week第章数据通信基础ppt课件

1、上节内容回想上节内容回想v计算机网络定义、特点计算机网络定义、特点v制定计算机网络规范的意义制定计算机网络规范的意义 2.1. 数据通讯系统 2.2. 数据编码与数据传输 2.3. 传输介质及特性 2.4. 数据交换技术第第2章章 数据通讯根底数据通讯根底 2.5. 多路复用技术 2.7. 过失控制技术 2.6. 数据紧缩技术 练习 2.1. 2.1. 数据通讯系统数据通讯系统v主要内容主要内容v1：数据通讯系统概念与模型：数据通讯系统概念与模型v2：数据通讯方式：数据通讯方式v3：数据通讯系统的主要技术目的：数据通讯系统的主要技术目的v电地暖电地暖 gzlianghuov重点和难点重点和难点

2、v1：通讯系统模型：通讯系统模型数据通讯系统概念与模型数据通讯系统概念与模型v通讯是为了交换信息通讯是为了交换信息Information。信息。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形和图的载体可以是数字、文字、语音、图形和图像，常称它们为数据像，常称它们为数据Data。数据是对客。数据是对客观现实进展描画与记载的物理符号。信息是观现实进展描画与记载的物理符号。信息是数据的集合、含义与解释。如对一个企业当数据的集合、含义与解释。如对一个企业当前消费各类运营目的的分析，可以得出企业前消费各类运营目的的分析，可以得出企业消费运营情况的假设干信息。显然，数据和消费运营情况的假设干信息。显然，数据和信息

3、的概念是相对的，甚至有时将两者等同信息的概念是相对的，甚至有时将两者等同起来。起来。1数据、信息和信号数据、信息和信号 v 数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据取延续值，数字数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据取延续值，数字数据取离散值。在数据被传送之前，要变成适宜于传输的电数据取离散值。在数据被传送之前，要变成适宜于传输的电磁信号：或是模拟信号，或是数字信号。所以信号磁信号：或是模拟信号，或是数字信号。所以信号Signal是数据的电磁波表示方式。模拟数据和数字数据都可用这是数据的电磁波表示方式。模拟数据和数字数据都可用这两种信号来表示。模拟信号是随时间延续变化的信号，这种两种信号来表示。

4、模拟信号是随时间延续变化的信号，这种信号的某种参量，如幅度、频率或相位等可以表示要传送的信号的某种参量，如幅度、频率或相位等可以表示要传送的信息。传统的机送话器输出的语音信号，电视摄像机产生的信息。传统的机送话器输出的语音信号，电视摄像机产生的图像信号以及广播电视信号等都是模拟信号。数字信号是离图像信号以及广播电视信号等都是模拟信号。数字信号是离散信号，如计算机通讯所用的二进制代码散信号，如计算机通讯所用的二进制代码“0和和“1组成组成的信号。模拟信号和数字信号的波形图下页图所示。的信号。模拟信号和数字信号的波形图下页图所示。数据、信息和信号数据、信息和信号 数据通讯系统概念与模型数据通讯系统

5、概念与模型信源：信号源端；发送器/调制器/变换器：信源信号方式至传输系统信号方式转换；传输系统：实现信号发送器至接纳器传输；接纳器/解调器/反变换器：传输系统信号方式至信宿信号方式转换；信宿：信号目的端；噪声：信道噪声，能够是进入信道的各种外部噪声，也能够是通讯系统中各种电路、器件或设备本身产生的内部噪声。 2：通讯系统模型：通讯系统模型通讯系统模型通讯系统模型噪声噪声 2.1. 2.1. 数据通讯系统数据通讯系统数据通讯系统模型数据通讯系统模型从数据通讯原理角度来看，数据通讯系统是经过数据电路将分从数据通讯原理角度来看，数据通讯系统是经过数据电路将分布在异地的数据终端设备与计算机系统衔接起来

6、，实现数据传布在异地的数据终端设备与计算机系统衔接起来，实现数据传输、交换、存储和处置的系统。典型的数据通讯系统模型由数输、交换、存储和处置的系统。典型的数据通讯系统模型由数据终端设备、数据电路和计算机系统三部分组成据终端设备、数据电路和计算机系统三部分组成 。数据终端设备数据终端设备DTEv在数据通讯系统中，用于发送和接纳数据的设备称为数据终端设备简称在数据通讯系统中，用于发送和接纳数据的设备称为数据终端设备简称DTE。DTE能够是大、中、小型计算机，也能够是一台只接纳数据的打印机，所以说能够是大、中、小型计算机，也能够是一台只接纳数据的打印机，所以说DTE属于用户属于用户范畴，其种类繁多，

7、功能差别较大。从计算机和计算机通讯系统的观念来看：终端是输范畴，其种类繁多，功能差别较大。从计算机和计算机通讯系统的观念来看：终端是输入入/输出的工具；从数据通讯网络的观念来看：计算机和终端都称为网络的数据终端设备输出的工具；从数据通讯网络的观念来看：计算机和终端都称为网络的数据终端设备，简称终端。，简称终端。在数据终端组成中，输入在数据终端组成中，输入/输出设备很好了解，值得一提的是通讯控制器。由于数据通讯输出设备很好了解，值得一提的是通讯控制器。由于数据通讯是计算机与计算机或计算机与终端间的通讯，为了有效而可靠地进展通讯，通讯双方必是计算机与计算机或计算机与终端间的通讯，为了有效而可靠地进

8、展通讯，通讯双方必需按一定的规程进展，如收发双方的同步、过失控制、传输链路的建立、维待和撤除及需按一定的规程进展，如收发双方的同步、过失控制、传输链路的建立、维待和撤除及数据流量控制等，这一功能就是由网络中的通讯控制器来完成的。在通讯控制器中实现数据流量控制等，这一功能就是由网络中的通讯控制器来完成的。在通讯控制器中实现上述功能不像传统通讯那样靠硬件来实现，在计算机网络的数据通讯中，通讯控制器是上述功能不像传统通讯那样靠硬件来实现，在计算机网络的数据通讯中，通讯控制器是经过一种称之为经过一种称之为“协议的软件来实现的。不同的网络，在通讯控制器中能够会有不同协议的软件来实现的。不同的网络，在通讯

9、控制器中能够会有不同的协议软件。的协议软件。另外数据终端的类型有很多种，有简单终端和智能终端、同步终端和异步终端、本地终另外数据终端的类型有很多种，有简单终端和智能终端、同步终端和异步终端、本地终端和远程终端等，需求解释的是同步终端和异步终端。同步终端是以帧同步方式如端和远程终端等，需求解释的是同步终端和异步终端。同步终端是以帧同步方式如X.25、HDLC等和字符同步方式如等和字符同步方式如BSC任务的终端；异步终端是起止式终端，在任务的终端；异步终端是起止式终端，在每个字符的首尾加每个字符的首尾加“起和起和“止比特，以实现收发双方的同步，字符和字符之间的间隙止比特，以实现收发双方的同步，字符

10、和字符之间的间隙时间可以恣意长，因此称为异步。时间可以恣意长，因此称为异步。数据终端还可分为分组型终端数据终端还可分为分组型终端PT和非分组型终端和非分组型终端NPT两大类。分组型终端有计两大类。分组型终端有计算机、数字机、智能用户电报终端算机、数字机、智能用户电报终端TeLetex、用户分组装拆设备、用户分组装拆设备PAD、用户分、用户分组交换机、公用交换机组交换机、公用交换机PABX、可视图文接入设备、可视图文接入设备VAP和局域网和局域网LAN等各等各种公用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端和用户电报终端等各种公用终端设备；非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端和用

11、户电报终端等各种公用终端。种公用终端。数据电路终接设备数据电路终接设备DCEv 用来衔接用来衔接DTE与数据通讯网络的设备称为数据电路终接设备与数据通讯网络的设备称为数据电路终接设备DCE，该设备为用户设备提供入网的衔接点。该设备为用户设备提供入网的衔接点。DCE的功能就是完成数据信号的的功能就是完成数据信号的变换。由于传输信道能够是模拟的，也能够是数字的，变换。由于传输信道能够是模拟的，也能够是数字的，DTE发出的数据发出的数据信号不适宜信道传输，所以要把数据信号变成适宜信道传输的信号。利信号不适宜信道传输，所以要把数据信号变成适宜信道传输的信号。利用模拟信道传输，要进展用模拟信道传输，要进

12、展“数字数字模拟变换，方法就是调制，而接纳模拟变换，方法就是调制，而接纳端要进展反变换，即端要进展反变换，即“模拟模拟数字变换，这就是解调，实现调制与解数字变换，这就是解调，实现调制与解调的设备称为调制解调器调的设备称为调制解调器MODEM。因此调制解调器就是模拟信道。因此调制解调器就是模拟信道的数据电路终接设备。在利用数字信道传输信号时不需调制解调器，但的数据电路终接设备。在利用数字信道传输信号时不需调制解调器，但DTE发出的数据信号也要经过某些变换才干有效而可靠地传输，对应的发出的数据信号也要经过某些变换才干有效而可靠地传输，对应的DCE即数据效力单元即数据效力单元DSU，其功能是码型和电

13、平的变换，信道特性，其功能是码型和电平的变换，信道特性的平衡，同步时钟信号的构成，控制接续的建立、坚持和拆断指交换的平衡，同步时钟信号的构成，控制接续的建立、坚持和拆断指交换衔接情况，维护测试等。衔接情况，维护测试等。数据电路和数据链路数据电路和数据链路v 数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后构成的二进制比特流通路数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后构成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备DCE组成。假设传输信道为组成。假设传输信道为模拟信道，模拟信道，DCE通常就是调制解调器通常就是调制解调器MODEM。它的作

14、用是进展模拟信号。它的作用是进展模拟信号和数字信号的转换；假设传输信道为数字信道，和数字信号的转换；假设传输信道为数字信道，DCE的作用是实现信号码型与的作用是实现信号码型与电平的转换，以及线路接续控制等。电平的转换，以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、公用线路与交传输信道除有模拟和数字的区分外，还有有线信道与无线信道、公用线路与交换网线路之分。交换网线路要经过呼叫过程建立衔接，通讯终了后再撤除；专换网线路之分。交换网线路要经过呼叫过程建立衔接，通讯终了后再撤除；专线衔接由于是固定衔接，所以无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中线衔接由于是固定衔接，

15、所以无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通讯控制器用于管理与数据终端相衔接的一切通讯线路。中央处置器用来处的通讯控制器用于管理与数据终端相衔接的一切通讯线路。中央处置器用来处置由数据终端设备输入的数据。置由数据终端设备输入的数据。数据链路是在数据电路已建立的根底上，经过发送方和接纳方之间交换数据链路是在数据电路已建立的根底上，经过发送方和接纳方之间交换“握手握手信号，使双方确认后方可开场传输数据的两个或两个以上的终端安装与互联线信号，使双方确认后方可开场传输数据的两个或两个以上的终端安装与互联线路的组合体。所谓路的组合体。所谓“握手信号是指通讯双方建立同步联络、使双方设备处于正握手信号

16、是指通讯双方建立同步联络、使双方设备处于正确收发形状、通讯双方相互核对地址等。如图确收发形状、通讯双方相互核对地址等。如图3-2所示，加了通讯控制器以后的所示，加了通讯控制器以后的数据电路称为数据链路。可见数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和数据电路称为数据链路。可见数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和软件。只需建立了数据链路之后，双方软件。只需建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效地进展数据传输。但才可真正有效地进展数据传输。但要留意的是：在数据通讯网中，要留意的是：在数据通讯网中，DTE仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从一个一个DTE到

17、另一个到另一个DTE之间的衔接可以操作多段数据链路。之间的衔接可以操作多段数据链路。数据通讯方式数据通讯方式v并行通讯方式并行通讯方式并行通讯传输中有多个数据位，同时在两个设并行通讯传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位经过对应的备之间传输。发送设备将这些数据位经过对应的数据线传送给接纳设备，还可附加一位数据校验数据线传送给接纳设备，还可附加一位数据校验位。接纳设备可同时接纳到这些数据，不需求做位。接纳设备可同时接纳到这些数据，不需求做任何变换就可直接运用。并行方式主要用于近间任何变换就可直接运用。并行方式主要用于近间隔通讯。计算机内的总线构培育是并行通讯的例隔通讯。

18、计算机内的总线构培育是并行通讯的例子。这种方法的优点是传输速度快，处置简单。子。这种方法的优点是传输速度快，处置简单。 串行通讯方式串行通讯方式v 串行数据传输时，数据是一位一位地在通讯线上传输的，串行数据传输时，数据是一位一位地在通讯线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接纳站的设备中，并在接纳端将数据从串行方式重新转达接纳站的设备中，并在接纳端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接纳方运用。串行数据传输的速度要换成

19、并行方式，以供接纳方运用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其宽广的公用系统来比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其宽广的公用系统来说具有更大的现实意义。说具有更大的现实意义。 串行通讯的方向性构造串行通讯的方向性构造v 串行数据通讯的方向性构造有三种，即单工、半双工和全双工。串行数据通讯的方向性构造有三种，即单工、半双工和全双工。 v 单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时辰，只允半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时辰，只允许数据在一个方向上传输，它实践上是一种切换

20、方向的单工通讯；许数据在一个方向上传输，它实践上是一种切换方向的单工通讯；全双工数据通讯允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通讯是全双工数据通讯允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通讯是两个单工通讯方式的结合，它要求发送设备和接纳设备都有独立的接纳和两个单工通讯方式的结合，它要求发送设备和接纳设备都有独立的接纳和发送才干。发送才干。数据通讯系统的主要技术目的数据通讯系统的主要技术目的v 1.数据传输速率数据传输速率1)数据传输速率数据传输速率-每秒传输二进制信息的位数，单位为每秒传输二进制信息的位数，单位为位位/秒，记作秒，记作bps或或b/s。2)信号传输速率信号传输速率-单位时

21、间内经过信道传输的码元数，单位时间内经过信道传输的码元数，单位为波特，记作单位为波特，记作Baud。v 2.信道容量信道容量1)信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位位/秒秒(bps)信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据才干的极限，而后者是实大数据传输速率，是信道传输数据才干的极限，而后者是实践的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实践速度的践的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实践速度的关系一样。关系一样。数据通讯系统的主要技术目的数据通讯系统的主要技术目的v3过失率过失率v衡量通讯系统可靠性的目的可用信号在传输工程衡量通讯系统可靠性的目的可用信号在传输工程中出错的概率来表达，即用过失率来衡量。中出错的概率来表达，即用过失率来衡量。v1码元过失率码元过失率Pe，误码率，误码率v 指发生过失的码元数在传输总码元数中所占指发生过失的码元数在传输总码元数中所占的比例，也就是码元在传输系统中被传错的概率。的比例，也就是码元在传输系统中被传错的概率。 v2信息过失率信息过失率Pb,误信率误信率v 指发生过失的信息量在信息传输总量中所占指发生过失