第8章数据通信技术基础

1、数据通信技术基础数据通信技术基础第第 8 8 章章第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术主主 要要 内内 容容第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术 8 8.1.1 .1.1 通信信号与通信模型通信信号与通信模型 8

2、.1.2 8.1.2 信道分类及通信主要指标信道分类及通信主要指标 8.1.3 8.1.3 通信介质通信介质 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术8 8.1.1 .1.1 通信信号与通信模型通信信号与通信模型1. 1. 通信信号通信信号 (1) (1) 信号信号(Signal)(Signal)概念概念信号简单地说是信息的表现形式，具有确定的物理描信号简单地说是信息的表现形式，具有确定的物理描述。如电磁信

3、号，光信号等。述。如电磁信号，光信号等。(2) (2) 数字信号与模拟信号数字信号与模拟信号信号可分为数字信号和模拟信号，从时间域来看，数信号可分为数字信号和模拟信号，从时间域来看，数字信号是一种离散信号，模拟信号是一段连续变化信字信号是一种离散信号，模拟信号是一段连续变化信号。号。第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术8 8.1.1 .1.1 通信信号与通信模型通信信号与通信模型 发送端 变换器 信道

4、反变换器 信宿 噪声源 发送端 接收端 图图8-2 8-2 通信系统模型通信系统模型 图图8-3 8-3 计算机网络通信模型计算机网络通信模型 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术信道可按不同的方式来分类。信道可按不同的方式来分类。 从概念上可分为广义信道和狭义信道；从概念上可分为广义信道和狭义信道；按传输媒体可分为有线信道和无线信道；按传输媒体可分为有线信道和无线信道； 按允许通过的信号类型分为模拟信

5、道按允许通过的信号类型分为模拟信道和数字信道等。和数字信道等。 8.1.2 8.1.2 信道分类及通信主要指标信道分类及通信主要指标1. 1. 信道分类信道分类 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术（1 1）比特率：）比特率： 比特率是数据传输速率，是指在有效的带宽上，单位时比特率是数据传输速率，是指在有效的带宽上，单位时间内所传输的二进制代码的有效位间内所传输的二进制代码的有效位(bit)(bit)数

6、，可用每秒比特数，可用每秒比特数数(bit/s(bit/s或或bps)bps)单位表示。单位表示。 8.1.2 8.1.2 信道分类及通信主要指标信道分类及通信主要指标2. 2. 数据通信中的几个主要指标数据通信中的几个主要指标 （2 2）波特率）波特率 ： 波特率是一种调制速率，是指数字信号经过调制后的速波特率是一种调制速率，是指数字信号经过调制后的速率，即调制后的模拟信号每秒钟变化的次数，其单位为波特率，即调制后的模拟信号每秒钟变化的次数，其单位为波特(Baud)(Baud)。 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office

7、2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术（3 3）带宽：）带宽：带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹最低频率之差，单位为赫兹(Hz)(Hz)。 （4 4）信道容量：）信道容量：信道容量是指物理信道上能够传输数据的最大能力，信道容量是指物理信道上能够传输数据的最大能力，即极限数据传输速率。当信道上传输的数据速率大于信道所允许的数即极限数据传输速率。当信道上传输的数据速率大于信道所允许的数据速率时，信道就不能用来传输数据了。据速率时，

8、信道就不能用来传输数据了。 （5 5）误码率：）误码率：误码率是指二进制编码在数据传输中被传错的概率，也误码率是指二进制编码在数据传输中被传错的概率，也称出错率。称出错率。 （6 6）吞吐量：）吞吐量：吞吐量是指数值上大于等于信道在单位时间内传输的总吞吐量是指数值上大于等于信道在单位时间内传输的总的数据量，单位也是的数据量，单位也是bpsbps。 8.1.2 8.1.2 信道分类及通信主要指标信道分类及通信主要指标第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计

9、算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术8.1.3 8.1.3 通信介质通信介质 1. 1. 双绞线双绞线: :2. 2. 同轴电缆：同轴电缆： 3. 3. 光纤：光纤：4. 4. 无线传输介质：无线传输介质：微波通信微波通信; ;卫星通信卫星通信; ;红外线通信和激光红外线通信和激光通信通信第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术 8.2.1 8.2.1 数据传输模式数据传输模式 8.2.2 8.

10、2.2 数据交换方式数据交换方式 8.2.3 8.2.3 多路复用技术多路复用技术 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术1. 1. 串行和并行传输串行和并行传输2. 2. 同步与异步传输同步与异步传输(1) (1) 同步传输同步传输(2) (2) 异步传输异步传输3. 3. 单工、半双工和全双工通信单工、半双工和全双工通信(1) (1) 单工通信单工通信(2) (2) 半双工通信半双工通信(3) (3)

11、 全双工通信全双工通信4. 4. 基带传输、频带传输和数字数据传输基带传输、频带传输和数字数据传输(1) (1) 基带传输基带传输(2) (2) 频带传输频带传输(3) (3) 数字数据传输数字数据传输 8.2.1 8.2.1 数据传输模式数据传输模式 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术1. 1. 电路交换电路交换电路电路( (线路线路) )交换交换(Circuit Switching)(Circui

12、t Switching)方式，是通过网络中方式，是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路，是两个站的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路，是两个站之间一个实际的物理连接。当两个站之间一旦建立连接，之间一个实际的物理连接。当两个站之间一旦建立连接，连接的通信线路就成为它们之间的临时专用通路，别的用连接的通信线路就成为它们之间的临时专用通路，别的用户不能使用通道，直到通信结束才拆除连接。电话系统就户不能使用通道，直到通信结束才拆除连接。电话系统就是最普通的电路交换实例。电路交换的通信过程分为电路是最普通的电路交换实例。电路交换的通信过程分为电路建立、数据传输、拆除电路连接建立、数据传

13、输、拆除电路连接3 3个阶段。个阶段。 8.2.2 8.2.2 数据交换方式数据交换方式 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术2. 2. 报文交换报文交换报文交换方式，是源站在发送报文时，把目的地址添加到报文交换方式，是源站在发送报文时，把目的地址添加到报文中，然后报文在网络中从一个结点传至另一个结点。报文中，然后报文在网络中从一个结点传至另一个结点。在每个结点中，接收信息后暂时存储起来，待信道空闲时在

14、每个结点中，接收信息后暂时存储起来，待信道空闲时再转发到下一结点，这种工作方式叫存储转发方式。存储再转发到下一结点，这种工作方式叫存储转发方式。存储转发具有存储信息的能力，所以能平滑通信量和充分利用转发具有存储信息的能力，所以能平滑通信量和充分利用信道。信道。 8.2.2 8.2.2 数据交换方式数据交换方式 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术3. 3. 分组交换分组交换分组交换是吸取报文交换的优点，

15、仍然采取存储转发方式，分组交换是吸取报文交换的优点，仍然采取存储转发方式，但不像报文交换以报文为单位交换，而是把报文裁成若干但不像报文交换以报文为单位交换，而是把报文裁成若干比较短的、规格化了的比较短的、规格化了的“分组分组”(Packet(Packet，或称包，或称包) )进行交进行交换和传输。从表面上看，两者的主要区别在于传输数据单换和传输。从表面上看，两者的主要区别在于传输数据单元的大小。报文的长度是随机的，可达几千或几万比特，元的大小。报文的长度是随机的，可达几千或几万比特，甚至更长。分组交换传输数据的单元为分组，每个分组都甚至更长。分组交换传输数据的单元为分组，每个分组都包含有数据和

16、目的地址，其长度受到限制，典型的最大长包含有数据和目的地址，其长度受到限制，典型的最大长度是一千位至几千位。度是一千位至几千位。 8.2.2 8.2.2 数据交换方式数据交换方式 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术4. 4. 其他数据交换技术其他数据交换技术(1) (1) 利用数字语音插空技术利用数字语音插空技术(DSI(DSI，Digital Speech Digital Speech Interp

17、olation)Interpolation)，能提高线路交换的传输能力。，能提高线路交换的传输能力。 (2) (2) 帧中继帧中继(Frame Relay)(Frame Relay)是对目前广泛使用的是对目前广泛使用的X.25X.25分组交换分组交换通信协议的简化和改进。这种高速分组交换技术可灵活设置通信协议的简化和改进。这种高速分组交换技术可灵活设置信号的传输速率，充分利用网络资源，提高传输效率，可对信号的传输速率，充分利用网络资源，提高传输效率，可对分组呼叫进行带宽的动态分配，具有低延时、高吞吐量的网分组呼叫进行带宽的动态分配，具有低延时、高吞吐量的网络特性。络特性。(3) (3) 异步传

18、输模式异步传输模式(ATM(ATM，Asynchronous Transfer Mode)Asynchronous Transfer Mode)是电是电路交换与分组交换技术的结合，能最大限度地发挥线路交换路交换与分组交换技术的结合，能最大限度地发挥线路交换与分组交换技术的优点，具有从实时的语音信号到高清晰度与分组交换技术的优点，具有从实时的语音信号到高清晰度电视图像等各种高速综合业务的传输能力。电视图像等各种高速综合业务的传输能力。 8.2.2 8.2.2 数据交换方式数据交换方式 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office

19、2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术1. 1. 频分多路复用频分多路复用频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。它将物理信频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。它将物理信道的总带宽分割成若干个互不交叠的子信道，每一个子信道道的总带宽分割成若干个互不交叠的子信道，每一个子信道传输一路信号传输一路信号2. 2. 时分多路复用时分多路复用图图8-14 TDM8-14 TDM子信道示意子信道示意时分多路复用是将一条物理线路按时间分成一个个互不重叠时分多路复用是将一条物理线路按时间分成一个个互不重叠的时间片，每个时间

20、片常称为一帧，帧再分为若干时隙，轮的时间片，每个时间片常称为一帧，帧再分为若干时隙，轮换地为多个信号所使用。换地为多个信号所使用。3. 3. 波分多路复用波分多路复用波分多路复用与频分多路复用使用的技术原理是一样的，与波分多路复用与频分多路复用使用的技术原理是一样的，与FDMFDM技术不同的是采用光纤作为通信介质，利用光学系统中的技术不同的是采用光纤作为通信介质，利用光学系统中的衍射光栅，来实现多路不同频率衍射光栅，来实现多路不同频率( (波长波长) )光波信号的合成与分光波信号的合成与分解。解。 8.2.3 8.2.3 多路复用技术多路复用技术 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算

21、机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术 8.3.1 8.3.1 电话系统电话系统 8.3.2 8.3.2 移动通信系统移动通信系统 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术1. 1. 电话系统的结构电话系统的结构 8.3.1 8.3.1 电话系统电话系统 图图8-

22、15 8-15 电话系统的一般结构电话系统的一般结构 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术2. 2. 综合业务数字网综合业务数字网 综合业务数字网综合业务数字网(ISDN)(ISDN)是一个以综合数字网是一个以综合数字网(IDN)(IDN)为基础发为基础发展起来的，它是支持语音和非语音等各类业务的综合业务展起来的，它是支持语音和非语音等各类业务的综合业务通信网络。通信网络。ISDNISDN具有通信业务的

23、综合化、高可靠性和高质具有通信业务的综合化、高可靠性和高质量的通信、使用方便等特点，用于数字电话、数字传真、量的通信、使用方便等特点，用于数字电话、数字传真、可视图文、数据通信、视频业务等。可视图文、数据通信、视频业务等。 8.3.1 8.3.1 电话系统电话系统 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术1. 1. 移动通信的特点移动通信的特点电波传播环境复杂。电波传播环境复杂。干扰和噪声的影响大。干扰和噪

24、声的影响大。处于运动状态下的移动台工作环境恶劣。处于运动状态下的移动台工作环境恶劣。控制系统复杂。控制系统复杂。组网方式灵活多样。组网方式灵活多样。 8.3.2 8.3.2 移动通信系统移动通信系统 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术2. 2. 移动通信系统的组成移动通信系统的组成 8.3.2 8.3.2 移动通信系统移动通信系统 图图8-16 8-16 移动通信示意图移动通信示意图 第第6 6章章1 1 网络基础网络基础新编计算机基础教程（新编计算机基础教程（Windows 7+Office 2010Windows 7+Office 2010版）版） 高等学校计算机应用规划教材第第8 8章章 通信技术通信技术3. 3. 移动通信系统的分类移动通信系统的分类(1) (1) 公用移动通信系统公用移动通信系统(2) (2) 专用业务移动通信系统专用业务移动通信系统(3) (3) 无线寻呼系统无线寻呼系统(4) (4) 无绳电话系统无绳电话系统(5) (5) 卫星移