《计算机网络技术基础教程》 课件 单元2.1 数据通信的基础知识

单元2数据通信基础2.1

数据通信的基础知识理解并掌握数据通信系统的概念。理解信息、数据、信号的概念，明确三者之间的关系。掌握数据信道的概念、分类以及相关性能指标。理解数据通信的主要技术指标特征。能够明确区分带宽与宽带。能够梳理出数据通信系统的一般结构图。学习目标内容梳理通信是指在两点或多点之间通过通信系统进行信息交换的过程。数据通信不同于传统的通信方式，它是伴随着计算机技术和现代通信技术发展起来的，具有广阔的发展前景。数据通信的定义是依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。（一）数据通信系统基本结构数据通信系统基本结构由数据终端设备（DTE）、数据通信设备（DCE）和通信线路组成。数据通信的基本结构如图所示。2.1.1数据通信系统基本概念1.数据终端设备DTEDTE（DataTerminalEquipment，数据终端设备）通常由输入设备、输出设备和输入输出控制器组成。DTE的功能有发送、接收数据，信息处理，差错控制及数据格式转换等。计算机、传真机、卡片输入机、磁卡阅读器等都可作为数据终端设备使用。2.1.1数据通信系统基本概念2.数据通信设备DCEDCE(DataCircuitTerminatingEquipment，数据通信设备）也称为数据电路端接设备，指在通信系统中提供建立、保持和终止联接等功能的设备，用来连接DTE与传输介质之间的设备，为用户提供入网的连接点。DCE的功能就是完成数据信号的变换。例如，调制解调器，在计算机数据通信中，DCE用RS-232接口，此接口可以使调制解调器和其他设备与计算机交换数据。传真机计算机调制解调器1.信息信息是数据的内容和解释，是对客观事物属性和特性的描述。2.数据人们为了将观念世界的信息记载下来，便于存储和传播，必须将信息物理化，信息物理化之后表现形式，即信息的载体，称为数据（Data）。数据可分为数字数据和模拟数据。3.信号信号是数据在传输过程中的表示形式，信号是数据的载体。数据需转换为信道可识别的信号，才能在信道上传输。信号可分为模拟信号和数字信号。2.1.2信息、数据与信号信息、数据、信号三者的关系如图所示。2.1.2信息、数据与信号1.信道信道是信号的传输媒质，可分为物理信道和逻辑信道。2.信道的分类信道按使用权限可分为专业信道和共用信道；信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道；信道按传输信号可分为模拟信道和数字信道。2.1.3数据信道信道按使用权限按传输信号按传输介质有线信道共用信道专业信道无线信道卫星信道模拟信道数字信道3.信道容量信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。4.信道的传播延迟信号在信道中传播，从信源端到达信宿端所需要的时间，这个时间称为信道的传播延迟（或时延）。2.1.3数据信道信源端信宿端信道时延5.信道带宽信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，代表信道传输信息的能力。信道带宽为最高频率上限与最低频率下限之差，单位用赫兹（Hz）表示。信道容量和信道带宽是正比关系，带宽越大，容量越大。6.宽带与带宽的区别2.1.3数据信道移动宽带是上网的接入方式，指的是具备高通信速率和高吞吐量的计算机网络，能够满足多媒体数据传输的要求。带宽是指通信信道的宽度，即信道所能传送的信号频率宽度，代表信道传输信息的能力。在模拟信道中，带宽指传输信道的最高频率和最低频率的差，单位为Hz。在数字信道中，人们常用数据传输速率（比特率）表示信道的传输能力（带宽），即每秒传输的比特数，单位为bps。宽带带宽有效性和可靠性，是用来度量通信系统性能的重要指标。有效性通常用传输速率、信道容量、带宽等指标来衡量；可靠性通常用误码率指标来衡量。2.1.4数据通信的主要技术指标有效性可靠性度量通信系统性能传输速率信道容量带宽误码率1.传输速率传输速率有两种表示方法，分别是比特率和波特率。（1）比特率比特率又称为数据传输速率，是一种数字信号的传输速率，指的是单位时间内信道内传输的信息量。它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位为比特每秒，记为bps（bitspersecond）或bit/s、b/s。2.1.4数据通信的主要技术指标传输速率比特率波特率（2）波特率波特率是一种调制速率，也称波形速率。它表示单位时间内（每秒）信道上实际传输信号码元的个数。或者说，在数据传输过程中，线路上每秒钟发生信号变化的次数就是波特率。其单位为波特（baud）。比特率与波特率的关系表示为：B=R/log2N其中B波特率，R比特率，N为电平数，log2N为实际传输信号码元的个数。2.误码率误码率指的是数据通信系统在正常工作情况下，信息传输的错误率。误码率Pe表示为：Pe=Ne/N其中N是传送的总位数，Ne是出错的位数。3.吞吐量吞吐量指的是单位时间内，整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中：吞吐量=信道容量*传输效率。2.1.4数据通信的主要技术指标4.码元和码字计算机网络传送中的