第7章数据通信基础.docx
- 文档编号:29123164
- 上传时间:2023-07-20
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:283.99KB
第7章数据通信基础.docx
《第7章数据通信基础.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第7章数据通信基础.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第7章数据通信基础
第七章数据通信基础
内容摘要:
计算机网络技术是数据通信技术和计算机技术结合的产物,因此在研究计算机网络技术时,必须对相关信息通讯技术有一定的了解。
学习目标:
数据通信的基本概念
信道
数据编码
数字调制技术
脉冲编码调制
通信方式和交换方式
多路复用技术
差错控制
7.1数据通信的基本概念
通信的目的就是传递信息。
通信系统模型:
数据可以分为模拟数据和数字数据两种,模拟信号的特点是其幅度连续变化。
数字信号的特点是其幅度值是有限值,不是连续的,而是离散的。
在一定条件下二者之间可以相互转化。
通过三步:
采样、量化和编码。
信道:
信息传输的必经之路称为信道,也可以理解为信息传输的载体,信道分为物理信道和逻辑信道信道,用来表示向某一个方向传送数据的媒体。
7.2数据通信的特点
Ø计算机之间以及任何计算机中间的通信都属于通信
Ø计算机之间通信过程需要严格的通信协议和标准
Ø数据通信对数据传输的可靠性要求很高
Ø通信的通信量具有突发性
Ø信源与信宿采用的设备多样,在速率、编码、同步、通信规程方面有很大的差别
通信系统模型:
远端数据终端设备DTE(DataTerminalEquipment)通过数据电路与计算机系统相连。
数据电路由通信信道和数据通信设备DCE(DateCommunicationEquipment)组成
数据通信系统与传统的电话通信的重要区别之一是:
电话通信必须由人直接参加,摘机拨号、连同线路双方确认之后才开始通话。
而数据通信没有人直接参加,必须对传输过程按照一定的规程进行控制,以便使双方能协调可靠工作。
7.3数据通信中数据线路连接方式
数据连接方式分为:
Ø点到点连接方式
Ø多点线路连接方式
7.4数据通信的方式
根据数据的传输方向,分为单工通信、半双工通信、全双工通信
7.5数据通信的过程
Ø建立通信线路,建立通信双方的物理通道
Ø建立数据链路,建立通信双方的同步联系
Ø传送控制和数据信息
Ø结束数据传输
Ø结束物理通道
7.6数据通信中数据传输方式
数据通信中数据传输方式:
并行传输与串行传输
并行传输:
数据以组的方式,在多条并行信道上同时进行传输,传输中由多个数据位同时传输。
一般用于计算机内部各部件之间,或近距离设备的传输数据。
串行传输:
串行传输数据传输中数据单位是按照数学顺序,每一位按顺序依次传输,常用计算机之间的通信。
串行传输中是一位一位传输,所以在接受方和发送方有着一个同步的问题,一个数据单位是何时开始、何时结束,为解决此问题,目前有两种不同的方法:
异步传输和同步传输
Ø异步传输:
一般以字符为单位,在发送每一个字符前面加“起”信号,极性为0;字符代码后加“止”信号,极性为1。
其优点:
同步实现简单,收发双方的时钟信号不需要严格同步;缺点是对每一个字符都需要加入起、止码元,传输效率比较低。
Ø同步传输:
以时钟节拍来发送数据信号,信号码元之间的相对位置都是固定的(即同步)。
其优点:
数据的发送一般以组(帧)为单位,一组数据包含多个字符收发之间的码组成帧同步,是通过传输特定的传输控制字符或同步序列完成的,传输效率较高。
7.7数据通信中数据传输形式
数据传输形式:
基带传输、频带传输、宽带传输
Ø基带传输:
调制前的原始信号(信号变化前)所占用的频带,在信道传输的是基带信号,基带信号分为模拟基带信号和数字基带信号,它主要由信号决定。
计算机网络内部往往采用基带传输。
Ø频带传输:
将基带信号转换为频率表示的模拟信号来传输,称为频带传输。
Ø宽带传输:
将信道分成多个子信道,分别传送音频,视频和数字信号称为宽带传输。
7.8数据编码
二进制数字信息在传输过程中可以采用不同的代码,各种代码的抗噪声特性和定时能力各不相同,实现费用也不一样。
数字数据用物理信号的波形表示,将二进制数字数据用两个电平表示,形成矩形脉冲信号
Ø单极性码:
只用正或负电压表示数据,抗噪声特性较差,需要单独的时钟信号配合定时。
Ø极性码:
分别用正或负电压表示二进制数的0和1,抗干扰特性好,同样需要另外的时钟信号。
Ø双极性码:
信号在三个电平(正、负、零)之间变化。
Ø归零码:
码元中间的信号回归到0电平,因此任意两个码元被0电平隔开,有着更好的噪声抑制特性,并且是自定时的编码。
Ø双相码:
要求每一位中都要由一个电平转换。
Ø不归零码:
当“1”出现时电平翻转,当“0”出现电平不翻转。
此编码特点实现简单且费用低。
Ø曼彻斯特码:
高电平到低电平的转换表示“1”,而用低电平到高电平的转换表示“0”。
Ø差分曼彻斯特码:
使用电平转换制作定时信号,而不表示数据。
数据的表示在于每一位开始是否由电平转换,有电平转换表示“0”,无电平转换表示“1”。
7.9数字调制技术
ØAM:
幅移键控(AmplitudeShiftKeying-ASK)以信号幅度的高低表示1、0
ØFM:
频移键控(FrequencyShiftKeying-FSK)以信号频率的高低表示1、0
ØPM:
相移键控(PhaseShiftKeying-PSK)以信号相位的高低表示1、0
7.10数据交换技术
一个通信网络由许多交换节点互连而成。
信息从一条线路交换到另外一条线路,才能达到目的地,交换节点转发信息的方式可以分为电路交换,报文交换和分组交换三种。
电路交换:
发送方和接受方用一系列链路直接连同,当交换机收到一个呼叫后就在网络中寻找一条临时线路供两端的用户通话,这条临时线路可能要经过若干个交换局进行转接,并且一旦建立连接就成为这一对用户之间的临时专用通路,别的用户不能打断,直到通话结束才拆除连接。
电路交换方式的优点:
通信实时性强,适用于交互式会话类通信。
电路交换方式的缺点:
对突发性通信不适应,系统效率低;不具备存储数据的能力,不能平滑通行量;不具备差错控制能力,无法发现和纠正传输过程中发生的错误。
报文交换:
这种交换方式不要求两个通信节点之间建立专用通路。
节点把要发送的信息组织成一个数据包(报文),该报文中中含有目的节点的地址,完整的报文在网络中一站一站的向前传送。
每一个节点接收整个报文,检查目的节点地址,然后根据网络中的交通情况,在适当的时候发送到下一个节点。
经过多次的存储、转发最后达到目的节点。
分组交换:
这种交换方式中数据包有着固定的长度,在进行分组交换时,发送节点先要对传送的信息分组,对各个分组编号,加上源地址和目的地址以及约定的分组头信息,这个过程叫做信息的打包。
一次通信中所有的分组在网络中传播又分为两种方式:
数据报(Datagram)和虚电路(VirtualCircuit)
数据报:
类似于报文交换,每个分组在网络中的传播路径,完全是由网络当时的状况随机决定的。
因为每个分组都有完整的地址信息,并且发送方对信息进行分组排序和编号,通信双方各有一个分组拆装设备PDA(PacketAssemblyandDisassemblyDevicePDA)。
虚电路:
类似于电路交换,要求发送端和接收端之间建立一条逻辑连接,直到会话结束,并且其它通信仍然可以使用这条线路,具有链路共享的优点。
虚电路若是暂时的称为虚呼叫,若是永久的成为永久虚电路。
虚电路适合交互式通讯,继承了电路交换的特点,数据报更适合于单点地传送短消息,采用固定的、短的分组,相对报文交换是一个重要的优点。
分组交换意味这分组纠错,发现错误需要重新发送出错的分组,使通信效率提高。
广域网一般采用分组交换方式,按分组数收费。
7.11多路复用技术
多路复用技术是把多个低速的信道组合成一个高速信道的技术。
实现此技术有两个设备,多路复用器和多路分配器。
多路复用技术分为:
Ø频分多路复用(FDMFrequencyDivisionMultiplexing)
Ø时分多路复用(TDMTimeDivisionMultiplexing)
Ø波分多路复用(WDMWavelengthDivisionMultiplexing)
Ø码分多址(CDMACodeDivisionMultipleAccess)
Ø空分多址(SDMASpaceDivisionMultipleAccess)
频分多路复用:
信号被划分成若干通道(频道,波段),每个通道独立进行数据传递,主要应用:
无线电广播,电视。
时分多路复用:
是各路信号在同一信道上占有不同时间片进行通信。
波分多路复用:
同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力。
本章小结:
了解通信的基本模型?
数字数据与模拟数据之间的转换的三个步骤?
什么是信道?
叙述数据通信的连接方式和传输方式?
数据通信中数据传输方式?
数据通信中数据传输形式?
常见的数字调制技术有哪些?
常见的数据交换技术分为哪几种?
并且分别叙述其工作原理
常见的多路复用技术有哪些?
并且分别叙述其工作原理
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数据通信 基础