第02章-數據通信(第3版)

1、計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 了解：數據通信的基本概念 掌握：傳輸介質的基本特點 了解：主要的數據編碼技術 掌握：基帶傳輸的基本概念 掌握：差錯控制方法的定義計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 信息、數據與信號 數據傳輸類型與通信方式 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 通信的目的是交換信息， 信息的載體可以是數字、文字、語音、圖形或圖像，計算機產生的信息一般是字母、數字、語音、圖形或圖像的組合 為了傳送這些信息，首先要將字母、數字、語

2、音、圖形或圖像用二進制數據來表示 為了傳輸二進制代碼的數據，必須將它們用模擬或數字編碼的方式表示 數據通信是指在不同計算機之間傳送表示字母、數字、符號的二進制代碼0、1比特序列的模擬或數字信號的過程計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） ASCII碼被國際標準化組織ISO接受，成為國際標準ISO 646，又稱為國際5號碼 ASCII碼用于計算機內碼，也用做數據通信中的編碼標準 ASCII碼采用7位二進制比特編碼，可以表示128個字符 ASCII字符分為兩類：圖形字符與控制字符。圖形字符包括：數字、字母、運算符號、商用符號等計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用

3、技術教程（第三版） 隨著計算機技術的發(fā)展，多媒體技術得到廣泛應用 與文本、圖形信息傳輸相比較，語音、圖像信息傳輸要求數據通信系統(tǒng)具有高速率與低延時的特性 如果每幀圖像由1024768個點陣組成，圖像顏色有256種，每個點陣用1字節(jié)二進制數表示，每秒鐘傳送30幀圖像，則每秒需要傳送235,929,601字節(jié) 如果傳送數字化的語音信號，每秒鐘對語音信號進行22,050次取樣，每次取樣值用1字節(jié)表示，單聲道每秒鐘需要傳送22,050字節(jié)；雙聲道立體聲每秒鐘需要傳送44,100字節(jié) 多媒體技術在網絡中的應用，將對數據通信系統(tǒng)提出更高要求計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）

4、信號是數據傳輸過程中電信號的表示形式 模擬信號(analog signal)的電平是連續(xù)變化的 數字信號(digital signal)是用兩種不同電平表示0、1比特序列的電壓脈沖信號計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 數據傳輸類型模擬通信數字通信 數據通信方式串行通信、并行通信單工通信、半雙工或全雙工通信 同步方式同步通信異步通信計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 數據通信的同步包括兩種：位同步(bit

5、 synchronous) 字符同步(character synchronous) 同步式(synchronous)：將字符組織成組，以組為單位連續(xù)傳輸。每組字符之前加上一個或多個同步字符SYN 異步式(asynchronous) ：每個字符傳輸，字符之間的時間間隔任意。每個字符的第一位前加1位起始位(邏輯“1”)，最后一位后加1或2位終止位(邏輯“0”) 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 雙絞線、同軸電纜與光纖 無線與衛(wèi)星通信 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 傳輸介質的特性：物理特性：傳輸介質物理結構的描述傳輸特性：傳輸介質允

6、許傳送數字或模擬信號，以及調制技術、傳輸容量、頻率范圍地理范圍：傳輸介質最大傳輸距離抗干擾性：傳輸介質防止噪聲與電磁干擾對傳輸數據影響的能力相對價格：器件、安裝與維護費用計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）結構計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 電磁波譜與通信類型的關系 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 高頻無線電

7、波的傳播路徑 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 頻分多址接入(FDMA) 時分多址接入(TDMA) 碼分多址接入(CDMA)計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 數據編碼類型 模擬數據編碼方法 數字數據編碼方法 脈沖編碼調制方法 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 電話信道是一種典型的模擬信道，它的覆蓋面最廣、應用最普遍 為了利用電話信道傳輸計算機的數字信號，首先要將數字信號

8、轉換成模擬信號。 調制(modulation)是將數字信號變換成模擬信號的過程，解調(demodulation)是將模擬信號還原成數字信號的過程計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 振幅鍵控(amplitude-shift keying，ASK)通過改變載波信號的振幅來表示數字信號 移頻鍵控(frequency-shift keying，F(xiàn)SK)通過改變載波信號的角頻率來表示數字信號 移相鍵控(phase-shift keying ，PSK)通過改變載波信號的相位值來表示數字信號絕對調相：相位的絕對值相對調相：相位的相對偏移值計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網

9、絡應用技術教程（第三版） 非歸零碼(non-return to zero，NRZ) 用負電平表示邏輯“0”，用正電平表示邏輯“1” 曼徹斯特編碼 (Manchester)每比特的周期T分為前T/2與后T/2兩部分；通過前T/2傳送該比特的反碼，通過后T/2傳送該比特的原碼 差分曼徹斯特編碼(difference Manchester)每比特的中間跳變只起同步作用；每比特的值根據其開始邊界是否發(fā)生跳變決定 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版）的波形計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 脈沖編碼調制(pulse code modulation

10、，PCM)是模擬數據數字化的主要方法 脈沖編碼調制的基本操作：采樣是隔一定的時間間隔，將模擬信號的電平幅度值取出做為樣本 量化是將樣本幅度按量化級決定取值的過程 編碼是用相應位數的二進制代碼表示量化后樣本的量級 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 聲音分為128個量化級 每個量化級采用7位二進制編碼表示 采樣速率為8000樣本/秒 數據傳輸速率應達到7位8000/秒=56Kbps 如果每個量化級采用7+1=8位二進制編碼表示 數據傳輸速率應達到8位8000 /秒= 64Kbp計算機網絡應用技術教程（

11、第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 基帶傳輸與傳輸速率 帶寬與傳輸速率 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 基帶傳輸是在數字通信信道上直接傳送基帶信號的方法 數據傳輸速率是描述數據傳輸系統(tǒng)的重要技術指標之一 數據傳輸速率是每秒傳輸的數據代碼的二進制比特數，其單位為比特/秒(bps)計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 1Kbps=103bps 1Mbps=106bps 1Gbps=109bps 1Tbps=1012bps 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 奈奎斯特準則二進制數據信號的最大傳輸速率Rm

12、ax與信道帶寬B(單位Hz)的關系為Rmax=2B(bps) 香農定理在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數據信號時，傳輸速率Rmax與信道帶寬B，信噪比S/N的關系為Rmax=Blog2(1+S/N)，S/N為信噪比計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 差錯產生的原因與差錯類型 誤碼率的定義 循環(huán)冗余編碼工作原理 差錯控制機制 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 傳輸差錯是通過通信信道后接收的數據與發(fā)送數據不一致的現(xiàn)象 差錯控制是檢查是否出現(xiàn)差錯，以及如何來糾正差錯 通信信道的噪聲分為兩類 熱噪聲：引起的差錯是隨機差錯 沖擊噪聲：引起的差錯是突

13、發(fā)差錯 在通信過程中產生的傳輸差錯由隨機差錯與突發(fā)差錯共同構成計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 誤碼率是指二進制碼元在數據傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，它在數值上近似等于：Pe=Ne/N，其中N為傳輸的二進制碼元總數，Ne為被傳錯的碼元數 誤碼率應該是衡量數據傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數之一 對于一個實際的數據傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，要根據實際傳輸要求提出誤碼率要求 對于實際數據傳輸系統(tǒng)，如果傳輸的不是二進制比特，要折合成二進制比特來計算計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡

14、應用技術教程（第三版） 糾錯碼每個傳輸的分組帶上足夠的冗余信息接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯 檢錯碼分組包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息接收端能發(fā)現(xiàn)出錯，但不能確定哪位出錯，并且自己不能糾正差錯計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） CRC校驗碼能檢查出全部單個錯 CRC校驗碼能檢查出全部離散的二位錯 CRC校驗碼能檢查出全部奇數個錯 CRC校驗碼能檢查出全部長度小于等于K位的突發(fā)錯 CRC校驗碼能以1-(1/2)K-1的概率檢查出長度為(K+1)位的突發(fā)錯計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應

15、用技術教程（第三版） 計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 發(fā)送方在發(fā)送完一數據幀后，要等待接收方的應答幀的到來計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 連續(xù)方式計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 選擇重發(fā)方式計算機網絡應用技術教程（第三版）計算機網絡應用技術教程（第三版） 數據通信是在不同計算機之間傳送表示字符、數字、語音、圖象的二進制代碼0、1比特序列的過程 信號是數據傳輸過程中的電信號表示形式。按在傳輸介質上傳輸的信號類型分為：模擬信號和數字信號 按信號傳輸方向與時間，數據通信可以分為：單工通信、半雙工通信與全雙工通信 同步技術保證通信雙方在時間上一致。數據通信同步主要包括：位同步與字符同步計算機網絡應用技術教程（第三