新股发行又见叶公好龙*
第2章 数据通信的基础知识
本章内容
信道
传输介质
数据编码
多路复用技术
数据交换技术
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2.1 基本概念
数据及计算机通信术语
数据(Data):传递(携带)信息的实体。
信息(Information):是数据的内容或解释。
信号(Signal):数据的物理量编码(通常为电编码),数据以信号的形式在介质中传播。
模拟信号、数字信号
基带(Base band)、宽带(Broad band)
信道(Channel):传送信息的线路(或通路)。
比特(bit):即一个二进制...
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第2章 数据通信的基础知识
本章内容
信道
传输介质
数据编码
多路复用技术
数据交换技术
*
2.1 基本概念
数据及计算机通信术语
数据(Data):传递(携带)信息的实体。
信息(Information):是数据的内容或解释。
信号(Signal):数据的物理量编码(通常为电编码),数据以信号的形式在介质中传播。
模拟信号、数字信号
基带(Base band)、宽带(Broad band)
信道(Channel):传送信息的线路(或通路)。
比特(bit):即一个二进制位。比特率为每秒传输的比特数(即数据传送速率)。
码元(Code cell):时间轴上的一个信号编码单元。
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同步脉冲:用于码元的同步定时,识别码元从何时开始
●同步脉冲也可位于码元的中部
●一个码元也可有多个同步脉冲相对应
t
码元1
码元2
码元3
码元4
码元5
信号
同步脉冲
t
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波特(Baud):码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数(即信号传送速率)。
比特率、波特率和信号编码级数的关系如下:
Rbit = Rbaud log2M
上式中: M-信号的编码级数,Rbit-比特率,Rbaud-波特率
一个信号往往可以携带多个二进制位,所以在固定的信息传输速率下,比特率往往大于波特率。换句话说,一个码元中可以传送多个比特。
例如:当波特率为9600时
若M=2,数据传输率为9600b/s
若M=16,数据传输率为38.4kb/s
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误码率:信道传输可靠性指标,是一个概率值。
信息编码:将信息用二进制数表示的方法。
例如:ASCII编码、BCD编码等
数据编码:将数据用物理量表示的方法。
例如:字符‘A’的ASCII编码为01000001,其数据编码可能为
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带宽(Band width,BW)
信道传输能力的度量。在传统的通信工程中:
BW ≈ fmax- fmin 单位:赫兹(Hz)
在计算机网络中,一般用每秒允许传输的二进制位数作为带宽的计量单位。主要单位: b/s ,kb/s,Mb/s,Gb/s。
例如:传统以太网理论上每秒可以传输1千万比特,它的带宽为10Mb/s。
时延(Delay):信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。
时延=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延
处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间
排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间
发送时延=数据位数/信道带宽
传播时延=d/s d:距离,s:介质中信号传播速度(≈0.7c)
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时延带宽乘积:某一信道所能容纳的比特数。
时延带宽乘积=带宽×传播时延
例如,某信道的时延带宽乘积为100万比特,这意味着第一个比特到达目的端时,源端已发送了100万比特。
管道体积=时延带宽乘积
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往返时延(Round-Trip Time,RTT):从发送端发送数据开始,到发送端收到接收端的确认所经历的时间
RTT≈2×传播时延
传输可靠性
两个含义:
数据能正确送达
数据能有序送达(当采用分组交换时)
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1. 数据通信的一般概念
通信的三个要素:信源、信宿和信道
任何信道都不是完美无缺的,因此会对传输的信号产生干扰,称为“噪声”。
外界:闪电、串扰、电气设备
内部:介质特性(衰减、延迟-与频率有关)
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信息通过数据通信系统的传输过程
把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地
信息和数据(二进制位)不能直接在信道上传输
编码:数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错
调制:数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位
解调:接收波形→数字信号
解码:数字信号→原始数据
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2. 数据通信系统的构成
数据传输系统
传输线路
有线介质、无线介质
传输设备
调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等
调制解调器等网络接入设备也称为DCE(Data Circuit Equipment)
数据处理系统:计算机、终端等
又分为:
源系统(信源+发送器):发出数据的计算机
目的系统(信宿+接收器):接收数据的计算机
计算机、终端等设备也称为DTE(Data Terminal Equipment )
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数据通信基本过程
5个阶段
包含两项内容:数据传输和通信控制
过程 与打电话比较
建立物理连接 拨号,拨通对方
建立逻辑连接 互相确认身份
数据传输 互相通话
断开逻辑连接 互相确认要结束通话
断开物理连接 双方挂机
*注意,并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。
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3 .信道及其主要特征
数字信道和模拟信道
数字信道:以数字脉冲形式(离散信号)传输数据的信道。
计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输
ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网
模拟信道:以连续模拟信号形式传输数据的信道。
CATV、无线电广播、电话拨号线路
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模拟信号和数字信号
模拟信号
时间上连续,包含无穷多个信号值
模拟信号能在数字信道上传输吗?
数字信号
时间上离散,仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号
数字信号能在模拟信道上传输吗?
t
a) 模拟信号
b) 数字信号
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周期信号和非周期信号
周期信号
信号由不断重复的固定模式组成(如正弦波)
非周期信号
信号没有固定的模式和波形循环(如语音的音波信号)。
周期信号
非周期信号
*
数字通信与模拟通信
数字通信
在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输
模拟通信
在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输
数字通信的优点
抗噪声(干扰)能力强
可以控制差错,提高了传输质量
便于用计算机进行处理
易于加密、保密性强
可以传输语音、数据、影像,通用、灵活
计算机通信仅在不得已的情况下,才会采用模拟通信,如通过电话线拨号上网。
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4. 数据传输方式
单/双工通信——单/双向传输
单工:数据单向传输(例:无线电广播)
半双工:数据可以双向交替传输,但不能在同一时刻双向传输(例:对讲机)
全双工:数据可以双向同时传输(例:电话)
需要具有两条物理上独立的传输线路;
或者需要具有一条物理线路上的两个信道,分别用于不同方向的信号传输。
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发送器
接收器
发送器/接收器
发送器/接收器
发送器/接收器
发送器/接收器
单工方式:
半双工方式:
全双工方式:
A站
B站
可同时
不可同时
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