week1-2第2章数据通信基础-1课件

上节内容回顾计算机网络定义、特点制定计算机网络标准的意义

2.1.数据通信系统

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2章数据通信基础

2.5.多路复用技术

2.7.差错控制技术

2.6.数据压缩技术练习

2.1.数据通信系统主要内容1：数据通信系统概念与模型2：数据通信方式3：数据通信系统的主要技术指标电地暖重点和难点1：通信系统模型数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据取连续值，数字数据取离散值。在数据被传送之前，要变成适合于传输的电磁信号：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形式。模拟数据和数字数据都可用这两种信号来表示。模拟信号是随时间连续变化的信号，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息。传统的电话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。数字信号是离散信号，如计算机通信所用的二进制代码“0”和“1”组成的信号。模拟信号和数字信号的波形图下页图所示。数据、信息和信号数据通信系统概念与模型信源：信号源端；发送器/调制器/变换器：信源信号形式至传输系统信号形式转换；传输系统：实现信号发送器至接收器传输；接收器/解调器/反变换器：传输系统信号形式至信宿信号形式转换；信宿：信号目的端；噪声：信道噪声，可能是进入信道的各种外部噪声，也可能是通信系统中各种电路、器件或设备自身产生的内部噪声。2：通信系统模型通信系统模型噪声

2.1.数据通信系统数据通信系统模型从数据通信原理角度来看，数据通信系统是通过数据电路将分布在异地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。典型的数据通信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。数据终端设备（DTE）在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。DTE可能是大、中、小型计算机，也可能是一台只接收数据的打印机，所以说DTE属于用户范畴，其种类繁多，功能差别较大。从计算机和计算机通信系统的观点来看：终端是输入/输出的工具；从数据通信网络的观点来看：计算机和终端都称为网络的数据终端设备，简称终端。

在数据终端组成中，输入/输出设备很好理解，值得一提的是通信控制器。由于数据通信是计算机与计算机或计算机与终端间的通信，为了有效而可靠地进行通信，通信双方必须按一定的规程进行，如收发双方的同步、差错控制、传输链路的建立、维待和拆除及数据流量控制等，这一功能就是由网络中的通信控制器来完成的。在通信控制器中实现上述功能不像传统电话通信那样靠硬件来实现，在计算机网络的数据通信中，通信控制器是通过一种称之为“协议”的软件来实现的。不同的网络，在通信控制器中可能会有不同的协议软件。

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、本地终端和远程终端等，需要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BSC）工作的终端；异步终端是起止式终端，在每个字符的首尾加“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时间可以任意长，因此称为异步。

数据终端还可分为分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端（TeLetex）、用户分组装拆设备（PAD）、用户分组交换机、专用电话交换机（PABX）、可视图文接入设备（VAP）和局域网（LAN）等各种专用终端设备；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专用终端。数据电路和数据链路数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后形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（DCE）组成。如果传输信道为模拟信道，DCE通常就是调制解调器（MODEM）。它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换；如果传输信道为数字信道，DCE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。

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、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接，通信结束后再拆除；专线连接由于是固定连接，所以无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理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基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互联线路的组合体。所谓“握手”信号是指通信双方建立同步联系、使双方设备处于正确收发状态、通信双方相互核对地址等。如图3-2所示，加了通信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软件。只有建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效地进行数据传输。但要注意的是：在数据通信网中，DTE仅仅操作于相邻的两个节点之间，因此从一个DTE到另一个DTE之间的连接可以操作多段数据链路。数据通信方式并行通信方式

并行通信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通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。串行通信的方向性结构串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。

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，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；

全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。数据通信系统的主要技术指标1.数据传输速率

1)数据传输速率--每秒传输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作bps或b/s。

2)信号传输速率--单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。2.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：位/秒(bps)

信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。数据通信系统的主要技术指标3差错率衡量通信系统可靠性的指标可用信号在传输工程中出错的概率来表达，即用差错率来衡量。（1）码元差错率Pe，误码率指发生差错的码元数在传输总码元数中所