用模拟信号表示 载波信号：Asin(2nft+Φ) AM:幅移键控（Amplitude Shift Keying-ASK） FM:频移键控（Frequency Shift Keying-FSK） PM:相移键控（Phase Shift Keying-PSK

2.3 数据编码技术

2.3 数据编码技术 2.3.1模拟数据用数字信号表示 脉冲编码调制（PCM ）

2.3 数据编码技术 增量调制（DM ）

2.4 数据通信的基本方式 2.4.1 数据通信的操作方式

2.4 数据通信的基本方式 2.4.2 同步和异步传输 （a）单同步格式 （b）双同步格式

2.4 数据通信的基本方式 异步通信格式 ：

2.5 多路复用技术 多路复用技术:用一条高速线路传送多条低速线路的数据 分类： 2.5 多路复用技术 多路复用技术:用一条高速线路传送多条低速线路的数据 分类： 频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing） 时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing） 波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing）

2.5 多路复用技术 频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing） 特点:信号被划分成若干通道 2.5 多路复用技术 频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing） 特点:信号被划分成若干通道 (频道,波段),每个通道独立进行数据传递 应用:无线电广播,电视

2.5 多路复用技术 时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing） 2.5 多路复用技术 时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing） 特点：多条低速线路轮流使用同一条高速线路进行数据传递 应用：电话主干线路

2.5 多路复用技术 波分多路复用（WDM-Wavelength Division Multiplexing） 应用：光缆线路

2.6 交换技术 2.6.1 电路交换 C B A D 传输 传输 传输 1.交换2.发送 呼叫信号 1.交换2.发送 呼叫信号 2.6 交换技术 2.6.1 电路交换 C B 传输 传输 传输 A D 1.交换2.发送 呼叫信号 1.交换2.发送 呼叫信号 发送呼叫信号 1.作出反应 2.发送回应 信号

2.6 交换技术 2.6.1 电路交换 特点: 1.有通话的建立过程 2.通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在

2.6 交换技术 2.6.2 报文交换 B C 传输 传输 传输 等待-发送 A D 等待-发送 发送报文

2.6 交换技术 2.7.2 报文交换 传输延迟 特点:1.无呼叫建立 和专用通路 2.存储-转发 式的发送技术 A B C D

2.6 交换技术 2.6.3 分组交换

2.6 交换技术 2.6.3 分组交换 特点:1.无呼叫建立和专用通路 2.存储-转发式的发送技术 3.将数据分成有大小限制 的分组后发送

2.6 交换技术 三种交换技术对比: 对线路的利用率 A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源 2.6 交换技术 三种交换技术对比: 对线路的利用率 A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源 B.没有呼叫建立；只有发送数据时才占用线路 C.除了B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组

2.6 交换技术 三种交换技术对比: A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞 B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞 可以使用优先级 2.6 交换技术 三种交换技术对比: A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞 B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞 可以使用优先级 A:实时性强 B,C:存在时延和额外开销

2.7 差错检验和控制 2.7.1 差错类型 随机差错；突发差错 2.7.2 差错检测码 奇偶校验码 循环冗余校验码

2.7 差错检验和控制 水平奇偶校验例子： 字符 ASCII 水平奇校验 H 1 a m g n c o 垂直奇校验

2.7 差错检验和控制 2.7.2 循环冗余码(CRC) 前提:发送方和接受方必须事先商定一个二进制数G(x) (生成多项式), 2.7 差错检验和控制 2.7.2 循环冗余码(CRC) 前提:发送方和接受方必须事先商定一个二进制数G(x) (生成多项式), 发送端:计算校验和,将校验和加在数据末尾,使这个带校验和的数据能被G(x)除尽. 接收端:收到带校验和的数据后,用G(x)去除它,如果有余数,则传输出错 实现:用简单的硬件(移位寄存器电路)即可

2.7 差错检验和控制 循环冗余码(CRC)例子： 数据=1101011011 G(x) (生成多项式)=10011 2.7 差错检验和控制 循环冗余码(CRC)例子： 数据=1101011011 G(x) (生成多项式)=10011 传输码元=数据（移位后）+余数 11010110111110