房地产集团网站欣赏,网站建设参考的文献,商洛网站建设电话,建c2c网站费用目录 目标1 数据通信的基本概念1.1 数据通信的基本概念1、数据2、信息3、信号4、信道5、通信和数据通信6、数据通信网7、码元和码字8、数据分组9、基带传输、频带传输和宽带传输基带传输频带传输宽带传输 1.2 数据通信的主要技术指标1.3 数据通信系统1、数据通信系统基本模型编… 目录 目标1 数据通信的基本概念1.1 数据通信的基本概念1、数据2、信息3、信号4、信道5、通信和数据通信6、数据通信网7、码元和码字8、数据分组9、基带传输、频带传输和宽带传输基带传输频带传输宽带传输 1.2 数据通信的主要技术指标1.3 数据通信系统1、数据通信系统基本模型编译码器信号变换器和信道 2、模拟通信系统和数字通信系统3、信号衰减的克服 目标
主要内容
了解数据通信的基本概念和主要技术指标了解数据通信系统的组成掌握数字和模拟数据的编码和调制方法了解数据并行和串行传输方式掌握同步和异步传输技术掌握FDM、TDM和WDM三种多路复用技术及适应场合了解有线传输介质和无线传输技术掌握物理层的作用、特性和协议
计算机网络由通信子网和资源子网组成OSI/RM中通信子网包括物理层、数据链路层和网络层三层。计算机网络中的数据通信是为了实现计算机之间的数据交换因此计算机网络本质上是数据通信的问题。
1 数据通信的基本概念
1.1 数据通信的基本概念
1、数据
数据data是事实或观察的结果是对客观事物的逻辑归纳是用于表示客观事物的未经加工的的原始素材。而在计算机系统中各种字母、数字符号的组合、语音、图形、图像等统称为数据数据经过加工后就成为信息。 数据分为模拟数据和数字数据两种。
模拟数据在时间和幅度取值上是连续的例如声音的强弱温度的高低等都是连续变化的模拟数据。数字数据在时间上是离散的在幅度上是经过量化的例如计算机内部传输的二进制数字序列就是离散的数字数据。
2、信息
信息Information是按照一定要求以某种格式组织起来的数据。
数据和信息的区别是数据仅涉及事物的表示形式而信息涉及数据的内容和解释。表示信息的形式可以是数值、文字、图形、声音、图像及动画等。
在数据通信中为了传输信息需要对信息中的每一个字符进行编码例如用二进制代码来表示字符最常用的二进制代码标准是美国标准信息交换码ASCIIAmerican Standards Code Information InterchangeASCII代码表参见附录B。对于计算机系统要考虑的是信息用什么编码表示而在数据通信中主要考虑数据的表示形式和传输方法。
3、信号
信号Signal是数据的具体物理表现是表达信息的一种载体如电信号、光信号等。 根据数据表示方式不同信号分为模拟信号和数字信号两种如图2.1 所示。
模拟信号是一种随时间而连续变化的量值波形数字信号则是那些不连续变化的离散量值波形。 上图是模拟信号、数字信号的波形
使用模/数转换装置实现模拟信号和数字信号之间的相互转换。 一般情况下数字信号与模拟信号相比更经济抗干扰能力更强失真小信号衰减相对较大大传输距离短。
4、信道
信道Signaling Channel是指传输信息时信号沿发送端到接收端的通路。
在计算机网络中有物理信道和逻辑信道之分 物理信道是传输信号的物理通路由传输介质及相关通信设备组成也称为通信链路。 物理信道按传输信号类型可分为模拟信道和数字信道 模拟信道适合于传输模拟信号数字信道适合于传输数字脉冲信号。数字信号通过调制解调设备也可在模拟信道中传输而模拟信号进行数字化后也可在数字信道中传输。 物理信道按传输介质又可分为有线信道、无线信道 有线信道有电话线、双绞线、光缆等无线信道可以是无线电、微波、红外线和卫星信道等它们都以电磁波的形式在空间传播 逻辑信道也是一种通路它建立在物理信道基础上一个物理信道可以提供多个逻辑信道 按信道的使用方式还可分为专用信道专线和公共交换信道。
5、通信和数据通信
通信Communication就是信息的传输与交换。每个通信系统都具备信源、信道和信宿三个基本要素
信源是信息产生和出现的发源地信宿是接收信息的目的地信道是信息传输过程中承载信息的媒体
数据通信Data Communication是以传输数据为业务的通信它分为模拟数据通信和数字数据通信两种。
6、数据通信网
数据通信网Data Communication Network就是数据通信系统的网络形式它是广域通信网或计算机网络等基础通信设施属于通信子网。例如X.25、B-ISDN、ATM、FDDI等。
7、码元和码字
码元Symbol是一个信号编码单元它是数据的基本信号单位计算机网络中一般把数字序列中的每一个脉冲称为码元。例如二进制数字1010011 是由7 个码元组成的二进制字符串序列这个字符串序列通常称为“码字”。在7 位的ASCII代码中码字“1010011”代表字符“S”。
8、数据分组
计算机网络在传输数据时一般把较大的数据块分成较小的数据段Segment并在每一段上附加一些如分组号、源地址、目的地址、差错校验等控制信息每个数据段和相应的控制信息就是一个分组Packet它在网络系统中是一个传输单位。
在实际传输时还会将分组进一步分割成更小的逻辑单位。在不同的网络或不同的层中分组名称也不同如在Ethernet中称为“帧Frame”ATM中称为“信元Cell”IP中称为“IP数据报IP Datagram”等。
通常数据分组也称为数据包。
9、基带传输、频带传输和宽带传输
通信系统中传输的信息都要借助于物理信号如电流、电磁波和光信号等。物理信号可以是连续的模拟信号也可以是离散的数字信号两种信号通过编码或调制等方法可进行相互转换。它们所采用的通信系统可以是模拟通信系统也可以是数字通信系统。
基带传输
通信系统中所指的基带传输是指在传输信号时用表示信息的原有信号形式模拟数据用模拟信号传输数字数据用数字信号传输进行。
在计算机网络中计算机或终端等数字设备产生的是数字数据其对应的电脉冲信号是数字信号它所占据的频率范围通常从直流和低频开始。这种原始的数字信号电脉冲信号称为基带信号。
基带信号所占用固有的频率范围称为基本频带简称基带Baseband。
在信道中直接传输基带信号的传输方式就称为基带传输或者说基带传输是数字数据直接在信道中传输。因此计算机网络和通信中的基带概念虽然名字相同但含义不同。局域网系统大都采用基带传输如以太网、令牌环网等。
基带信号缺点
基带信号的信号频率低其占用的频带宽不利于信道的复用抗干扰能力差基带信号容易发生衰减和畸变不利于远距离传输
基带传输的特点
最简单、最基本的传输方式由于基带信号衰减的问题多适用于各种传输速率的要求的近距离数据传输。
频带传输
基于上述基带信号的缺点远距离通信信道多为模拟信道一般采用频带传输方式。
频带传输是首先将基带信号变换为较高频率范围的频带信号频带信号是模拟信号如音频信号然后将这种频带信号放到模拟信道中传输。计算机网络的远距离通信通常采用频带传输如家庭用户使用MODEM接入Internet就是频带传输的例子。
宽带传输
宽带在电信界是指带宽大于语言级信道4kHz的信道它包括大部分电磁波频谱。利用宽带信号进行的传输称为宽带传输宽带传输采用频带传输技术但频带传输不一定是宽带传输。
计算机网络中宽带传输采用模拟传输的技术它将不同频率的多种调制信号在同一传输线路中传输。因此宽带传输能将声音、图像和数字数据等信息综合到一个物理信道上。
在数据通信中宽带有另外的含义。当网络的传输速率超过2Mbps时称为宽带网而传输速率低于2Mbps时称为窄带网。
1.2 数据通信的主要技术指标
数据通信的技术指标是衡量网络性能的参数主要从传输速率的快慢和传输数据的质量来考虑。数据传输速率有比特率信息速率和波特率调制速率两种度量方法。而传输数据的质量可以用误码率、延迟、抖动和丢包率等来度量。
数据通信的主要技术指标
带宽、数据传输速率和信道容量的区别
时间单位和模拟信号的周期用s秒、ms毫秒、μs微秒、ns纳秒和ps皮秒等表示常用的换算单位为 1ms10^-3s 1μs10^-6s 1ns10^-9s 1ps10^-12s
1.3 数据通信系统
1、数据通信系统基本模型
数据通信是按照一定的通信协议在两点或多点之间通过某种传输媒介电缆、光缆以数字二进制信息单元的形式交换信息的过程。
由于计算机或终端设备一般都是数字式的数据通信系统所要传输的数据信息包括控制信息是二进制数字数据在信息发送前必须先将其转换为信号
下面是点到点的数据通信系统的模型
编译码器
编译码器也称通信控制器。负责DTE和通信线路的连接完成数据缓冲、速度匹配、串并转换等。微机内部的异步通信适配器和网卡等都是通信控制器。
发送端的编译码器将信息通过ASCII代码或其他编码转变为0和1的二进制模式然后将这些二进制并行数据转换成适合线路传输的串行数据序列接收端的编译码器将传输来的串行数据序列转换成并行数据还原成信息。
信号变换器和信道
通信线路包括信号变换器和信道。
信号变换器的功能是将通信控制器发出的二进制数字序列根据不同信道的传输特性变换为适合于信道传输的数字信号或模拟信号然后送入信道传输。而接收端的信号变换器完成相反的工作。如调制解调器、光纤通信网中的光电转换器等就是信号变换器。信道可以是有线信道或无线信道。
2、模拟通信系统和数字通信系统
由信源得到的模拟数据电信号变成适合信道传输的电信号后若其电流或电压仍然是随时间连续变化的则称为模拟通信系统。例如电话系统、电视系统等就是典型的模拟通信系统。
当信源发出的信号是离散的数字数据时通过信道传输到信宿的信号都是数字信号则这种系统称为数字通信系统。
数字通信系统的特点
费用低抗干扰如噪声等能力强不易失真易衰减只能近距离传输例如数字信号难于用卫星或微波系统发送采用数字电路其设备便于集成化和微型化
3、信号衰减的克服
不同信号传输距离不同抗衰减的方法也不同
信道远距离传输模拟信号时会使信号衰减 解决方法用放大器来增强信号的能量但噪声分量也会同时增强以致引起信号畸变 数字信号传输一定距离后也会衰减 解决办法使用中继器把数字信号“0”、“1”整形恢复为标准电平后继续传输。
一般情况下信号在不放大或整形的情况下模拟信号比数字信号传输距离要远。
