04第4章数据通信1精品PPT课件
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数据通信PPT课件
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
14
第14页/共38页
调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
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调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
数据通信与计算机网络基础PPT课件
三、执行器与驱动器 • 台达变频器 • RS-485接口 • Modbus协议 • 可安装PROFIBUS、 DeviceNet、LonWorks、 CANopen通信扩展卡
4 工业控制网络的节点
三、执行器与驱动器 • 台达伺服驱动器 • RS-232接口 • RS-485接口 • Modbus协议 • CANopen通信口
差错控制的主要目的是减少通信信道的传输 错误，差错控制的方法是对发送的信息进行控制 编码。
差错控制编码可分为检错码和纠错码，检错码 是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能自动 发现差错而且能自动纠正差错的编码。
3 传输差错及其检测
一、奇偶校验码
1. 纵向奇偶校验码 2. 横向奇偶校验码 3. 纵横奇偶校验码
数据通信与计算机网络基础
1 数据通信系统概述 2 数据编码技术 3 传输差错及其检测 4 工业控制网络的节点 5 通信传输介质 6 网络拓扑结构 7 网络传输介质的访问控制方式 8 OSI参考模型
1 数据通信系统概述
控制网络是一类特殊的局域网，既有局域网 的基本特征，也有控制网络固有的技术特征
现场总线==控制领域的计算机局域网络
1. 幅移键控法ASK 2. 频移键控法FSK 3. 相移键控法PSK
2 数据编码技术
二、数字数据的数字信号编码 1. 单极性不归零码 2. 双极性不归零码 3. 单极同步方式 1. 位同步
（1）外同步法 （2）自同步法
2 数据编码技术
三、数字同步方式
4 工业控制网络的节点
四、人机界面 • 台达触摸屏 • RS-232接口 • RS-485接口 • 以太网接口 • Modbus协议 • MCGS
4 工业控制网络的节点
五、网络互联设备 1. 网络接口卡 2. 中继器 3. 集线器 4. 网桥 5. 交换机 6. 路由器 7. 网关
4 工业控制网络的节点
三、执行器与驱动器 • 台达伺服驱动器 • RS-232接口 • RS-485接口 • Modbus协议 • CANopen通信口
差错控制的主要目的是减少通信信道的传输 错误，差错控制的方法是对发送的信息进行控制 编码。
差错控制编码可分为检错码和纠错码，检错码 是能自动发现差错的编码，纠错码是不仅能自动 发现差错而且能自动纠正差错的编码。
3 传输差错及其检测
一、奇偶校验码
1. 纵向奇偶校验码 2. 横向奇偶校验码 3. 纵横奇偶校验码
数据通信与计算机网络基础
1 数据通信系统概述 2 数据编码技术 3 传输差错及其检测 4 工业控制网络的节点 5 通信传输介质 6 网络拓扑结构 7 网络传输介质的访问控制方式 8 OSI参考模型
1 数据通信系统概述
控制网络是一类特殊的局域网，既有局域网 的基本特征，也有控制网络固有的技术特征
现场总线==控制领域的计算机局域网络
1. 幅移键控法ASK 2. 频移键控法FSK 3. 相移键控法PSK
2 数据编码技术
二、数字数据的数字信号编码 1. 单极性不归零码 2. 双极性不归零码 3. 单极同步方式 1. 位同步
（1）外同步法 （2）自同步法
2 数据编码技术
三、数字同步方式
4 工业控制网络的节点
四、人机界面 • 台达触摸屏 • RS-232接口 • RS-485接口 • 以太网接口 • Modbus协议 • MCGS
4 工业控制网络的节点
五、网络互联设备 1. 网络接口卡 2. 中继器 3. 集线器 4. 网桥 5. 交换机 6. 路由器 7. 网关
精品课件-数字通信原理PPT课件
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网 X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
(1)、ITU(International Telecommunication Union) (国际电信联盟) I系列--------ISDN(综合业务数字网)有关 V系列-------主要提供电话网(PSTN)上数据传输的标准 其中 PSTN(Public switching telephone networks)(公共交换电话网) X系列-------主要提供公用数据网上数据传输的标准 还有 Q,G系列等 (2)、国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)标准
微波中继通信的主要发展方向是数字微波,同时要不断增加 系统容量,增加容量的途径是向多电平调制技术发展。目前采用 的调制方式有16QAM和64QAM,并已出现256QAM、1024QAM 等超多电平调制的方式。采用多电平调制,在40 MHz的标准频道 间隔内,可传送1920至7680路PCM数字电话
C B
我国近几年来光纤通信已得到了快速发展,目前光缆长度累计近几 十万km。我国已不再敷设同轴电缆,新的工程将全部采用光纤通信新 技术。
1.2.3发展状况
数字通信 计算机技术 集成制造及发展 1、网络化 各类网络互换互通 2、高速化 信息处理,传输,交换,存储高速化 3、业务多元化 目前仍以语言通信为主,数据业务大大增加 4、标准化 制定国际通用标准的组织主要有
数据通信基础知识PPT课件
的信号传输。
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
.
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3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
第4章 移动通信网络技术-1
最合适
最大 最小
基站辐射半径r相同
19
第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
20
第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
11
第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
9
第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
最大 最小
基站辐射半径r相同
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第4章 移动通信网络技术
蜂窝小区的覆盖半径主要取决于人口密度及分布、人 流活动路线和场所。
小区覆盖半径越小，小区数目越多，
容量越大，但基站数也在增多 农村地区：蜂窝小区覆盖半径较大； 城市中心地区：蜂窝小区半径很小。 根据蜂窝小区覆盖半径的不同，蜂窝可分为三类：宏蜂窝、
微蜂窝和微微蜂窝。
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第4章 移动通信网络技术
各类蜂窝小区的特点： ① 宏蜂窝。早期蜂窝小区由宏蜂窝构成。 小区覆盖半径：2～20 km。基站的发射功率：l00 W左右。 天线架设位置比较高。 在实际的宏蜂窝内通常存在着两种特殊的微小区域： 一是“盲点”区域 —— 由于无线电波遇到障碍物而造成的 阴影区域，使得该区域的信号强度减弱，通信质量下降； 二是“热点”区域 —— 在商业中心或交通要道等业务繁忙 区域，空间业务负荷分布不均匀。 为了解决“盲点”区域和“热点”区域问题，于是产生 了微蜂窝小区技术。
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第4章 移动通信网络技术
4.2 频率复用技术和系统容量
因频率资源有限，为增加用户容量，需采用小区制（蜂 窝网），可以实现频率再利用（频率复用） 考虑以下问题： 1、频率复用的原则（需满足什么条件） 2、小区形状、大小如何确定（基站覆盖半径） 3、哪些小区可以实现频率复用 4、频率复用对系统容量及性能的影响
9
第4章 移动通信网络技术
AUC：鉴权中心。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的 鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权
参数。
EIR：存储移动台设备参数的数据库。存储着移动设备的国 际移动设备识别码(IMEI/电子串号)；分别列出了准许使用的、
出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，
第4章---数据链路层ppt课件(全)
一个n位的二进制序列，它的码多项式为： Xn-1 到 X n次多项式的系数系列。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
例如：110110的码多项式
循环码的定义：如果分组码中各码字中的码元 循环左移位（或右移位）所形成的码字仍然是 码组中的一个码字（除全零码外），则这种码 称为循环码。例如n长循环码中的一个码为 [C]=Cn-1Cn-2……C1C0 ，
（3）在串行通信中通常使用的三种生成多项式G （X）来产生校验码。
（4）编码特点
由于码的循环性，它的编解码的设备比 较简单。
纠错能力强，特别适合检测突发性的错 误，除了正好数据块的比特值是按除数 变化外，循环冗余校验（CRC）将检测出 所有的错误。
所以在计算机通信中得到广泛的应用。
差错控制方式
新加入的码元愈多，冗余度愈大，纠错能力欲 强，但效率越低。
分组码：将信息码分组，并为每个组附加若干 监督的编码，称为“分组码”。在分组码中， 监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般可用符号（n,k）表示，n是码组中 的总位数，k是每组码二进制信息码元的数目。
n-k = r是监督码元的数目。
(3) 流量控制 发方发送数据的速率必须使得收方来得 及接收。当收方来不及接收时，就必须及时控制发方 发送数据的速率。这种功能称为流量控制（flow conctrol）。采用接收方的接收能力来控制发送方的发 送能力这是计算机网络流量控制中采用的一般方法。
(4) 差错控制 在计算机通信中，一般都要求有极低的 比特差错率。为此，广泛采用了编码技术，编码技术 有两大类。一类是前向纠错，也就是收方收到有差错 的数据帧时，能够自动将差错改正过来。这种方法的 开销较大，不大适合于计算机通信。另一类是差错检 测，也就是收方可以检测出收到的数据帧有差错（但 并不知道出错的确切位置）。当检测出有差错的数据 帧就立即将它丢弃，但接下去有两种选择：一种方法 是不进行任何处理（要处理也是有高层进行），另一 种方法则是由数据链路层负责重传丢弃的帧。
数据通信基础知识PPT课件
• 模拟信号的传输 • 按频率区分信号—传输介质的带宽划分为若干个不重叠、相互隔离的窄频带，
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
第41页/共65页
试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
第42页/共65页
波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
第40页/共65页
试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
第10页/共65页
2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
第11页/共65页
每一路信号占用一个窄频带 • 典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载
波系统、ADSL（非对称数字用户线）
第34页/共65页
试题分析1
• ADSL 使用的多路复用技术是___(33)___。 （） A．频分多路复用 B．时分多路复用 C．码分多址
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试题分析4
• 8个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率 为80%，则其带宽应该是（21）kb/s 。(06.11) A．410 B．512 C．640 D．1440
• 答案：C • (64kb/s*8/80%=640kb/s)
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波分多路复用(WDM)
• ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术 “面向分组”的传送模式；
• 在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为 “信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的 传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连 接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。
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试题分析3
• 下面关于信元（Cell Switch）交换的描述中， 不正确的是（20）。(06.11) A．信元的大小为固定长度 B．信元交换采用了统计时分复用的传输方 式 C．信元交换的实时性比较差 D．信元交换结合了分组交换和电路交换的 优点
• 答案:数字数据 ,数字数据或模拟数据 ,脉冲噪 声 ,高速数字信号 , p=kd
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2 信道的特性
• 信道:是信号的传输媒质 • 波特率和比特率 • 调制
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计算机科学技术导论(第二版) 第4章 计算机网络与通信
2．纠错码 纠错码是指在发送每个组信息时发 送足够的附加位，借助这些附加信息， 接收端在接收译码器的控制下不仅可以 发现错误，而且还能自动纠正错误。 目前，比效常见的纠错编码有海明 纠错码、正反纠错码等。
返 回
4.3 因特网
4.3.1 因特网的历史演变
因特网的英文原词是“Internet”，它起源于1969年在美国 建立的ARPA网 。随着网络技术的发展，连接到ARPA网 中的节点数量不断增加专家开始深入研究适合于在多个网 络互联时使用的协议。1974年，专门为在互联网上通信设 计的TCP/IP模型和协议产生了。 1983年以后，军事部分分 成一个单独的子网，称为“MILNET”。 在20世纪70年代末，美国国家科学基金会（NSF）注意到 了ARPA网在大学科研上所起的重要作用，1984年，NSF 开始设计并建立替代ARPA网的高速互联网，以使所有美 国大学可以自由地加入其中。这个互联网称为“NSFNET”。 NSFNET从一开始就使用了简单易用的TCP/IP协议，从而 使得连接到ARPANET和NSFNET上的网络、机器和用户 快速增长，产生了专门的“互联网”的概念。
4.1.7 计算机网络的功能
1．数据通信：数据通信即数据传送，是计算机 网络最基本的功能之一。它包括传输文件和使用 电子邮件（E—mail）。 2．资源共享：资源共享包括硬件、软件和数据 资源的共享，它是计算机网络最具有吸引力的功 能之一。 3．易于进行分布处理：在计算机网络中，每个 用户可根据情况灵活选择计算机网络的资源，以 就近的原则快速处理。
4.2.2 数据传输方式
1．数据基本传输方式 数据传输的基本方式可分为并行传输和串行传输 两种。 并行传输是指数据的各位同时进行传送，而串 行是指数据一位一位地按顺序传送。图4.1
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① 主机又称中央处理机，由中央处理单元（CPU）、主存储器、输 入/输出设备及其他外围设备组成。功能是进行数据处理。
② 通信控制器是数据电路和计算机系统的接口。功能是进行通信状 态的连接、监控和拆除等操作，还可接收来自多个数据终端设备的信 息，并转换信息格式。
（1）数据：是信息的实体，是把事件的某些属性规范化后的 表现形式，它能被识别，也可以被描述。
一般认为：
数据是预先约定的某种含义的数字、字母或符号的组合。
◦ 模拟数据：反映的是连续的值（如声音、视频、温度、压
力等）
◦ 数字数据：反映的是离散的值（如整数、ASCII文本等）。
（2）信号：是数据的电磁编码。
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4.1.2 系统组成
数据终端设备
DTE
接口 DCE
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
数据 电路 终结 设备
传输信道
接口 中央计算机系统
DCE
DTE
数据 电路 终结 设备
通信 控制
器
中央 处理
机
（2）中央计算机系统
数据电路 数据链路
◦ 中央计算机系统处理从数据终端设备输入的数据信息，并 将处理结果向相应数据终端设备输出。由主机、通信控制 器（又称前置处理机）及外围设备组成。
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4.1.1 数据和数据通信
与传统电话通信比较有以下特点： （4）数据通信具有灵活的接口功能，以满足各式各样的
计算机和终端间的相互通信。
（5）数据通信的通信量呈突发性，瞬时高峰速率可能高 出平均速率上百倍。网络设计折中考虑，保证一定传输延 时的情况下，充分利用网络资源。 （6）通信持续时间差异较大，实时性要求也不同 。
现代通信技术
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第四章 数据通信
本章内容 – 数据通信概述 – 数据传输 – 数据交换 – 数据通信网
本章重点
– 数据系统组成
– 并行及串行传 输方式
– 电路交换及分 组交换
– 数据通信网
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第四章 数据通信
本章学习目的和要求 – 掌握数据通信的特点及系统组成 – 理解数据传输的过程及方法 – 领会数据交换的思想 – 了解数据通信网的应用与发展
通信 控制
器
中央 处理
机
数据电路 数据链路
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4.1.2 系统组成
2. 数据通信系统的组成
典型的数据通信系统由中央计算机系统、数据终端设备 DTE以及数据电路三部分组成。
数据终端设备 接口
DTE
DCE
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据 电路 终结 设备
传输信道
数据电路 数据链路
接口 中央计算机系统
4.1.2 系统组成
2. 数据通信系统的组成
数据通信系统是通过数据电路将分布在远端的数据终端设 备与计算机系统连接起来，实现数据的传输、交换、存储和处 理的系统。
数据终端设备 接口
DTE
DCE
接口 中央计算机系统
DCE
DTE
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
数据 电路 终结 设备
传输信道
数据 电路 终结 设备
常见的输入设备是键盘、鼠标和扫描仪；输出设备可以是CRT显示 器、打印机等。
② 传输控制器执行与通信网络之间的通信过程控制，由软件实现， 包括差错控制、流量控制、接续和传输等通信协议的实现。
◦ 最常用的数据终端设备就是网络中的微机。此外，数据终 端设备还可以是网络中专用数据输出设备，如打印机等。
数据通信定义：依照通信协议，利用数据传输技术在两 个功能单元（计算机、终端等）之间传递数据信息。
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4.1.2 系统组成
1．数据通信系统模型 ◦ 数据通信系统用来产生和接收数据，对数据进行编码、转 换，以便满足数据传输系统的传送要求。
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4.1 数据通信概述
数据通信和语音通信有什么不同？ 传输语音信号的电话网，能否传输数据信息？ 如果可以，应该添加什么设备？ 数据通信本身有什么特点？
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4.1.1 数据和数据通信
1、 数据、信号与信息
◦ 模拟信号：连续变化的电信号
数据寄寓于信息之中
◦ 数字信号：离散变化的电信号
信息以信号作为载体
（3）信息：是数据的具体含义。
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4.1.1 数据和数据通信
2、数据通信是计算机与通信相结合的产物。 与传统电话通信比较有以下特点： （1）话音通信终端发送和接收的是模拟的电流信号，传 输是利用现有的公用电话交换网；数据终端发出的数据一 般是离散的数字信号，传输可以利用公用电话交换网，也 可利用数据网。解决如何传输、接收离散的数字信号。 （2）数据通信是计算机与计算机以及人与计算机之间的 通信，而电话通信是人与人之间。计算机通信需要定义严 格的通信协议或标准。 （3）数据传输的准确性和可靠性要求高，如军事、银行 业务系统。要采取措施对差错进行纠正或控制。
接口 中央计算机系统
DCE
DTE
数据 电路 终结 设备
通信 控制
器
中央 处理
机
数据电路 数据链路
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4.1.2 系统组成
数据终端设备
DTE
接口 DCE
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
数据 电路 终结 设备
传输信道
接口 中央计算机系统
DCE
DTE
数据 电路 终结 设备
通信 控制
器
中央 处理
机
数据电路 数据链路
（1）数据终端设备（Data Terminating Equipment， DTE）
◦ 数据终端设备即数据的生成者和使用者，它根据协议控制 通信的功能。由数据输入、输出设备和传输控制器组成。
① 数据输入、输出设备是操作人员与终端之间的界面。它把人可以 识别的信息变换成计算机可以处理的信息或者相反的过程。
DCE
DTE
数据 电路 终结 设备
通信 控制
器
中央 处理
机
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4.1.2 系统组成
在计算机网络中，数据通信系统的任务是：把数据源计 算机所产生的数据迅速、可靠、准确地传输到数据宿（ 目的）计算机或专用外设。
数据终端设备 接口
DTE
DCE
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
数据 电路 终结 设备
传输信道