数据通信技术优质PPT.ppt
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4数数据据通通信信的的任任务务就就是是要要传传输输二二进进制制代代码码比比特序列,而不需要解释代码所表示的内容。
特序列,而不需要解释代码所表示的内容。
对于数据通信来说,被传输的二进制代码对于数据通信来说,被传输的二进制代码称为称为“数据数据(datadata)”;
数据是信息的载体。
数据涉及对事物的表数据是信息的载体。
数据涉及对事物的表示形式,信息涉及对数据所表示内容的解释。
示形式,信息涉及对数据所表示内容的解释。
5电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为变化的电信号称为模拟信号模拟信号(analogsignalanalogsignal),),信号电平是连续变化的,其波形如图信号电平是连续变化的,其波形如图2-12-1(aa)所示所示。
在数据通信中,将被传输的二进制代码的在数据通信中,将被传输的二进制代码的00、11称为码元。
称为码元。
信号信号信号信号是数据在传输过程中的电信号的表示是数据在传输过程中的电信号的表示形式。
形式。
信号分为信号分为模拟信号模拟信号和和数字信号数字信号两种。
两种。
6计计算算机机所所产产生生的的电电信信号号是是用用两两种种不不同同的的电电平平表表示示0、1比比特特序序列列的的电电压压脉脉冲冲信信号号,这这种种电电信信号号称称为为数数字字信信号号(digitalsignal)。
数数字字信信号号的波形如图的波形如图2-1(b)所示。
所示。
7图图2-1模拟信号与数字信号模拟信号与数字信号8在在通通信信系系统统中中,利利用用电电信信号号把把数数据据从从一一个个点点传传到到另另一一个个点点。
模模拟拟信信号号是是一一种种连连续续变变化化的的电电磁磁波波,这这种种电电磁磁波波可可以以按按照照不不同同频频率率在在各各种种模拟数据在某个区间产生连续的值。
例如,模拟数据在某个区间产生连续的值。
例如,声音和视频就是强度连续改变的图形。
大多数声音和视频就是强度连续改变的图形。
大多数用传感器收集的数据,例如温度和压力,都是用传感器收集的数据,例如温度和压力,都是连续值。
数字数据产生离散的值,例如文本信连续值。
数字数据产生离散的值,例如文本信息和整数。
息和整数。
9介质上传输;
介质上传输;
数字信号数字信号是一系列的电压脉冲,是一系列的电压脉冲,用恒定的正电压来表示二进制用恒定的正电压来表示二进制11,用恒定的负电,用恒定的负电压来表示二进制压来表示二进制00。
10为什么要进行数字化?
为什么要进行数字化?
(11)抗干扰、抗噪声性能好;
)抗干扰、抗噪声性能好;
(22)差错可控;
)差错可控;
(33)易加密。
)易加密。
按照在传输介质上传输的信号类型,可按照在传输介质上传输的信号类型,可以相应地将通信系统分为:
以相应地将通信系统分为:
模拟通信系统模拟通信系统数字通信系统数字通信系统11数据在计算机中是以离散的二进制数字信数据在计算机中是以离散的二进制数字信号表示的,但在数据通信过程中,它是以数字号表示的,但在数据通信过程中,它是以数字信号方式表示,还是以模拟信号方式表示,主信号方式表示,还是以模拟信号方式表示,主要取决于选用的通信信道所允许传输的信号类要取决于选用的通信信道所允许传输的信号类型。
如果通信信道不允许直接传输计算机所产型。
如果通信信道不允许直接传输计算机所产生的数字信号,那么就需要在发送端将数字信生的数字信号,那么就需要在发送端将数字信号变换成模拟信号,在接收端再将模拟信号还号变换成模拟信号,在接收端再将模拟信号还原成数字信号。
原成数字信号。
2.2.2模拟通信与数字通信模拟通信与数字通信121、调制解调调制解调若通信信道不允许直接传输计算机所若通信信道不允许直接传输计算机所产生的数字信号,则需要:
产生的数字信号,则需要:
调制调制调制调制在发送端将在发送端将数字信号数字信号变变换成换成模拟信号模拟信号解调解调解调解调在接收端将在接收端将模拟信号模拟信号还还原成原成数字信号数字信号用来完成调制解调功能的设备叫做用来完成调制解调功能的设备叫做调制调制解调器解调器(modem)。
)。
132、波形变换波形变换若若通通信信信信道道允允许许直直接接传传输输计计算算机机所所产产生生的的数数字字信信号号,为为了了很很好好地地解解决决收收发发双双方方的的同同步步与与具具体体实实现现中中的的技技术术问问题题,也也需需要要将将数数字字信信号号进进行波形变换。
行波形变换。
142.2.3数字通信方式数字通信方式1、串行通信串行通信与与并行通信并行通信计计算算机机中中,通通常常是是用用88位位的的二二进进制制代代码码来来表表示示一一个个字字符符。
数数据据通通信信按按照照字字节节使使用的信道数,可以分为两种:
用的信道数,可以分为两种:
(1)串串行行通通信信将将待待传传送送的的每每个个字字符符的的二二进进制制代代码码按按由由低低位位到到高高位位的的顺顺序序依依次次发发送送的的方方式式称称为为串串行行通通信信(如如图图2-2(a)所示)。
所示)。
15图图2-2(a)串行通信串行通信
(2)并并行行通通信信利利用用多多条条并并行行的的通通信信线线路路,将将表表示示一一个个字字符符的的8位位二二进进制制代代码码同同时时通通过过8条条对对应应的的通通信信信信道道发发送送出出去去,每每次次发发送送一一个个字符代码(如图字符代码(如图2-2(b)所示)所示)。
16图图2-2(b)并行通信并行通信172、单工单工、半双工半双工与与全双工全双工通信通信数据通信按照信号传送方向与时间的数据通信按照信号传送方向与时间的关系,可以分为三种:
关系,可以分为三种:
(1)单工通信单工通信信号只能向一个方信号只能向一个方向传输,任何时候都不能改变信号向传输,任何时候都不能改变信号的传送方的传送方向。
如图向。
如图2-3(a)所示。
图图2-3(a)单工通信单工通信18(22)半半双双工工通通信信在在半半双双工工通通信信方方式式中中,信信号号可可以以双双向向传传送送,但但必必须须是是交交替替进进行行,一一个个时时间间只只能能向向一一个个方方向向传传送送。
如如图图2-32-3(bb)所示。
图图2-3(b)半双工通信半双工通信19(33)全全双双工工通通信信信信号号可可以以同同时时双双向向传传送送。
如如图图2-32-3(cc)所所示示。
实实际际上上,在在这这种种方方式式下下实实现现的的同同时时双双向向数数据据传传输输是是以以在在硬硬件件上上增增加加一一条条数数据据传传输输线线路路为为代代价价的的,而而不不是是通通过过开开关关的的切切换换来实现的。
来实现的。
图图2-3(c)全双工通信全双工通信20由于串行传输是以位为单位在一条信道上由于串行传输是以位为单位在一条信道上按时间顺序逐位传输的,这就意味着发送端按按时间顺序逐位传输的,这就意味着发送端按位发送,接收端按时间顺序逐位接收,并且还位发送,接收端按时间顺序逐位接收,并且还要对所传输的数据加以区分和确认。
所以,通要对所传输的数据加以区分和确认。
所以,通信双方要采取同步措施,尤其对远距离的串行信双方要采取同步措施,尤其对远距离的串行通信这更为重要。
通信这更为重要。
33、同步传输同步传输与与异步传输异步传输21实现字符或数据块之间在起止时间上同步实现字符或数据块之间在起止时间上同步的常用方法有的常用方法有同步传输同步传输和和异步传输异步传输两种。
(1)同步传输同步传输通信过程中收、发双方必须在时间上保通信过程中收、发双方必须在时间上保持同步,一方面码元之间要保持同步,另一持同步,一方面码元之间要保持同步,另一方面由码元组成的字符或数据块之间在起止方面由码元组成的字符或数据块之间在起止时间上也要保持同步。
时间上也要保持同步。
22同步传输与异步传输的引入是为了解决同步传输与异步传输的引入是为了解决串行数据传输中通信双方的码组或字符的同串行数据传输中通信双方的码组或字符的同步问题。
步问题。
位同步位同步位同步位同步(bitsynchronousbitsynchronousbitsynchronousbitsynchronous)接接收收端端根根据据发发送送端端发发送送数数据据的的起起止止时时间间和和时时钟钟频频率率来来校校正正自自己己的的时时间间基基准准与与时时钟频率。
钟频率。
23实现实现位同步位同步的方法有:
的方法有:
外同步法外同步法在发送端发送一路数据在发送端发送一路数据信号的同时,另外发送一路同步时钟信号。
接信号的同时,另外发送一路同步时钟信号。
接收端根据接收到的同步时钟信号来校正时间基收端根据接收到的同步时钟信号来校正时间基准与时钟频率,实现收发双方的位同步。
准与时钟频率,实现收发双方的位同步。
内同步法内同步法从自含时钟编码的发送从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法。
数据中提取同步时钟的方法。
24字符同步字符同步字符同步字符同步(charactersynchronouscharactersynchronouscharactersynchronouscharactersynchronous)保证收发双方正确传输字符的过程就叫保证收发双方正确传输字符的过程就叫做字符同步。
做字符同步。
标准的标准的ASCIIASCII字符是由字符是由88bitbit二进制二进制00、11组组成,发送端以成,发送端以88bitbit为一个字符单元为一个字符单元来发送,来发送,接收端也以接收端也以88bitbit的字符单元来接收。
的字符单元来接收。
25字符同步方法的种类:
字符同步方法的种类:
起起止止式式(start-stop)又又称称异异步步式式(asynchronous)。
采采用用异异步步方方式式进进行行数数据据传传输输就就叫叫做做异异步步传传输输(asynchronoustransmission)。
特点是:
每个字符作为一个独立的整体进每个字符作为一个独立的
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