第3章 通信技术.ppt

第3章 通信技术 3.1 数据通信与数据通信系统 通信发展的历史 社会的人与人交换思想 ? 介质空气、书信、驿站 ? 电报 1835，1837 莫尔斯电磁电报 1892，马可尼无线电报 ? 电话 1876，贝尔电话机 1878，人工电话交换机 1892，史瑞乔自动电化交换机 电话电报开始了近代通信的历史，几百年；发挥了极其重要的作用； 20世纪30年代，信息论、调制论、 预测论、统计论 一系列的突破； 20世纪50年代，载波传输、电话、电报通信系统； 元件、光纤、收音机、电视机、计算机，广 播电视、数字通信业大 发展； 目前已形成数字传输、程控电话交换通信为主，其他非语音通信为 辅的综合电信通信系统；并且日益与计算机、电视等其他技术融合。 中国1880年，由丹麦人在上海创办第一个电话局。 1．数据（Data）：对客观事实的描述与记载的符号。数据可以是数字、文字、声音、图形、图像等形式。 2．信息（Information）：数据的集合、含义和解释。 3．信号（Signal）：数据的电磁波表示或称电子编码。 3.1.1 模拟通信与数字通信的基本概念 数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是连续的值，如声音就是连续变化的波形。而数字数据是离散的值，比如整数。 注意，模拟信号只能在模拟信道上传送，数字信号只能在数字信道上传送，而数字数据可经过数模变换在模拟信道上传输，模拟数据则可经过模数变换在数字信道上传输。 3.1.2 数据通信系统的构成 数据通信系统中只要求信源和信宿中数据的形式是数字的，在信道中传输时则可以根据需要采取模拟传输方式或数字传输方式。 模拟传输方式信道利用率高，但信号易衰减，易受噪声干扰。 数字传输方式信道利用率低，但信号可达到不失真传送，误码率极低，且设备易于集成化，造价更为便宜。 随着卫星和光纤等高带宽技术的发展，限制数字传输技术发展的带宽因素已经消除，传统的模拟传输系统迅速被数字传输系统所取代就成了必然趋势。 3.1.3 数据通信系统的主要技术指标 1．波特率、数据速率： 波特率是指单位时间内信号波形的变换次数，即通过信道传输的码元个数。单位为波特（Baud）。波特率又称为码元速率，或调制速率、波形速率、符号速率。若信号码元宽度为T秒，则波特率B=1/T。 2．误码率： 有噪声信道的极限数据数率可用如下香农（Shannon）公式计算：C＝Wlog2（1+S/N） 在有噪声信道中，数据速率的增加意味着出现差错的概率增加。可用误码率来表示传输二进制位时出现差错的概率 Pe＝Ne/N 3．信道延迟 3.2 数据传输原理 3.2.1 数据传输方式 1．串行通信和并行通信 2．单工、半双工和全双工通信 3．同步传输和异步传输 4．基带传输、宽带传输 1、并行传输(parallel)与串行传输(serial) 并行传输：局域网 距离近，至少有8位数据同时传输，如图(a)。计算机内部的数据多是并行传输。 串行传输：距离较远的情况，每次由源到目的传输的数据只有一位，如图(b)。成本因素，远距离通信一般采用串行传输技术。 2、数据传输方向 (1) 单工(Simplex) 数据只能在一个方向上流动 (2) 半双工(Half-Duplex) 在一时刻向一个方向传输 它实质上是可切换方向的单工通信。 (3) 全双工(Full-Duplex) 通信允许数据在两个方向上同时传输 它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。 单工好象是单行线，半双工就好比独木桥，全双工就是来回可