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数据通信技术的基础知识

发布日期:2020-04-25 08:26 来源:未知 点击:

  第 2 章 数据通信技术的基础知识 数据通信基本概念 数 据 数据传输方式 通 信 技 数据的同步技术 术 数据编码技术 的 基 本 内 容 多复用技术 数据交换技术 传输介质 差错控制技术 数据通信系统基本结构 信息、数据、信号 数据通信的主要技术指标 串行通信、并行通信 单工通信、半双工通信、全双工通信 基带传输、频带传输、宽带传输 异步传输、同步传输 数字数据信号 模拟传输 幅移键控 ASK、频移键控 FSK、 相移键控 PSK 数字传输 不归零码 NRZ、曼彻斯特编码、 差分曼彻斯特编码 模拟数据信号 模拟传输 调幅、调频、调相 数字传输 脉冲编码调制 PCM 时分多复用、频分多复用、波分多复、码分多复用 电交换、报文存储转发交换、报文分组存储转发交换(数据报 方式、虚电方式) 传输介质类型与特点 检错码、纠错码和差错控制机制 1、信息、数据和信号 ? 通信的目的是交换信息。信息的载体可以是多,包含语音、音乐、图形图像、 文字和数据等。计算机的终端产生的信息一般是字母、数字和符号的组合。为了传 送这些信息,首先要将每一个字母、数字或括号用二进制代码表示。目前常用的二 进制代码有国际 5 号码(IA5)、扩充的二、十进制交换码 EBCDIC 码和信息交换用 标准代码 ASCII 码等。 ? 被传输的二进制代码称为数据(Data)。 ? 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。 2、数据通信系统基本结构 ? 数据通信系统的基本通信模型:产生和发送信息的一端叫信源,接收信息的一端叫 信宿。信源与信宿通过通信线进行通信,在数据通信系统中,也将通信线称为 信道; ? 在数据通信系统中,传输模拟信号的系统称为模拟通信系统,而传输数字信号的系 统称为数字通信系统。 010 1101001 0 信源 010 1101001 0 信源 信道 A.理想状态 信道 信宿 信宿 010 1101001 0 出错 0 101 001 011 0 噪声(干扰) B.实际下 3、模拟通信系统 ? 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。信源所 产生的原始模拟信号一般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后,通过解调器 将信号解调出来。 ? 普通的电话、、电视等都属于模拟通信系统。 信源 调制器 信道 解调器 信宿 噪声源 4、数字通信系统 ? 数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译 码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发送端和接收端时钟同步组成。 ? 计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。 信源 信源 编码器 信道 编码器 信道 调制器 解调器 信道 译码器 信源 译码器 信宿 噪声源 5、通信信道的分类 ? 信道是信号传输的通道,包括传输和通信设备。传输可以是有形,如 电缆、光纤等,也可以是无形,如传输电磁波的空间。信道可以按不同的方法 分类: ? 信道与无线信道; ? 模拟信道与数字信道; ? 专用信道和公用信道; 信道与无线信道 ? 信道按所使用的传输介质分类,可以分为信道与无线信道; ? 信道 ? 使用有形的作为传输介质的信道称之为信道。信道包 括电话线、双绞线、同轴电缆和光缆等; ? 无线信道 ? 以电磁波在空间方式传送信息的信道称之为无线信道。无线信 道包括无线电、微波、红外线和卫星通信信道等。 模拟信道与数字信道 ? 按传输信号的类型分类,信道可以分为模拟信道与数字信道; ? 模拟信道 ? 能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时间连续 变化,语音信号是典型的模拟信号。如果利用模拟信道传送数字信 号,则必须经过数字与模拟信号之间的变换(A/D 变换器)。调制解 调器就是完成这种变换的。 ? 数字信道 ? 能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离散的数字信号在计算 机中指由“0”和“1”的二进制代码组成的数字序列。当利用数字信道 传输数字信号时不需要进行变换,通常需要进行数字编码。 专用信道和公用信道 ? 信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道: ? 专用信道 ? 专用信道是一种连接于用户设备之间的固定电,它可以由用户自 己架设或向电信部门租用。 ? 公用信道 ? 也称公共交换信道,它是一种通过交换机转接、为大量用户提供服 务的信道。 6、数据通信的技术指标 ? 数据通信速率(传输速率):传输率是指数据在信道中传输的速度。数据通信速率分 为两种:码元速率和信息速率。 ? 码元速率 RB: ? 每秒中传送的码元数,单位为波特/秒(Baud/s),又称为波特率; ? 信息速率 Rb: ? 每秒中传送的信息量,单位为比特/秒(bit/s),又称为比特率; ? 对于一个用二进制表示的信号(两级电平),每个码元包含 1 个比特信息, 其信息速率与码元速率相等;对于一个用四进制表示的信号(四级电平), 每个码元包含了 2 个比特信息,因此,它的信息速率应该是码元速率的 2 倍。 7、码元速率和信息速率 ? 一般来说,对于采用 M 进制电平传输信号时,信息速率和码元速率之间的关系是: ? Rb=RBlog2M 信息比特 0 100 10 1 A B 码元 信息比特 01 10 00 01 11 01 10 A B C D 码元 二进制信号 两级电平 1个码元=1个信息比特 四进制信号 四级电平 1个码元=2个信息比特 8、误码率和误比特率 误码率和误比特率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的重要参数。误码率是指 误码率二Pe进?制传码传输元输出在的错 数总据的码传码元输元数 系数统中被传错误的比 概率特,率误比P特b 率? 是传指传输在输传出的输错中总的 出比错比比特特特数的数概率。 ? 在实际的数据传输系统中,电话线bp