第02讲-数据通信.ppt

本章学习要求： 掌握：数据通信的基本概念 了解：传输介质类型及主要特性 了解：无线与卫星通信技术的基本概念 掌握：数据编码的类型和基本方法 了解：基带传输的基本概念 掌握：频带传输的基本概念 掌握：多路复用的分类与特点 掌握：广域网中的数据交换技术类型与工作原理 掌握：差错控制方法 2.1.1 信息、数据与信号 通信的目的是交换信息， 信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机产生的信息是它们的组合； 为了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、图形或图像用二进制代码的数据来表示； 为了传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数字信号编码的方式表示； 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、符号的二进制代码0、1比特序列的模拟或数字信号的过程。 信息编码标准 ASCII 码被国际标准化组织ISO接受，成为国际标准ISO 646，又称为国际5号码; 它用于计算机内码，也用做数据通信中的编码标准; ASCII码采用7位二进制比特编码，可以表示128个字符; 字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。 多媒体网络应用 随着计算机技术的发展，多媒体技术得到广泛应用； 利用数字通信系统来实现多媒体信息的传输是通信技术研究的重要内容之一； 与文本、图形信息传输相比较，语音、图像信息传输要求数据通信系统具有高速率与低延时的特性； 如果每帧图像由1024×768个点阵组成，图像颜色有256种，每个点阵用1字节二进制数表示，每秒传送30帧图像，则每秒需要传送235,929,601字节； 如果传送数字化的语音信号，每秒对语音信号进行22,050次取样，每次取样值用1字节表示，则单声道每秒需要传送22,050字节；双声道立体声每秒需要传送44,100字节； 多媒体技术在网络中的应用对数据通信系统提出更高要求。 信号的概念 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式； 模拟信号（analog signal）的信号电平是连续变化的； 数字信号（digital signal）是用两种不同的电平去表示0、1比特序列的电压脉冲信号表示； 按照在传输介质上传输的信号类型，通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。 模拟信号与数字信号波形 2.1.2 数据传输类型与通信方式 数据传输类型 模拟通信 数字通信 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信 同步方式 同步通信 异步通信 串行通信与并行通信 单工、半双工与全双工通信 同步通信与异步通信 2.2.1 传输介质的主要类型 双绞线 同轴电缆 光纤电缆 无线与卫星通信信道 传输介质的特性 物理特性：传输介质物理结构的描述； 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及 调制技术、传输容量、传输的频率范围； 连通特性：允许点-点或多点连接； 地理范围：传输介质最大传输距离； 抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据 影响的能力； 相对价格：器件、安装与维护费用。 2.2.2 双绞线的主要特性 屏蔽双绞线 STP与非屏蔽双绞线UTP 2.2.3 同轴电缆的主要特性 粗同轴电缆 细同轴电缆 2.2.4 光纤的主要特性 2.3.1 电磁波谱与移动通信 2.3.2 无线通信 视距传播与电离层反射 2.3.3 微波通信 微波信号没有绕射功能，两个微波信号只能在可视情况下才能正常接收； 大气对微波信号的吸收与散射影响较大。 2.3.4 蜂窝无线通信 频分多址接入（FDMA） 时分多址接入（TDMA） 码分多址接入（CDMA） 2.3.5 卫星通信 2.4.1 数据编码类型 2.4.2 模拟数据编码方法 2.4.3 数字数据编码方法 2.4.4 脉冲编码调制方法 PCM用于数字语音系统： 声音分为128个量化级； 每个量化级采用7位二进制编码表示； 采样速率为8000样本/秒； 数据传输速率应达到7位×8000/秒=56Kbps； 如果每个量化级采用7+1=8位二进制编码表示; 数据传输速率应达到8位×8000 /秒= 64Kbps。 基带传输的定义 在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号; 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号; 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; 发送端将数据经过编码器变换变为基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; 接收端用解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号。 2.5.1 通信信道带宽对数据传输的影响 2.5.2 数据传输速率与信道带宽的关系