三级计算机网络 第二章 数据通信基础

1、第二章 数据通信基础,第一节 数据通信概述,一、数据通信的基本概念 1、数据和信号 2、模拟信号和数字信号 3、信道,二、数据通信系统的模型,1、数据通信的三要素 信源 信宿 信道 2、数据通信系统的组成,3、数据通信的基本过程,第一，建立通信线路(拨号)； 第二，建立数据传输链路(类似于对方电话铃响)； 第三，传输数据以及必要的通信控制信号(通话）； 第四，确认此次通信结束（对话双方说再见）； 最后，通知通信控制处理机通信结束（挂起电话）。,第二节 数据的编码与调制,一、调制解调与编码解码 1、调制 数字信号模拟信号 2、解调 模拟信号数字信号 3、编码 数据 数字信号 4、解码 数字信号数

2、据,二、数字数据,1、数字数据的编码 数字数据数字信号 数字数据直接用二进制形式的数字脉冲信号表示 编码方式：不归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 2、数字数据的调制 数字数据模拟信号 利用模拟通信信道传输数据信号的方法,三、模拟数据,1、模拟数据的编码 模拟数据数字信号 脉冲编码调制PCM（Pulse Code Modulation）是模拟数据数字化的主要方法。 PCM技术的过程主要由采样、量化与编码三个步骤组成 2、模拟数据的调制 模拟数据模拟信号 信源的信息经过转换，形成电信号 比如人说话的声音经过电话转变为模拟的电信号,第三节 通信介质,一、有线传输介质 双绞线 同轴电缆 光纤 二

3、、无线传输介质 无线电短波 无线电微波 红外线和激光,第四节 数据传输技术,一、数据通信方式 1、并行传输方式 2、串行传输方式 单工通信 半双工通信 全双工通信,二、数据传输模式,1、基带传输： 传输0或1数字信号，常用于短距离数据传输 基带：计算机或终端的数字信号都是二进制序列，它是一种矩形脉冲信号，这种矩形脉冲信号称为基带信号。 2、频带传输 传输模拟信号，常用于远距离通信 将基带信号变换（调制）成能在模拟信道中传输的模拟信号（频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。,三、差错控制技术,1、基本概念 差错 热噪声 冲击噪声 2、差错控制编码差错检测 奇偶校验码、循环冗余码CRC 3

4、、差错控制方法差错纠正 反馈检测方法、自动请求重发、前向纠错,四、无线电通信技术,1、蜂窝移动通信标准的演进 1G模拟移动系统，已基本淘汰。 2G系统，为目前主流应用，以GSM（全球移动通讯系统Global system for Mobile communications） 3G（third generation）系统，是目前营造宽带CDMA移动通信环境的主流技术。 2、宽带无线接入技术 个域网、局域网、城域网、广域网 3、集群通信技术 多个用户共用一组无线电信道的专用移动通信系统的技术，群组内用户共享前向信道，支持群组呼叫；它采用PTT（Push-To-Talk）方式，呼叫接续快，被叫不需摘

5、机，适合调度类业务和专用系统。,第五节 同步技术、多路复用和交换技术,一、数据的同步技术 串行通信时，通信双方需要高度的协同动作，传输数据的速率必须相同，否则造成传输出错 1、异步方式适合于低速通信 实现比较容易， 但每传输一个字符 都需要多使用23位 2、同步方式适合于高速通信 成块地传送数据和字符,二、多路复用技术,节省通信线路、提高利用率,频分多路复用（FDM ）,每个通信线路都具有一定的带宽，将通信线路划分为多个通信信道;每个信道为一个频段，分配给不同的用户。,时分多路复用（TDM ）,将信道用于传输的时间分割成很小的时间片,每个时间片有若干时隙； 每路数据占用一个时时隙； 时分多路复

6、用技术适合传输数字信号。,波分多路复用（WDM）,波分多路复用是利用了光具有不同的波长的特征。是指在一根光纤上使用不同的波长同时传送多路光波信号。波分多路复用的原理：利用光栅，在发送端将多路不同波长的光信号组合复用，在接收端，又将组合的光信号分离出来送入不同的终端。,码分多路复用（CDMA）,所有信号均在同一信道上广播传递。 发送的信号用接收端的地址码序列编码。不同用户发送的信号在接收端被叠加，接收端用同样的地址码序列解码，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。,三、数据交换技术,1、电路交换：类似于电话系统。 两台计算机在数据传输期间使用一条实际的物理链路，并在数据传输结

7、束之前，通信双方自始至终占有该条线路。电路交换的过程分为三个阶段：链路建立、数据传输和链路释放 电路交换的最大特点是物理链路的独占性，适用于远程批处理文件传递，数据传输可靠、迅速，传输延迟少；但线路的利用率低、建立链路的时间长。电路交换适用于电话通信系统，但不适用于计算机网络数据通信系统。,2、存储交换,报文交换： 每一个报文由传输的数据和报头组成， 报头中有源地址和目标地址。 节点根据报头中的目标地址为报文进行路径选择。 并且对收发的报文进行相应的处理。 分组交换： 采用“存储-转发”和“分组-组装”的数据传输机制。 它把数据分为并形成固定长度的分组，传输给交换设备； 交换设备在接受到分组后

8、，如果所需要的输出线路暂不空闲， 则将数据分组存储起来，待输出线路空闲时，再将数据分组转发出去。 两种方法来管理传输的分组流：数据报和虚电路。,存储交换报文交换的特点：,源节点和目标节点在通信时不需要建立一条专用的通路； 与电路交换相比，报文交换没有建立电路和拆除电路所需的等待和时延； 电路利用率高，节点间可根据电路情况选择不同的速度传输，能高效地传输数据； 要求节点具备足够的报文数据存放能力，一般节点由微机或小型机担当； 数据传输的可靠性高，每个节点在存储转发中，都进行差错控制，即检错和纠错； 由于采用了对完整报文的存储/转发，节点存储/转发的时延较大，不适用于交互式通信。,存储交换分组交换数据报,又称面向无连接的数据传输。 在数据传输方式中，被传输的每个独立分组称为“数据报”。 每个数据报都有完整的发送端地址和接收端地址。 数据报的传输不需要链路的建立和释放，同一用户数据的各个分组在网络中可能会经过不同的路径，具有不同的时间延迟而到达最终结点。 所以当所有分组到达接收端后，接收端必须采取措施将这些分组重新进行排序。,存储交换分组交换虚电路,又称为面向连接的数据传输。 工作工程类似于电路交换。 在发送分组之前，需要建立一条由发送端