2 第二章 数据通信基础
六. 传输形式
单工传输 半双工传输 全双工传输
单工、半双工、全双工图解
单工（单向车道）
半双工（交通管制的双向车道）
全双工（无交通管制的双向车道）
七. 传输中的差错处理
目的：保证信息传输的正确性 传输过程中的噪声导致差错是不可避免的 缺乏差错处理能力的系统是不可用的系统 方法：反馈重传法
信息可以单向传输的途径 （包括传输媒体和中继通信设施） 根据传输媒体的类型不同 有线信道：双绞线、基带同轴电缆、宽带同轴 电缆、光缆 无线信道：微波通信、地面微波通信、卫星微 波通信
上海电力学院电力与自动化学院
根据传输方式的不同 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据 的信道。 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号） 传输数据的信道。
图形字符 控制字符
传输控制字符 格式控制字符 信息分隔字符
2.通信编码
利用特定电平信号表示0和1比特值 通过计算机或者其他通信设备的输入/输出端口 传递
（1）RS-232编码
利用不同的电平表示不同的二进制值 正电平（+15V）表示“0” 负电平（- 15V）表示“1” PC机的RS232串行通信接口
自同步
∵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，使接收端的时钟与发送设 备的时钟保持一致。 ∴曼彻斯特编码也称为自同步码（SelfSynchronizing Code）。它具有自同步机制，无需 外同步信号。 (3)(4)编码中含有同步信息(每个比特中部的电平跃变 信号)，接收方可以根据该同步信息及时调整接收 脉冲的产生，可以支持较大数据块的传输，要求发 送/接收设备支持较高频率的发/收脉冲
编码
g(t)
数字或 模拟
x(t)
g(t)
Encoder 数字信号 Decoder
数字或 模拟
调制
m(t)
Modulator
s(t)
m(t) 模拟信号
Demodulator 数字或 模拟
数字或 模拟
p
P—调制参数
四. 传输编码
1.字符编码
利用0和1比特的特定组合来表示字符。 BCD码，EBCDIC码，IA5码 ASCII码
发送方 发(1) 发(2) 发(3)
接收方
假设窗口＝4 发送方 接收方
发(1) 发(2) 发(3) 发(4)
Ack
Ack
Ack 1
NAK2
NAK
重发(3) 超时 重发(3) 发(4) Ack
等待
发(5) 重发(2)
等待
发(6) 发(7) 发(8)
Ack 4
八. 常用检错码
检错码的定义 检错码=信息字段+校验字段
校验字段越长，编码的检错能力越强，编/解码 设备越复杂，附加的冗余信息在整个编码中所 占的比例越大，传输的有效成分越少 传输顺序：信息字段在前，校验字段在后
2.调制/解调
调制/解调： 利用模拟信号支持数据信息传输的技术 调制：数字->模拟 解调：模拟->数字 调制/解调器：具有调制解调功能的设备
模拟信号三要素： 幅度，频率，相位 对应调制方法：调幅，调频，调相
载波 S(t) = A cos (t+ ) S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、相位 调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化 而变化
同步传输
特点：以多个字符或者多个比特组合成的数据块为单位进行传 输，利用独特的同步模式来限定数据块，达到同步接收的目的
发送：同步符号（起始字符）＋数据块＋同步符号（结束字符）
接收：遇到同步符号，开始接收数据，直到结束符号为止。 同步符号：标识数据块的开始和结束 可能问题：假同步现象—数据块中含有与同步符号相同的内容 解决方法：增加匹配同步符号的难度
内容： 发送一块数据块后，就停止发送工作，开始记 时，等待接收方的反馈结果。 仅当收到正确接收的确认之后、才继续发送后 继数据块。 如果接到否定确认或记时器超时，重新传输本 数据块。 收发双方以半双工方式进行工作 特点：控制简单，易于实现，但工作效率低。
3.滑动窗口协议
(1)发送方一次连续发送多块数据（称为窗口寸） (2)接收方对每块数据进行差错分析，如果发现错 误，立即反馈发送方 (3)接收方可对接收到的多个正确的数据快进行一次性 确认 (4)发送方根据反馈的结果，重发指定的数据块，或重 发指定数据块及其之后的所有数据块 特点：效率高，控制复杂，全双工方式
0
＋15V －15V a） RS232 编码方案
1
0
1
0
0
0
1
0
1
（2）不归0交替编码(NRZI)
比特间隔发生电平变化表示 “ 1” 比特间隔不发生电平变化表示 “ 0” 缺点：不具备自同步机制，必须使用外同步。
＋15V －15V
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
b）
NRZI
编码方案
误差积累
发送/接收设备的时钟略有差异时，可能造成误差 积累,造成取样脉冲的偏移，出现差错。
E A B A
C
D
B
B
三.调制/解调与编码/解码
模拟传输系统（电话网、X.25分组交换网等） 数字传输系统（宽带ISDN等）
1.通信系统模型
信源 编码 调制 信道 解调 解码 信宿
噪声
编码器：数据->适合传输的信号——便于识别、纠 错 调制器：信号->适合传输的形式——按频率、幅度、 相位 解码器：传输信号->原始数据 解调器：接收波形->数字信号序列
0
1
0 0
0
1
0
ASK调幅
FSK调频 PSK调相
4.调制/解调器的选择和应用
性能：速率，功能等 用途：使用的场合 符合相关标准 符合当地有关部门的入网规定 注意，modem需成对使用，所有通信双方的modem一 定要匹配。一台主呼，另一台被呼。用户方一般为 被呼 主呼。 ISP服务器
3.同步技术
同步技术的定义
在通信过程中，接收端根据发送端的起止时间和 重复频率校正自己的基准时间与重复频率的过程称为 同步过程，这种统一收端和发端的措施称为同步技术。 常用的方式有两种：同步传输方式和异步传输方 式。 同步技术并不是同步传输时才使用的技术，如异 步传输中就使用了外同步法
目的：保证接收方在时间上与发送方取得同步，以便能 够正确地识别和接收发送方发来的数据。 同步技术需要解决的主要问题有： 何时开始发送数据； 发送过程中的数据传输速率； 持续时间的长短； 发送时间间隔的大小。 当发送端以某一速率，在一定的起始时间内发送数 据时，接收端也必须以同一速率在相同的起始时间内接 收数据。否则接收端与发送端就会产生微小误差，随着 时间的增加，误差将逐渐积累，并造成收发的失步（不 同步），从而出现错误。
1.反馈重传法
发送方发送具有检测错误能力的代码（称为检错码） 接收方根据代码的编码规则验证接受到的数据代码， 并将结果反馈给发送方（正确接收/接收有错） 发送方根据反馈结果决定是否执行重传动作，如果 接收方未正确接收，则重传 规定时间内，未能收到反馈结果（称为超时）则执 行重传动作
2.停-等协议
3.调制方法
移幅键控法ASK 移频键控法FSK 移相键控法PSK
A ASK：用载波的两个不同振幅表示0(0v)和1(+5v) F FSK：用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和 1(2.4KHz) P PSK：用载波的起始相位的变化表示0 (同相)和 1(反相)
0
0
1 1
1.模拟信号和数字信号
模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的 预定值
t t
a) 模拟信号
b) 数字信号
2.与信道相关的几个概念
信道带宽：信道可以不失真地传输信号的频率范围 信道容量（波特率）：信道在单位时间内可以传输 的最大信号量。 数据传输速率（位速率，比特率）： 信道容量和信道带宽成正比：带宽大－>容量大 局域网带宽：10Mbps,100Mbps,1000Mbps 广域网带宽： 64kbps,2Mbps,bps,622Mbps,2.5Gbps
数据：被定义为有意义的实体，数据涉及到事物的 表示形式，是信息的载体。 数据有模拟数据和数字 数据之分。 信息：是对数据的解释，数据只有经过处理并经过 解释才有意义，才能成为信息。信息的载体可以是 数字、文字、语音、图形或图象。 信号：是数据在传输过程中的电信号的表示形式， 或称数据的电磁或电子编码。信号分为模拟信号和 数字信号。
上海电力学院电力与自动化学院
测控仪器联网技术
主讲：上海电力学院 张国伟
第二章 数据通信基础
一. 通信系统的基本组成
1.通信的三要素： 信源：信息的发送者（人、机器等） 信宿：信息的接受者（人、机器等） 载体：传递信息的媒体（信道） 噪声源
信源 变换器 信道 反变换器 信宿
二. 信道
SYN,SYN,G,H, „,B,A,SYN,D,E,SYN,SYN 传输方向
异步传输
特点：字符内部的各个比特采用固定的时间模式，每个 字符独立传输，字符之间间隔任意，用独特的起始位和 终止位来限定每个字符。传输效率较低。
起 始 位
线路空闲
1
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第2章 数据通信基础
通道容量 带宽 log2 (1 SNR) 即：C W log2 (1 SNR) W SNRdB C 3
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在实际应用中，两者结合使用： Shannon 容量定理是确定噪声通 道理论上最高的数据速率; Nyquist 给出所需的信号电平的数量。
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2.4 无线介质
无线介质即空间传输介质；电磁波传输 和卫星传输都是在空间进行。 空间传输电磁波有三种技术：微波、 红外线和激光。这三种技术都需要在发 送方和接收方之间有一条视线通路。 卫星通信是利用人造地球卫星作为中 继站转发无线电信号，在多个地面站之 间进行通信。卫星线路最突出的优点是 数据传输成本不随传输距离的增加而增 加。
提示：卫星信道的延迟大约是270ms，有些题目 中把这个值当做一个常量
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在相隔2000km的两地间通过电缆以 4800b/s的速率传送3000比特长的数据包， 从开始发送到接收完数据需要的时间是 （19） 。如果用50kb/s的卫星信道传送， 则需要的时间是 （20） 。 （19）A．480ms B．645ms C．630ms D．635ms （20）A．70ms B．330ms C．500ms D．600ms
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图
2. 3 光纤
光导纤维简称光纤，是利用光的全反射原理——任何 以大于临界角入射的光线，在介质边界都能完全地反 射回介质内——制成的。通过光在光纤中不断被反射， 被调制的光脉冲信号可以携带信息从光纤一端传送到 另一端。（如图）
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光纤组成的光缆由四部分组成： 1、缆芯：通常是高纯的石英玻璃纤维。 在多模光纤中，芯的直径是15mm～ 50mm，单模光纤直径为8mm～10mm。 2、封套：光纤外面包裹的一层材料，它 对光的折射率低于光纤。 3、外套：厚的塑料外套，用来保护封套。 4、防护层：对整个光缆起保护作用。 按照光纤缆芯的物理特性光纤可分为 两类：
第二章：数据通信基础
第二章：数据通信基础名词解释：【信息】：是对客观食物的反映，可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物质与外部的联系。
【数据】：信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。
【信道容量】：是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。
【码元】：计算机网络传送中的每1位二进制数字称为“码元”或“码位”。
【比特率】：是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制编码的有效位数。
【波特率】：是一种调制速率，也称波形速率。
它是针对在模拟信通上进行数字传输时，从调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。
或者说，在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率。
【误码率】：误码率指信息传输的错误率，也称错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
【吞吐量】：是单位时间内整个网络能够处理的信息总量。
【信道的传输延迟】：信号在信道中传输，从信源端到达信宿需要一定的时间，这个时间称为传播延迟（或时延）。
【信道带宽】：信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率与最低频率之差。
【数据传输率】：是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。
【数据终端设备（DTE）】：是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿，在计算机网络中，它是资源子网的主题。
【数据线路端接设备（DCE）】：又称为数据通信设备，是介于DTE与传输介质之间的设备，用于将DTE发出的数字信号变换成适合于在传输介质上传输的信号形式，并将它送至传输截至上；或者将从传输介质上接收的远端信号变换为计算机能接收的数字信号形式，并送往计算机。
【频带传输】：就是将代表数据的二进制信号，通过调制解调器，变换成具有一定频带范围的模拟数据信号进行传输，传输到接收端后再将模拟数据信号解调还原为数字信号。
【基带】：人们把矩形脉冲信号的固有频带称为基本频带，简称基带。
第二章数据通信基础知识数据通信原理
第二章数据通信基理础知识•回返数据通信•束原结
•学习要求
• 1. 了解信号分类方式，掌握信号频谱与带宽的概念。 • 2. 了解调制解调的基本原理 • 3. 了解信道噪声的种类及特点，掌握信道容量公式。 • 4. 了解各种信道的特点。 • 5. 了解话音信道传输数据信号的基本要求。 • 6. 掌握频分复用、时分复用技术的基本原理。 • 7. 掌握语音压缩比编码和数据压缩编码的基础知识。 • 8. 掌握数据通信系统同步类型及其实现方式
• 奈奎斯特研究了理想信道(无噪声、无码间干扰)时带宽与速率的 关系，并得到以下结论：
•其中 B为带宽单位是Hz， • M为传输时数据信号的取值状态，即采用M进制传输
•2. 香农信道容量公式•
• 香农研究了用模拟信道传输数字信号时的信道容量问题，并得出 了著名的香农公式：
•其中B为带宽，单位是Hz，S/N为信噪功率比 。
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.3 信道噪声 •3. 高斯白噪声
• 可以从以下两方面对高斯白噪声下定义 ： 其任意维概率密度函数都服从高斯分布(即正态分布)——高斯噪声 在整个频域具有均匀分布的功率谱密度——白噪声
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.4 信道容量
•1.奈奎斯特信道容量公式
其对应的误码率公式为:
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •1. 双绞线
双绞线由两根相互绝缘的铜线以均匀的扭矩对称扭绞在一起形成。
绞合的目的: (1) 减少线对之间的相互干扰， (2) 同时还增强了机械和电气稳定性
分类
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •2. 同轴电缆
•调制信道 •编码信道 •有线信道
•学习要求
• 1. 了解信号分类方式，掌握信号频谱与带宽的概念。 • 2. 了解调制解调的基本原理 • 3. 了解信道噪声的种类及特点，掌握信道容量公式。 • 4. 了解各种信道的特点。 • 5. 了解话音信道传输数据信号的基本要求。 • 6. 掌握频分复用、时分复用技术的基本原理。 • 7. 掌握语音压缩比编码和数据压缩编码的基础知识。 • 8. 掌握数据通信系统同步类型及其实现方式
• 奈奎斯特研究了理想信道(无噪声、无码间干扰)时带宽与速率的 关系，并得到以下结论：
•其中 B为带宽单位是Hz， • M为传输时数据信号的取值状态，即采用M进制传输
•2. 香农信道容量公式•
• 香农研究了用模拟信道传输数字信号时的信道容量问题，并得出 了著名的香农公式：
•其中B为带宽，单位是Hz，S/N为信噪功率比 。
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.3 信道噪声 •3. 高斯白噪声
• 可以从以下两方面对高斯白噪声下定义 ： 其任意维概率密度函数都服从高斯分布(即正态分布)——高斯噪声 在整个频域具有均匀分布的功率谱密度——白噪声
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.4 信道容量
•1.奈奎斯特信道容量公式
其对应的误码率公式为:
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •1. 双绞线
双绞线由两根相互绝缘的铜线以均匀的扭矩对称扭绞在一起形成。
绞合的目的: (1) 减少线对之间的相互干扰， (2) 同时还增强了机械和电气稳定性
分类
第二章数据通信基础知识数据通信原 理
•2.2.2 传输介质 •2. 同轴电缆
•调制信道 •编码信道 •有线信道
第2章 数据通信基础
2．1．2数据通信系统的模型
数据电路的连接方式：
S1
...
S1 (a)点-点式连接
S2
集中器 S 0 (b)点-多点式集中连接 S n
S A1 S0 S1 S2 (c)点-多点式连接 固定专线 交换网络 ... Sn S An
S B1
...
...
复用器 复用器 (d)多点-多点复用连接 固定专线
计算机A
计算机B
图2.3 数据通信系统的实例
2．1．3衡量数据通信系统的指标
1、有效性
有效性是指在给定信道内所传送信息量的大小
比特率 波特率
多电平时：比特率（数值）>波特率
2．1．3衡量数据通信系统的指标
2、可靠性 可靠性：指在给定信道内接收到的信息的可靠程度 二进制系统中，误码率为：
1、通信方式
1）单工通信
发送端 发送端 信息流向 接收端
(a)单工 不同时刻数据双向传输 发送端 接收端 (b)半双工 发送端 接收端
2）半双工通信 3）全双工通信
接收端
任何时刻都能双向传输
(c)全双工
通信的三种方式
2．1．8信息的传输方式
2、传输方式
需要8条线
1）并行传输 2）串行传输
发 送 端
2．1．4数字信号与传输代码
2．数字信号的码型 1）线路传输码型的要求
频谱中不存在直流成分 尽量减少码型频谱中的高频分量 具有一定的抗干扰能力 便于时钟信号的提取 具有较好的传输效率 码型变换设备简单，易于实现
2．1．4数字信号与传输代码
2）基带信号的码型
单极不归零 NRZ 单极归零 RZ 双极不归零 NRZ 双极归零 RZ 差分编码 双相脉冲编码（曼彻斯特编码）
第二章-数据通信基础
告 诉 自 己 那 个人我 曾经爱 过。或 许人一 生可以 爱很多 次，然 而总有 一个人 让我们 笑 的 最 灿 烂 ，哭的 最透彻 ，想的 最深切 。 3.无 论 生 活 的 多么艰 难，最 后你总 会 找 到 一 个 让你心 甘情愿 傻傻相 伴的人 。 4.每 个 人 都 有 一个死 角，自 己走不
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▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
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▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
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▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 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
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 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
➢ 例如：通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方 需要解调。
➢ 例如：闭路电视的信号传输
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
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▪ 不同类型的信号在不同类型的信道上传输 有4种情况：
数据：模拟数据 数字数据
信号：模拟信号 数字信号
信道：模拟信道 数字信道
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▪ 模拟传输和数字传输所使用的技术
模拟数据，模拟信号
语音
模拟
移频,调制
模拟数据，数字信号
模拟
数字
PCM编码
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▪ 信息通过数据通信系统进行传输的过程
➢ 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
“A” 01000001
01000001 “A”
信息→数据→信号→在信道信道上传输→信号→数据→信息
信息编码 数据编码 调制
解调 数据解码 信息解码
➢ 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
➢ 例如：通过电话网络传输数据
▪ 宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ 到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方 需要解调。
➢ 例如：闭路电视的信号传输
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码元1 码元2 码元3 码元4 码元5
第2章_数据通信基础
2.误码率和误比特率 误码率是指码元在传输过程中，错误码元占 总传输码元的比率，可用如下公式表示： 误码率=传输出错的码元数/传输的总码元数 误比特率是指在传输过程中，传输出错的比 特数占传输的总比特数的比率，可用如下公 式表示： 误比特率=传输出错的比特数/传输的总比特 数
3.信道带宽和信道容量 信道带宽是指信道中传输的信号在不失真的 情况下所占用的频率范围，通常称为信道的 通频带，单位用赫兹(Hz)表示。信道带宽是 由信道的物理特性所决定的，例如，电话线 路的频率范围为300～3 400 Hz，则它的带宽 范围也是300～3 400 Hz。
2.线路交换方式的特点 通信通道利用率很低，连接期间该通道完全 被用于整个连接过程，即使没有数据传送， 别人也无法使用。 实时性好，连接期间无延迟，一旦线路建立， 网络对于用户实际上是透明的。 交换设备简单(纯硬件)，收发速度快。 线路交换方式适用于远程成批处理和发送大 量数据的场合。
2.3.2报文交换 通道可复用，线路效率较高，多个报文可分 时共享一条通道。 能够建立报文的优先权。 可实现一对多通信，而这在线路交换中是办 不到的。 实时性差，延迟时间较长，不适用于声音和 图像之类实时或交互性要求较高的通信需求。
1.传输介质的分类 通信介质分为有线介质和无线介质两大类。 网络中常用的有线介质是双绞线、同轴电缆 和光纤；常用的无线介质是无线电波、微波 和红外线等
2.传输介质的特性 （1）物理特性：指传输介质的特征。 （2）传输特性：传输信号调制技术、信道容 量及传输的频带范围。 （3）覆盖地理范围：指在不用中继设备情况 下，无失真传输所能达到的最大距离。 （4）抗干扰特性：指防止噪声对传输信息影 响的能力。 （5）价格：指线路安装、维护等费用总和。
三种数据交换技术总结如下： (1)线路交换：在数据传送之前需建立一条物 理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被 一对用户完全占有。 (2)报文交换：报文从发送方传送到接收方采 用存储转发的方式。在传送报文时，只占用一 段通路：在交换节点中需要缓冲存储，报文需 要排队。因此，这种方式不满足实时通信的要 求。 (3)分组交换：此方式与报文交换类似，但报 文被分成组传送，并规定了分组的最大长度， 到达目的地后需重新将分组组装成报文。这是 网络中采用最广泛的一种交换技术。
第二章数据通信基础
数据传输以信号传输为基础，数据传输质 量的好坏，除了与发送和接收设备的性能 有关外，还取决于： • 传输信号本身的质量 • 传输信道的特性
2.1.3 通信方式
2.1.3.1 并行传输和串行传输
按照计算机系统各部件之间同时传送的 位数，可以分为并行传输和串行传输。 并行传输
• 串行传输
2.1.3.2 信道的通信方式
冗余（校验码）产生方法 ----即已知k(x)求R(x)的过程 生成多项式G(x):根据多项式理论求得的具 有某种特殊属性的多项式 生成多项式的国际标准： CRC-12=x12+x11+x3+x2+x+x0 CRC-16=x16+x15+x2+1 CRC-CCITT=x16+x12+x5+1 利用生成多项式，就可以通过k(x)求得R(x)
2.3 数据传输技术
2.3.1 多路复用技术
当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可 以将信道分割成若干个子信道，每个子信 道用来传输一种信号。 1.频分多路复用----FDM：频分多路复用要通 过频谱搬移技术，保证各路信号的频谱在 传输过程中在传输过程中不相干扰
2.时分多路复用----TDM 将使用信道的时间分成一个个的时间片， 每一路信号只能在自己的时间片内独占信 道进行传输。 · 同步TDM：时间片的分配是事先约定的，且 固定不变。 · 异步TDM：时间片是按需分配，事先申请。
5. 误码率：传输出错的码元数占传输总码元 数的比例。用来衡量数据通信系统在正常工 作情况下传输的可靠性。 Pe=Ne/N 意义：决定传输数据单元大小的一个重要依据。
6.吞吐量：单位时间传输的总信息量（bps） • 受网络拥挤程度影响 7.延迟时间：网络中相距最远的两个节点的 传输时间。 如:500m的同轴电缆，延迟时间是2.5us 卫星信道延迟时间是270ms
【软考网络工程师教程-成功笔记】第2章数据通信基础
【软考网络工程师教程-成功笔记】第2章数据通信基础2.1数据通信的基本概念（了解）通信的目的就是传递信息。
通信中产生和发送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之间的通信线路称为信道。
图2-1 通信系统模型2.2信道特性2.2.1信道带宽（10下15，13下15，14下15，15下15，16上14，17上12，13）在模拟信道：带宽W=f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率，单位是赫兹（Hz）。
在数字信道：数字信道是一种离散信道，带宽决定了信道能达到的最高数据传输速率。
码元：一个数字脉冲称为一个码元。
---相同时间间隔（可理解为是钟周期）相同的信号。
码元速率：单位时间内通过信道传送的码元个数，如果信道带宽为T秒，则码元速率为B=1/T。
单位叫波特（Band）。
（09下）尼奎斯特采样定理：在一个理想的（即没有噪声的环境）信道中，若信道带宽为W，则最大码元速率为：B=2W（Baud），其数据速率取决于1码元携带的比特数，这是由信道的物理特性决定的。
码元携带的信息量n与码元种类N关系为n=log2N，则极限数据速率为R=Blog2N=2Wlog2N香农定理：在一个噪声信道的极限数据速率和带宽之间的关系。
极限数据速率公司为C=Wlog2(1+S/N) 分贝与信噪比关系：dB=10log10S/N其中W为带宽，S为信号平均功率，N为噪声平均功率，S/N为信噪比【真题2010年下半年】●设信道采用2DPSK调制，码元速率为300波特，则最大数据速率为（15）b/s。
（15）A.300 B. 600 C. 900 D. 1200【解析】：P292DPSK二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，代表一个码元携带的信息量为2位。
R=B*log2(N)=300*log2(2)=300bps （R为最大数据速率、B为码元速率）【参考答案】：（15）A【真题2017年上半年】●电话信道的频率为0~4KHz，若信噪比为30dB，则信道容量为（12）kb/s，要达到此容量，至少需要（13）个信号状态。
第2章-数据通信基础知识
同步 TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 统计TDM
周期2 可用带宽
A1 B1 B2 C2
周期1
周期2
2.5 差错控制与流量控制
1.差错的产生
1）差错的定义
通过通信信道后接收的数据与发送的数据不 一致的现象。
2）差错产生的原因和类型
差错产生的原因是热噪声。主要有信道固有 的随机热噪声和外界因素引起的冲击热噪声。
外护套
加固材料 塑料屏蔽层
玻璃纤维和包层
图2-4光缆结构
（4）无线通信
电磁波传播方式有两种：无线、有线 常用的有微波、红外线和可见光。 无线通信系统有：微波通信、蜂窝移动通信和卫星通信。
微波只能沿直线传播，在地面一般采用点对点方式通信。 蜂窝移动通信是广播式传输，采用多址接入技术区分用户。
卫星通信覆盖面积大，通信距离远，通信费用和距离无关， 有传输延迟。
• 单工：数据单向传输（无线电广播）
• 半双工：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输
（对讲机） • 全双工：数据可同时双向传输（电话）
两个方向的信号共享链路带宽： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输
数据通信的操作方式
3.数据通信中的主要技术指标
统计时分多路复用（ATDM）－也叫异步时分多路复用
根据用户对时间片的需要来分配时间片，没有数据传 输的用户不分配时间片，同时，对每一个时间片加上用户 标识，以区别该时间片属于哪一个用户。提高了通信线路 利用率。
该技术为异步传输模式ATM的研究奠定了理论基础。
t1 t2 t3
A B C D
待发数据
数据通信基础
分类： 3类线、4类线、5类线和超5类线
UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线
屏蔽双绞线（STP）
优点： 传输质量较高 电缆尺寸和重量与UTP相当
缺点： 安装不合适有可能引入外界干扰
2. 同轴电缆
同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽 层以及保护塑料外层所组成，如图所示。
图 【同轴电缆】
§2.1.2通信系统模型
通信系统模型 通信系统的三个基本要素：
➢信源是产生和发送信息的一端 ➢信道是信息传输的介质 ➢信宿是接受信息的一端
数据通信系统的实例
2.1.3 数据的传输方式
1、并行传输 数据以成组的方式在多条并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并
2.4数据交换
3、分组交换方工式
将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。
优点： 1）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组——速度快； 2）转发延时小——适用于交互式通信； 3）某个分组出错仅重发该分组——效率高； 4）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。 特点： 1）数据传输前不需要建立一条端到端的通路。 2）有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。
电话机
例如，现实生活中的电话机通话就是一个全双工的通信过程。
单工、半双工与全双工通信综合比较
传 通信方 输
式方 向
固
单工
定 单
向
限
半双工
时 双
向
全双工
双 向
信
道 个
收发方的限制
数
优缺点
应用
1
一方只能发送，一 方只能接收
结构简单、效 率低、只能单 向传输信息
UTP非常适合于楼宇内部的结构化布线
屏蔽双绞线（STP）
优点： 传输质量较高 电缆尺寸和重量与UTP相当
缺点： 安装不合适有可能引入外界干扰
2. 同轴电缆
同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽 层以及保护塑料外层所组成，如图所示。
图 【同轴电缆】
§2.1.2通信系统模型
通信系统模型 通信系统的三个基本要素：
➢信源是产生和发送信息的一端 ➢信道是信息传输的介质 ➢信宿是接受信息的一端
数据通信系统的实例
2.1.3 数据的传输方式
1、并行传输 数据以成组的方式在多条并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1个字符代码的几位二进制比特分别通过几个并
2.4数据交换
3、分组交换方工式
将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。
优点： 1）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组——速度快； 2）转发延时小——适用于交互式通信； 3）某个分组出错仅重发该分组——效率高； 4）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。 特点： 1）数据传输前不需要建立一条端到端的通路。 2）有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。
电话机
例如，现实生活中的电话机通话就是一个全双工的通信过程。
单工、半双工与全双工通信综合比较
传 通信方 输
式方 向
固
单工
定 单
向
限
半双工
时 双
向
全双工
双 向
信
道 个
收发方的限制
数
优缺点
应用
1
一方只能发送，一 方只能接收
结构简单、效 率低、只能单 向传输信息