数据通信原理曹答案学习教案

1、会计学1数据通信原理数据通信原理(yunl)曹答案曹答案第一页，共51页。2数据通信是把计算机技术与数据通信是把计算机技术与现代通信技术结合起来的一种现代通信技术结合起来的一种新型的通信方式，所以数据通新型的通信方式，所以数据通信原理这门课程涉及信原理这门课程涉及(shj)知识知识面较广，包含计算机和通信领面较广，包含计算机和通信领域方面两个方面。本课程的前域方面两个方面。本课程的前行课程是概率论、信号与线性行课程是概率论、信号与线性系统、通信电子电路、数字电系统、通信电子电路、数字电路、数字通信原理、计算机文路、数字通信原理、计算机文化基础、微机原理及接口技术、化基础、微机原理及接口技术、计

2、算机语言等课程。计算机语言等课程。第1页/共51页第二页，共51页。3第2页/共51页第三页，共51页。4第3页/共51页第四页，共51页。5第七章 数据通信网第4页/共51页第五页，共51页。6、n第六章 通信协议（184页）n作业：5、7、9、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、n 23n第七章 数据通信网（237页）作业：3、7、10、12、13、15、18、22、第5页/共51页第六页，共51页。7第6页/共51页第七页，共51页。8第7页/共51页第八页，共51页。9第8页/共51页第九页，共51页。10第9页/共51页第十页，共51页。11PSTNDTEDT

3、EPSTNCableDTEDTEX.25DTEDTEATMDTEDTESDHFR第10页/共51页第十一页，共51页。12第11页/共51页第十二页，共51页。13第12页/共51页第十三页，共51页。14第13页/共51页第十四页，共51页。15第14页/共51页第十五页，共51页。16第15页/共51页第十六页，共51页。17通信系统通信系统信道信道发送机接收机通信媒介噪声信源信宿原始消息接收消息第16页/共51页第十七页，共51页。18中以“1”和“0”形式存贮的数据 是 数字数据例子。数据传输：为传送数据信息，信息（数据）在传输之前，必须转换成电磁信号。信号是信息（数据）的电子或电磁编

4、码第17页/共51页第十八页，共51页。19数字通信：传输数字通信：传输“0”和和“1”组成的数字组成的数字码流，这些码流既可以表示成数据信息，码流，这些码流既可以表示成数据信息，也可代表话音和图像信息也可代表话音和图像信息.模拟通信：模拟通信： 信道中传输的模拟信号。信道中传输的模拟信号。第18页/共51页第十九页，共51页。20第19页/共51页第二十页，共51页。21 振振幅幅 时时间间 振振幅幅 时时间间 模模拟拟信信号号 脉脉冲冲振振幅幅调调制制信信号号 二电平二电平(din pn)码码四电平四电平(din pn)码码3311T第20页/共51页第二十一页，共51页。22第21页/共

5、51页第二十二页，共51页。23（DTE）中央计算机系统数据输入输出设备传输控制器数据电路终接设备数据电路终接设备通信控制器主机传输信道数据电路数据链路（DTE）数据终端设备DCE接口接口DCE图2-1 数据通信系统的基本构成第22页/共51页第二十三页，共51页。24第23页/共51页第二十四页，共51页。25第24页/共51页第二十五页，共51页。26n 当传输信道是数字信道时，DCE实际是数字接口适配器，其中包含数据服务单元与信道服务单元。前者执行码型和电平转换、定时、信号再生和同步等功能；后者则执行信道均衡、信号整形和环路检测等功能。n 传输信道指信号的传输通道，由通信线路和通信设备组

6、成。通信线路一般采用电缆、光缆(un ln)、微波和卫星等线路。通信设备有模拟通信设备和数字通信设备之分，从而使传输信道有模拟信道和数字信道之分。从不同角度分类，传输信道还可有专用线路与交换网线路之分，有有线信道与无线信道之分，有频分信道与时分信道之分。第25页/共51页第二十六页，共51页。27第26页/共51页第二十七页，共51页。28工作，包括收发方同步、工作方式的选择、差错检测与校正、数据流量控制等。因此，我们通常把由控制装置（传输控制器和通信控制器）和数据电路所组成的部分叫数据链路（Data Link）。一般来说，只有建立起数据链路以后，通信双方才能真正有效(yuxio)地进行数据通

7、信。第27页/共51页第二十八页，共51页。29第28页/共51页第二十九页，共51页。30第29页/共51页第三十页，共51页。31第30页/共51页第三十一页，共51页。32和信息交换用汉字代码。一、国际5号码（IA5）最早是1963年美国标准化协会提出的，称为美国信息交换用标准代码（American Standard Code for Information Interchange）简称ASCII码，一种七位码来表示一个字符、数字或符号。 27=128 种组合可表示128个不同的字符、数字或符号。为了提高可靠性，在IA5码之后附加一位b8，奇偶校验用。国际5号码是当前在数据通信中使用最普

8、遍的一种代码。第31页/共51页第三十二页，共51页。33三、 EBCDIC码 EBCDIC码是扩充的二十进制交换码的简称，是一种8单位码。由于第8位用于扩充功能，不能作奇偶校验。故这种码一般不作远距离传输(chun sh)用，而作为计算机的内部码使用，尤其为IBM机采用。四、信息交换用汉字代码汉字代码是汉字信息交换用的标准代码，它适用于一般的汉字处理、汉字通信等系统之间的信息交换。对于任何一个图形字符都采用两个字节表示，每个字节均采用国家标准GB1988-80“信息处理交换用的七位编码字符集”的7单位代码。第32页/共51页第三十三页，共51页。34某种波形或信号脉冲代表一个二进制码或几个二

9、进制码的组合。这种携带数据信息的波形或信号脉冲叫做码元。如书图2-4所示。调制速率反映信号波形变换的频繁程度，其定义是每秒传输信号码元的个数，又称符号速率，记为NBd，单位为波特（Bd）。如信号码元持续时间为T秒， NBd (Bd)=1/T(秒)第33页/共51页第三十四页，共51页。35 数据传信速率的定义为每秒传输二进制码元的个数，又称比特率，记为R，单位为bit/s或Kbit/s或Mbit/s。 比特在信息论中作为信息量的度量单位。传递一个(y )二进制代码就相当于传递了1比特的信息，故数据传信速率又称信息传输速率。 需要强调的是调制速率和数据传信速率的物理意义是不同的， 前者描述了单位

10、时间内系统所传输的码元数，而后者说明系统在单位时间内所传输的信息量，两者具有不同的定义，不应混淆，但是它们之间有确定的关系，可以互相转换。 R= NBd 2M(bit/s)第34页/共51页第三十五页，共51页。36内在数据传输系统的相应设备之间实际传送的平均数据量，又称有效数据传输速率。单位为比特/秒、字符/秒或码组/秒。在数据传输过程中总要在传输的信息流中加入一些冗余码，这些多余的码携带的不是从相应设备发出的数据信息，而是系统插入的为数据可靠传输而服务的信息，如同步码、差错控制码等。因此实际的有效数据传送速率是小于数据传信速率的。检错重发降低数据传送速率，另外，数据传送速率还与中央处理机的

11、处理能力、通信规程(guchng)等因素有关。第35页/共51页第三十六页，共51页。37特数/总的发送比特数误字符率=接收出现差错的字符数/总的发送字符数误码组率=接收出现差错的码组数/总的发送码组数差错率是一个统计平均值,因此在测试或统计时总的发送比特(字符、码组)数应达到一定的数量，否则得出的结果不准确。误码率通常用于衡量数据(shj)电路的传输质量，而在一些数据(shj)通信系统中，通常以字符或码组作为信息单元进行传输，此时使用误字符(码组)率更具有实际意义，也易于理解。第36页/共51页第三十七页，共51页。38内的传信速率即每赫兹每秒的比特数(bit/sHz)。第37页/共51页第

12、三十八页，共51页。39条并行的信道(xn do)上同时传输。特点： 并行传输实现了收发双方的字符同步；但传输信道(xn do)多，设备复杂，成本高，所以使用较少。并行传输在计算机内部和其它高速数字系统，特别是一些设备之间的距离较近时采用。 2、串行传输串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成数据流以串行的方式在一条信道(xn do)上传输。一个字符传完再传下一个字符。第38页/共51页第三十九页，共51页。40特点：特点： 串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要(zhyo)采用的传输方式。但串行传输必须解决字符同步的问题。采用的传

13、输方式。但串行传输必须解决字符同步的问题。加上一个终止位，长度为1，1.5或2个码元长度，极性为“1”，表示一个字符的结束。字符可以连续发送，也可以单独发送；当不发送字符时，保持“1”状态。图见书46页图2-6(a)10起起起止止一个字符一个字符第39页/共51页第四十页，共51页。41从而正确地区分一个个字符，这种字符同步方法又称为起止式同步。10起起起止止一个字符一个字符确定抽样(chu yn)的时刻 异步传输方式的优点是实现字符同步比较简单，收发方的时钟信号不需要严格同步。缺点是对每个字符都需加入起始位和终止位，因而传输效率低。如字符采用国际5号码(hom)传输效率最高70%。异步传输方

14、式主要适用于1200 bit/s及其以下的低速数据传输。重新确定抽样的时刻第40页/共51页第四十一页，共51页。42 同步传输方式是以固定的时钟(shzhng)节拍来发送数据信号的，因此在一个串行数据流中，各信号码元之间的相对位置是固定的（即同步），接收方为了从接收到的数据流中正确地区分一个个信号码元，必须建立准确的时钟(shzhng)信号。这是同步传输比异步传输复杂的一点。 另一方面，在同步传输中，数据的发送方一般以组（或帧）为单位，一组数据包含多个字符代码或多个比特，在组或帧的开始和结束需加上预先规定的起始序列和结束序列作为标志。 起始序列和结束序列的型式根据所采用的传输控制规程而定，有

15、两种同步方式：面向字符和面向位流。如图2-6(b)、(c)所示。 由图可见，同步传输不是为每个字符单独同步，而是把一定长度的字符串组织起来，为整个字符串进行同步，即在整个字符串的开始和结束加上预先规定的起始序列和结束序列。第41页/共51页第四十二页，共51页。43 同步传输方式总结：位同步与帧同步 同步传输方式比异步传输方式技术复杂，但传输效率较高，适用于2400 bit/s以上(yshng)的高速数据传输。TS0 TS1 TS15 TS16 TS17 TS31 TS0 帧同步路 话路 信令路 话路话路话路话路帧同步路第42页/共51页第四十三页，共51页。44第43页/共51页第四十四页，

16、共51页。45 数据传输是有方向的，根据数据传输的流向和时间关系可分为三种不同的传输方式或通信(tng xn)方式。如图2-7 1、单工传输： 传输系统的两端数据只能沿单一方向发送和接受，反方向只 能 传送一些简单的控制信号。一端固定为数据源。另一端固定数据宿 发送端发送端 接收端接收端 信道信道 数据数据 第44页/共51页第四十五页，共51页。46 发送端发送端 接收端接收端 信道信道 数据数据 监视信号监视信号 接收端接收端 发送端发送端 3、全双工传输：传输系统的两端、全双工传输：传输系统的两端(lin dun)可以在两个方向上同时可以在两个方向上同时 进行数据传输，即两端进行数据传输

17、，即两端(lin dun)都可同时发送和接收数据。都可同时发送和接收数据。 发发 送送 端端 发发 送送 端端 数 据 监 视 信 号 接接 收收 端端 接接 收收 端端 数 据 监 视 信 号 第45页/共51页第四十六页，共51页。47离散值个数，即指N进制。模拟信道的信道容量可以根据香农定理的（1.2-6）式计算： C=B log2 (1+S/N)第六节第六节 信道容量信道容量 第46页/共51页第四十七页，共51页。48第47页/共51页第四十八页，共51页。49(1) 数据终端设备数据终端设备数据终端设备主要功能是向网络（向传输链路）输出数据和从数据终端设备主要功能是向网络（向传输链路）输出数据和从网中接收数据，并具有网中接收数据，并具有(jyu)一定的数据处理和数据传输控一定的数据处理和数据传输控制功能。数据终端设备可以是计算机，也可以是专用的数据终制功能。数据终端设备可以是计算机，也可以是专用的数据终端。端。（2） 数据交换设备数据交换设备 数据交换设备是数据通信网的