数据通讯基本概念
2 数据通信基础
又称为延迟，是指一个分组从发送端开始发送到接收端接收 所需的时间。数据传输总的时延等于发送时延、传播时延和 处理时延的总和。
2.4 数据交换方式
2.4.1 电路交换（Circuit Switching）
使用电路交换的通信意味着在通信的两个站之间 首先需要存在一条专用的通信通路。电话通信就是 线路交换的典型例子。
信息传输率Rb与码元传输率RB之间的关系为： Rb=RB*log2N 式中，N为码元的进制数。
3. 误码率
误码率是指二进制码元在数据正常传输过程中出错的概率， 也称为“出错率”，常用Pe表示。Pe的定义公式如下：
ne Pe n
4. 时延（delay）
n为传输的二进制代 码总数，ne 表示接收
中传错的码元数。
2.2.2差错控制编码
2.2.2.1 奇偶校验码
基本原理：在需要传输的k位信息的尾部都加上1个冗余 校验位，构成一个带有校验位的码组，使码组中“1”的个数成 为偶数（称为偶校验）或奇数（称为奇校验），并把整个码 组一起发送出去。接收端在收到码组后，对码组中的每个码 元进行异或运算检查其中“1”的个数是否为偶数（偶校验）或 奇数（奇校验），如果检查通过就认为收到的数据正确，否 则认为出错。 奇偶校验法简单，易于实现，编码效率高，其编码效率为 R=k/(k+1)，但它并不是一种十分安全可靠的检错方法。
2 数据通信基础
2.1 数据通信系统
2.1.1数据通信基本概念
1. 信息
信息（Information）是客观事物属性和相互联系特 性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。
2. 数据
数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传 输的二进制数字编码。数据可分为模拟数据和数字数据 两类。
数据通信基本概念
数据通信基本概念一、引言数据通信是指通过某种传输媒介，将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文将从以下几个方面详细介绍数据通信的基本概念。
二、传输媒介1. 有线传输媒介有线传输媒介是指用电缆或光缆等物理媒介来进行数据传输。
常见的有线传输媒介包括：双绞线、同轴电缆、光纤等。
2. 无线传输媒介无线传输媒介是指通过无线电波来进行数据传输。
常见的无线传输媒介包括：Wi-Fi、蓝牙、红外线等。
三、数据通信的基本要素1. 发送端（Sender）发送端是指发送信息的设备或程序，例如计算机或手机等。
2. 接收端（Receiver）接收端是指接收信息的设备或程序，例如计算机或手机等。
3. 信道（Channel）信道是指信息在两个设备之间进行传递时所经过的物理路径，例如电缆或无线电波等。
4. 编码方式（Encoding）编码方式是将原始信息转换为计算机可以处理的数字信号的过程。
常见的编码方式包括：ASK、FSK、PSK等。
5. 解码方式（Decoding）解码方式是将数字信号转换为原始信息的过程。
常见的解码方式包括：ASK解调器、FSK解调器、PSK解调器等。
四、数据传输模式1. 单工传输模式单工传输模式是指信息只能从发送端流向接收端，不能反向传输。
例如广播电台就是采用单工传输模式进行信息传递。
2. 半双工传输模式半双工传输模式是指信息可以在发送端和接收端之间进行双向传递，但是同一时间只能进行一方向的数据传输。
例如对讲机就是采用半双工传输模式进行信息传递。
3. 全双工传输模式全双工传输模式是指信息可以在发送端和接收端之间进行双向传递，并且同一时间可以同时进行双方向的数据传输。
例如电话就是采用全双工传输模式进行信息传递。
五、数据通信协议数据通信协议是指在数据通信过程中规定了发送和接收设备之间交换信息的规则和标准。
常见的数据通信协议包括TCP/IP协议、HTTP协议等。
数据通信基本概念
三、数据通信方式
宽带传输 借助频带传输，将链路容量分解成多个信道，每个信道可 以携带不同的信号，这就是宽带传输。 宽带传输中的所有信道都可以同时发送信号。 例：CATV、ISDN等。 基带和宽带的区别： ① 数据传输速率不同。基带数据传输速率通常在1Mb／s～ 2.5Mb／s；宽带数据传输速率通常在5Mb／s～10 Mb／。 ② 传输信号不同，基带传输数字信号，宽带传输模拟信号 ③ 宽带传输一定是采用频带传输技术。
二、数据通信的特性
信息速率：每秒钟传输的比特数，单位bps，记为Rb 说明： 二进制的码元是0或1，一个码元携带的信息量为1b， 故RB=Rb N进制的码元携带的信息量为I=Log2N，故Rb= RB*Log2N 常用的数据传输速率单位： 1Kbps=1×103bps 1Mbps=1×103Kbps 1Gbps=1×103Mbps
②
二、数据通信的特性
思考题：在数字传输系统中,码元速率为1200波特,数据速率 为4800bps,则信号取几种不同的状态?若要使得码元速率与数 据速率相等,则信号取几种状态？
二、数据通信的特性
误码率
由于噪声的干扰，信号在传输过程中会出现差错，差错的多 少决定了数据通信的质量。 • 误码率Pe=发生差错的码元数/传输的总码元数 • 误比特率Pb=发生差错的比特数/传输的总比特数 说明： 在计算机网络中，一般要求误比特率低于10-6，若误比特率达 不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。
一、基本概念
信号：数据的电磁或电子编码形式 信源：通信中产生和发送信息的一端 信宿：接收信息的一端 信道：信号传输的通道（传输介质和相关设备） 噪声：信号在传输的过程中受到的干扰
信道 信源 信宿
噪声
数据通信的基本概念
数据通信的基本概念1、数据通信的概念数据通信是指计算机与计算机之间交换数据的过程。
2、数据和信息的区别和联系数据是由数字、字符和符号等组成，可以用描述任何概念和事物，是信息的载体。
信息则是说过一句的具体内容和解释，有具体含义。
信息是数据经过加工处理后得到的，即信息是按一定要求以一定格式组织起来的、具有一定意义的数据。
3、信号在数据传输过程中，常常需要通过传输介质将数据从某一端传输到另一端。
信号是数据在具体物理表示，具有确定的物理描述。
4、模拟数据和数字数据当数据采用离散电信号表示时，这样的数据就是数字数据；当数据采用电波表示时，这样的数据就是模拟数字。
5、模拟信号和数字信号随时间连续变化的信号叫模拟信号；随时间离散变化的信号是数字信号。
6、数据通信的三要素，它们分别指什么？信源、信宿和信道。
信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的人或设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备；信道是通信双方以传输介质为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备上的。
7、数字通信和模拟通信数字通信就是指在通信信道中传送数字信号的通信方式；与之相对，在通信信道中传输模拟信号的通信方式是模拟通信。
8、数据通信的主要技术指标，分别表示什么意思？信道带宽，指通信系统中传输信息的信道具有一定的频率范围（即频带宽度）信道容量，指单位时间内信道所能传输的最大信息量，即一个信道能够达到的最大传输速率，它表征信道的传输能力。
数据传输速率，指通信系统单位时间内传输的二进制代码的位（比特）数，因此又称比特率。
调制速率又叫波特率或码元速率，它是数字信号经过调制后的传输速率，表示每秒传输的电信号单元（码元）数，即调制后模拟电信号每秒的变化次数。
误码率是衡量通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标；也就是指二进制码元在传输过程被传错的概率。
传输延迟，指由于各种原因的影响，而使系统信息在传输过程中存在着不同程度的延误或滞后的现象。
数据通信基础
有线通信 传输线缆 电话、有线电视、计算机网络
无线通信
电磁波
无线广播、无线电视、卫星通信
蜂窝无线通信 基站、PSTN结合 手机、移动通信
• 数据通信按照通信者的移动性分类
• 固定通信 • 移动通信
2、按允许通过的信号类型分类 （1）模拟信道 能够传输模拟信号的信道称为模拟信道。一般 来说，各种传输媒体都可以传输模拟信号。利用模 拟信道进行模拟信号传输的方式称为模拟传输。
数据通信模型
数据通信系统 数字比特流 模拟信号 公用电话网 调制解调器 源系统 传输系统 传输 系统 调制解调器 目的系统 PC 机 模拟信号 数字比特流 正文
正文
PC 机
输 入 信 息
源点
输 入 数 据
发送器
发送 的信号
接收 的信号
接收器 输 出 数 据
终点 输 出 信 息
二、 数据通信方式的分类
数字信号通过实际的信道
• 失真不严重
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真） 输入信号波形 输出信号波形 (失真不严重)
• 失真严重
实际的信道 （带宽受限、有噪声、干扰和失真）
输入信号波形
输出信号波形 (失真严重)
数据通信模型
• 信息是人类所创造的各种声、像、图、文形式的知识。 数据是信息在计算机中的表现形式。数据传输过程是将 信息从源站传到目标站。首先需要将信息用二进制代码 来表示，其次还要将二进制代码以一定的信号方式（如 电压、电流、脉冲等）来表示。然后将信号由信道进行 传输。到达接受方后，再根据这些信号恢复为数据代码， 从而使目标站得到源站发送端的信息。
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
计算机网络技术基础(2)数据通讯系统
1条传输介质 3个信道共享
信
源
MUX
信
DEMUX
宿
2.1 数据通信的基本概念
不同类型的信号在不同类型的信道上传输
情况：
数据：
数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
2.1 数据通信的基本概念
调制与解调: 数字信号经过变换器转换为模拟信号再发送，这一过 程叫调制（ Modulator ） ，这一变换器叫调制器。 模拟信号经过变换器转变为数字信号，这个过程称为 解调（ Demodulator ），这个变换器称为解调器。 同时具备调制与解调功能的设备，称为调制解调器。
2 数据通信技术
2.1 数据通信的基本概念 2.2 传输介质的主要特性 2.3 无线与卫星通信技术 2.4 数据传输技术 2.5 数据编码技术 2.6 差错检验与校正
2.1 数据通信的基本概念
2.1 数据通信的基本概念
数据通信系统
2.1 数据通信的基本概念
数据 Data 数据是指把事件的某些属性规范化后的表现形式，可以 被识别，也可以被描述。
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
直通线的线序（最常用）
一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
一端T568B：白橙 /橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
2.2 传输介质的主要特性（双绞线）
交叉线的线序（少用）
一端T568A：白绿／绿／白橙／蓝／白蓝／橙／白棕／棕 一端T568B：白橙／橙／白绿／蓝／白蓝／绿／白棕／棕
Modem
电话系统
Modem
2.1 数据通信的基本概念 （重要的技术指标）
传输速率
传输速率是指信道上传输信息的速度。 两种表示方法:比特率和波特率。
数据通信的基础知识
并行通信信道
9
串行通信与并行通信的比较
1、在相同的发送时钟下，并行通信的数据传输速 率将大于串行通信。
2、并行通信需要多个并行信道，实现昂贵。 3、并行通信方式适合于近距离通信（如计算机中）
而在远程通信中一般采用串行通信方式。
10
二、数据通信的系统模型
信号（signal）是数据在传输过程中的电磁波 表示形式。
3
模拟信号与数据信号
模拟信号是指信号 数字信号是指信号的因
的因变量随时间连
变量不随时间连续变化的
续变化的信号，又
信号，通常表现为离散的
被称为连续信号。
脉冲形式，因此也被称作
离散信号。
4
模拟的和数字的数据、信号
模拟数据 模拟数据 数字数据
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三、数据通信系统的性能指标
速率（数据传输速率） 数据传输速率是指单位时间内信道上所能传输 的数据量，其基本单位是比特每秒（bit per second，简写为bps）。
信道的最大传输速率又被称为信道容量，它是指单 位时间内在信道上所能传输的最大比特数。
信道带宽是指信道的频率宽度，即信道所能传输信 号的频率范围，其单位为Hz。
数据通信系统
数字比特流 模拟信号
模拟信号 数字比特流
PC 机 调制解调器 源系统
公用电话网 传输系统
调制解调器 PC 机 目的系统
输 源点 输 发送器
发送
传输 系统
入
入
的信号
信
数
息
据
接收器
终点
接收
输
输
的信号
出
出
数
第2章数据讲义通信基础
23
2、频带传输：是指利用模拟信道传输数据信号的方法
在计算机的远程通信中，现有的电话交换网属于模拟通信 信道，是不能直接传输原始的电脉冲信号的（也就是基带信号 了）。因此就需要利用频带传输，就是用基带脉冲对载波波形 的某些参量进行控制，使这些参量随基带脉冲变化，这就是调 制。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过线路传输到 接收端，然后经过解调恢复为原始基带脉冲。这种频带传输不 仅克服了目前许多长途电话线路不能直接传输基带信号的缺点， 而且能实现多路复用的目的，从而提高了通信线路的利用率。 不过频带传输在发送端和接收端都要设置调制解调器。
10
信道是传输数据经过的路径，是连接两个DTE的线路， 包括传输介质和有关设备。一条由通信介质构成的线路上通 常包含多个信道。
信号变换器：其作用是将信源发出的信息变换成适合在 信道上传输的信号。发送端的信号变换器可以是编码器或调 制器，接收端的信号变换器可以是译码器或解调器。
编码的目的有两个：一是将信源输出的信息变换后便于 在信道上传递，此为信源编码；二是将信息再根据一定规则 加入一些冗余码元，以便在接收端能正确识别信号，降低出 现差错的概率，此为信道编码。
因噪声而变形的数字信号被转发 由于数字传输要比依靠可变电压的模拟传输可靠得多，并 且数字发送几乎不受噪声影响。所以大部分网络仅限于使用数 字传输。
8
也有使用模拟信号传输数据的情况：比如使用调制解调器连 接两个系统。在发送端，调制解调器将数字信号调制成模拟信号， 通过传输模拟信号的电话线传输；在接收端，调制解调器将数字 信号解调成模拟信号。Modem (调制解调器)是Modulator(调制)／ Demodulator(解调)。这个词反映数字3，2，1。按照8比特位 的扩展A S C I I编码（前面以0开头），下面的比特将被发送：
数据通信的概念
数据通信的概念⼀、数据通信的概念 1.1 概念 ⼴义概念：把消息由⼀地向另⼀地或多地进⾏消息的有效传输称为数据通信。
狭义概念：利⽤电磁波、电⼦技术、光电⼿段，借助电信号或光信号实现把消息从⼀地向另⼀地或多地进⾏消息地有效传输和交换的过程称为数据通信。
通信的实质就是实现信息的有效传输，它不仅要将有⽤的信息进⾏⽆失真、⾼效的传输，⽽且还要在传输的过程中减少或消除⽆⽤信息和有害信息。
1.2 数据通信术语 1.2.1 数据和信号 数据是运送信息的实体，⽽信号则是数据的电⽓表现形式。
⽆论数据或信号，都既可以是模拟的也可以是数字的，所谓“模拟信号”就是连续变化的，⽽“数字信号”就是离散数值。
1.2.3 信道 信道⼀般⽤来表⽰向某个⽅向传送信息的媒介，因此，⼀条通信电路往往包含⼀条发送信道和⼀条接收信道。
从通信双⽅信息交互的⽅式看，可以有三种基本⽅式： （1）单⼯通信 单⼯通信指只有⼀个⽅向的通信⽽没有反⽅向的交互，仅需要⼀条信道，⽆线电⼴播、电视⼴播就属于这种类型。
（2）半双⼯通信 半双⼯通信即通信的双⽅可以交替的发送信息，但不能同时发送，仅需要⼀条信道，典型设备是集线器、对讲机、WIFI。
（3）全双⼯通信 全双⼯通信即通信的双⽅可以同时发送和接收信息，通常需要两条信道，典型设备是交换机、电话。
1.2.4 码元 数字通信中对数据信号的计量单位采⽤码元这个概念。
⼀个码元指的是⼀个固定时长的数字信号波形，该时长称为码元宽度。
1.2.5 传输速率 数字通信系统的有效传输可以⽤码元传输速率和信息传输速率来描述。
1）码元传输速率 码元传输速率⼜可称为码元速率，符号速率、波形速率等，它表⽰单位时间内数字通信系统所传输的码元个数，单位是波特（Baud），1波特表⽰数字通信系统每秒传输1个码元。
2）信息传输速率 信息传输速率⼜可称为⽐特速率，它表⽰单位时间内数字通信系统传输的⼆进制码元个数，单位是⽐特/秒（bps）。
第二章 数据通信基础
1 3
4
D
2,存储转发交换(报文和分组) ,存储转发交换(报文和分组)
报文交换:以报文为单位进行交换
两个工作站之间无须建立专门的通路,把目的地址添加 到报文中一起发送出去.在每个节点中,要接收整个报文并 进行暂时存储,然后经过路由选择再发送到下一个节点.
A 主机 B
2 1 3
1,线路交换(Circuit Exchanging) ,线路交换( )
两台计算机通过通信子网进行数据交换前,首先要建立一 台计算机通过通信子网进行数据交换前, 台计算机通过通信子网进行数据交换前 个实际的物理线路连接.包括3个过程 建立连接, 个过程: 个实际的物理线路连接.包括 个过程:建立连接,传输数据 和拆除连接. 和拆除连接.
结点 C
4
D
分组交换:以分组为单位进行交换. 分组交换与报文交换十分相似.主要区别在 于:在分组交换网中,要限制所传输的数据单 位的长度.一般限制在一千到数千比特.而报 文交换网络中的报文长度则要长得多. 限制数据单元的长度对改善网络能产生显 著的效果.
3,快速分组交换 ,
帧中继(FR) 以帧为单位进行数据交换 异步传输模式(ATM) 以信元为单位进行数据交换
电子教案
第二章 数据通信基础
2.1 数据通信基本概念 2.2 数据编码技术 2.3 数据传输与交换技术
2.1 数据通信基本概念
数据是对客观事物的符号表示,用来记录事物的属性
值.数据分为模拟数据和数字数据. 信号是数据的表示形式,或称为数据的电子编码.它 使数据以适当的形式在通信介质上传输.信号有模拟 信号和数字信号. 数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收端 的过程.模拟数据和数字数据都可以用模拟信号和数 字信号来表示.
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数据通讯基本概念一、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)，数据以信号的形式传播。
●模拟信号与数字信号●基带(Base band)与宽带(Broad band)●信道(Channel)：传送信息的线路(或通路)●比特(bit)：信息量的单位。
比特率为每秒传输的二进制位个数。
●码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元●同步脉冲：用于码元的同步定时，识别码元的开始。
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。
（如图1所示）●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)。
1 Baud = log2M (bit/s)其中M是信号的编码级数。
也可以写成:Rbit = Rbaud log2M上式中：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，M=16，波特率为9600时，数据传输率为38.4kbit/s●误码率：信道传输可靠性指标，是概率值信息编码：将信息用二进制数表示的方法。
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(是信息编码的一种)为01000001●带宽:带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。
在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。
主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s，一个以太局域网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽相应为10Mb/s。
●时延△信息从网络的一端传送到另一端所需的时间△时延之和=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延△处理时延=分组首部和错误校验等处理（微秒）△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（毫秒）d:距离 s:传播速度≈光速●时延带宽乘积：某一链路所能容纳的比特数。
时延带宽乘积=带宽×传播时延。
例如，某链路的时延带宽乘积为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。
（如图2所示）●往返时延 (Round-Trip Time ，RTT)从信源发送数据开始，到信源收到信宿确认所经历的时间RTT≈2×传播时延，传输可靠性两个含义：1、数据能正确送达2、数据能有序送达(当采用分组交换时)二、信息通信系统传输1、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(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。
●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2、数据通信基本过程包含两项内容：数据传输和通信控制过程与打电话的对比△建立物理连接拨号，拨通对方△建立逻辑连接互相确认身份△数据传送互相通话△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。
●模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。
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●数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的信号值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）。
3、数字数据的传输方式●基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。
例如：以太网●宽带传输：数字信号需调制成频带模拟信号后再传送，接收方需要解调。
例如：通过电话模拟信道传输。
例如：闭路电视的信号传输。
4、数据同步方式：目的是使接收端与发送端在时间基准上一致 (包括开始时间、位边界、重复频率等)。
有三种同步方法：位同步、字符同步、帧同步。
●位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，有下面两种方式：△外同步——发送端发送数据时同时发送同步时钟信号，接收方用同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
△自同步——通过特殊编码(如曼彻斯特编码)，这些数据编码信号包含了同步信号，接收方从中提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。
●字符同步：以字符为边界实现字符的同步接收，也称为起止式或异步制。
每个字符的传输需要：1个起始位、5～8个数据位、1，1.5，2个停止位。
（如图3所示）●字符同步的性能评估：△频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新同步。
△每两个字符之间的间隔时间不固定。
△增加了辅助位，所以效率低。
例如，采用1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时，其效率为8/11＜72％。
●帧同步：识别一个帧的起始和结束。
△帧(Frame)数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块。
△面向字符的——以同步字符(SYN，16H)来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧。
（如图4所示）△面向比特的——以特殊位序列(7EH，即01111110)来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧。
5、信道最大数据传输率●奈奎斯公式：用于理想低通信道C = 2W×log2 MC = 数据传输率，单位bit/sW = 带宽，单位HzM = 信号编码级数奈奎斯公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率提供了依据。
●非理想信道实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。
损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N 降低。
延迟会使接收端的信号产生畸变。
噪声会破坏信号，产生误码。
持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特(56Kbit/s)△香农公式：有限带宽高斯噪声干扰信道C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪比例：信道带宽W=3.1KHz，S/N=2000，则C = 3100*log2(1+2000) ≈ 34Kbit/s即该信道上的最大数据传输率不会大于34Kbit/s●奈奎斯公式和香农公式的比较△C = 2W log2M数据传输率C随信号编码级数增加而增加。
△C = W log2(1+S/N)无论采样频率多高，信号编码分多少级，此公式给出了信道能达到的最高传输速率。
原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。
6、数据编码●编码与调制的区别△用数字信号承载数字或模拟数据——编码△用模拟信号承载数字或模拟数据——调制模型如图5所示：●数字数据的数字信号编码：把数字数据转换成某种数字脉冲信号常见的有两类：不归零码和曼彻斯特编码。
△不归零码(NRZ，Non-Return to Zero)二进制数字0、1分别用两种电平来表示，常常用－5V表示1，＋5V表示0。
缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器；不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。
△曼彻斯特编码(Manchester Code)用电压的变化表示0和1，规定在每个码元的中间发生跳变：高→低的跳变代表0，低→高的跳变代表1。
每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号。
这种编码也称为自同步码(Self-Synchronizing Code)。
缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。
△差分曼彻斯特编码(Differential ～)每个码元的中间仍要发生跳变，用码元开始处有无跳变来表示0和1 ，有跳变代表0，无跳变代表1。
●数字数据的调制编码，三种常用的调制技术：△幅移键控ASK (Amplitude Shift Keying)△频移键控FSK (Frequency Shift Keying)△相移键控PSK (Phase Shift Keying)基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。
载波 S(t) = Acos(ωt+ψ)S(t)的参量包括：幅度A、频率ω、初相位ψ，调制就是要使A、ω或ψ随数字基带信号的变化而变化。
△ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1。
△FSK：用载波的两个不同频率表示0和1。
△PSK：用载波的起始相位的变化表示0 和1。
（如图6所示）●模拟数据的数字信号编码采样定理：如果模拟信号的最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。
要转换的模拟数据主要是电话语音信号，语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。
这需要经过三个步骤：△采样：按一定间隔对语音信号进行采样△量化：对每个样本舍入到量化级别上△编码：对每个舍入后的样本进行编码编码后的信号称为PCM信号 (脉码调制, Pulse Coded Modulation，如图7所示)7、多路复用技术复用：多个信息源共享一个公共信道。
为何要复用？——提高线路利用率。
适用场合：当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时。
复用类型△频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing)△波分复用WDM (Wave Division Multiplexing)△时分复用TDM (Time Division Multiplexing)●频分复用原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。
频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。
（如图8所示）●波分复用——光的频分复用。
原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。
（如图9所示）●时分复用原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。
（如图10所示）由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。
时分复用的典型例子：PCM信号的传输，把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息)，每帧在一个时间片内发送，每个时隙承载一路PCM信号。
●统计(异步)TDM——STDMTDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。
改进：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。
（如图11所示）8、差错控制与语音、图像传输不同，计算机通信要求极低的差错率。
产生差错的原因：△信号衰减和热噪声△信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变；△信号反射，串扰；△冲击噪声，闪电、大功率电机的启停等。
差错控制的基本方法是：接收方进行差错检测，并向发送方应答，告知是否正确接收。
差错检测主要有两种方法：●奇偶校验（Parity Checking）在原始数据字节的最高位增加一个奇偶校验位，使结果中1的个数为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。