第2章数据通信的基础知识2汇总

合集下载

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

第二章-数据通信基础

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
23.03.2022
9
zhuxh
▪ 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
23.03.2022
10
zhuxh
▪ 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
8
zhuxh
▪ 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
23.03.2022
25
zhuxh
码元1 码元2 码元3 码元4 码元5

计算机网络数据通信的基础知识

计算机网络数据通信的基础知识

2.1 数据通信的基本概念
4. 通信系统模型
通信的三个要素:信源、信宿和信道
信源:一次通信中产生和发送信息的一端
信宿:一次通信中接收信息的一端 信道:信源和信宿之间传送信息的通道,以通信线路为物质基础
2022/4/6 2022/4/6
第五页,共五5十三页。
2.1 数据通信的基本概念
2.1.2 数据通信系统的主要构成
2.1 数据通信的基本概念
1. 数据传输系统(通信子网)的组成:
传输线路:信息的传输路径(包括传输介质和中继设备)
传输介质:有线的(如同轴电缆、光纤,双绞线等),无线 的(微波、无线电、红外线等)
中继设备:信号在传输过程中有衰减,每隔一定距离需要对 传输信号放大、恢复信号幅度和相位后继续传送
调制解调器
表示。 ➢ 当传输的信号速率超过信道的最大信号速率时,就会产生失真。
➢ 信道容量是衡量一个信道传输数字信号能力的重要参数。
“带宽”同“速率”之间关系如何?
由于信道带宽总是有限的,以及信道干扰的存在,信道的数据 传输速率总会有一个上限,并且和带宽有相应关系。
2022/4/6 2022/4/6
22 第二十二页,共五22十三页。
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
范围在300~3400Hz,则它的信道带宽300~3400Hz ;
2022/4/6 2022/4/6
21 第二十一页,共2五1十三页。
2.2 信道及其主要特征
2.信道容量(信道最大数据传输速率 ):
➢ 单位时间内信道上所能传输的最大比特数,用每秒比特数(bps)
0 100 10 1 A B
码元 信息比特

第2章_数据通信基础

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

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

第二章数据通信技术基础

第二章数据通信技术基础
传送所有的比特。它比较便宜, 用在长距离连接中也比并行传 输更加可靠。因为它每次只能 发送一个比特位,所以其速度 比较慢。
(2)并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特,每个比特使用单独
一条线路(导线)。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍,特别是应用
于两个短距离和设备之间。
11
2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中,信道是传输信号的通道。 逻辑上,信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说,一条通信线路至 少包含两条信道,一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向,故效率低,但可节省 传输线路。
19
2.3 数据通信方式-传输方向
3.全双工通信(双向同时通信 ) 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高,控制简单,但 是结构较复杂,成本较高。
例如,一般不发字符时线路保持“1”状态,当发送一个 字符代码时,字符前面要加一个起始信号,极性为“0”,即 空号极性,预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号,极性为“1”,即传号极性, 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易,每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准,对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元,必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源(源计算机)到信宿(目的计算机)所花 费的时间。

【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

【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

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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

玻璃封套 塑料外套
玻璃内芯 外壳
塑料外套
玻璃内芯
玻璃封套
2.3 传输媒体(介质)
➢ 光纤分类:
根据使用的光源和传输模式,光纤可分为多模光纤MMF和单 模光纤SMF
多模光纤采用发光二极管产生可见光作为光源,定向性较差。
当光纤纤芯的直径比光波波长大很多时,由于光束进入纤芯中 的角度不同传播路径也不同,这时光束是以多种模式在纤芯内 不断反射而向前传播。
4(兰)电源预留+ 5(白兰) 电源预留— 7(白棕100base-TX )绞线通讯技术 对于1000base-TX绞线通讯技术接法另行规定。
计算机网络通讯介质
双绞线直通 直线:用于不同设备之间互连(交换机-PC) 568A-568A
计算机网络通讯介质
2. 宽带同轴电缆
一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号,铝箔缠绕屏蔽,特 征阻抗为75 ,用于模拟传输,300~450MHz,100km,需要放 大器,如RG-59(有线电视CATV )
2020/6/24
3
2.3 传输媒体(介质)
➢ 基带同轴电缆分为: 细同轴
粗同轴
50 ,D=1.02cm ,10Mbps 50 ,D=2.54cm ,10Mbps
多模光纤的传输距离一般
在2km以内。
纤芯/覆层的直径为62.5/125微米。
2020/6/24
15
2.3 传输媒体(介质)
单模光纤采用注入式激光二极管 作为光源,激光的定向性强。
单模光纤的纤芯直径一般为几个 光波的波长,当激光束进人玻璃 芯中的角度差别很小时,能以单 一的模式无反射地沿轴向传播。 单模光纤的传输距离可以达到几 十甚至上百公里。
纤芯/覆层的直径为8/125微米。
2020/6/24
16
2.3 传输媒体(介质)
➢ 传输过程:
4
2.3 传输媒体(介质)
2.3.2 双绞线
➢ 双绞线是由两根绞合的绝缘铜线外部包裹屏蔽层和橡胶外皮 而构成。
➢ 一根电缆中通常包含多对双绞线,线对数量视用途在2对到 1800对之间,连接计算机终端的双绞线电缆通常包含2对或4 对双绞线。
➢ 在局域网中一般也采用双绞线作为传输媒体。主要用于星形 网络拓扑,即以集线器或网络交换机为中心、各网络工作站
2.3 传输媒体(介质)
传输媒体分类
➢ 有线 金属导体:双绞线、 同轴电缆(粗、细) 光纤 ➢ 无线 无线电波(短波)、地面微波、卫星微波、红外线
2020/6/24
1
2.3 传输媒体(介质)
2.3.1 同轴电缆 ➢ 同轴电缆是由绕同一轴线的两个导体所
组成,即内导体(铜芯导线)和外导体 (屏蔽层),外导体的作用是屏蔽电磁干 扰和辐射,两导体之间用绝缘材料隔离。 同轴电缆具有较高的带宽和极好的抗干 扰特性。
185m、4中继、5段(925m) 500m、4中继、5段(2500m)
优缺点:
优缺点:
价格低
价格稍高
安装方便(T型连接器、BNC 安装稍难(收发器、收发器电缆、
接头、终端匹配器)
终端匹配器)
抗干扰能力强
抗干扰能力强
距离短
距离中等
可靠性差
可靠性好
细同轴电缆和粗同轴电缆都只能用于总线拓扑结构
2020/6/24
双绞线交叉 反线:用于同种设备之间互连(PC-PC,交换机-交换机)568A-568B
2.3.3 光纤电缆
➢ 光纤传输原理——利用了光的反射 ➢ 光纤电缆:纤芯-折射率高;玻璃包层-折射率低
导光纤维是一种由石英玻璃纤维或塑料制成的,直径很细,能传 导光信号的媒体。 玻璃包层又称为覆层,是折射率较低的反光材料。 由于覆层的作用,在纤芯中传输的光信号几乎不会从覆层中折射 出去。这样当光束进入光纤中的纤芯后,可以减少光通过光缆时 的损耗,并且在纤芯边缘产生全反射,使光束曲折前进。
➢ 同轴电缆的规格是指电缆粗细程度的度 量(直径:1.02~2.54cm),按射频级测量绝缘外套 屏蔽层 绝缘材料 单位(RG)来度量,铜芯导线越细,RG越 高,铜芯导线越粗,RG越低
2020/6/24
铜芯
2
2.3 传输媒体(介质)
➢ 同轴电缆分类 1. 基带同轴电缆
一条电缆只用于一个信道,网状铜线屏蔽,特征阻抗为50,用 于数字传输,如RG-8(粗缆以太网),RG-58(细缆以太网)。 局域网:50基带同轴电缆,数据传输率10Mbps
2020/6/24
6
2.3 传输媒体(介质)
2. 屏蔽双绞线 (STP):以铝箔屏蔽以减少干扰和串扰 安装比UTP困难,必须配有支 持屏蔽功能的特殊连接器和相应
的安装技术
价格比UTP高,但低于同轴电缆 传输速率高,100m内可达到 155Mbps,常见速率为16Mbps和
2020/6/24
100Mbps 最大使用距离限制在几百米之内
7
计算机网络通讯介质
1 8
计算机网络通讯介质
计算机网络通讯介质
双绞线RJ45接法规则:
(TIA/EIA 568A标准:线序)
1(白绿)数据发送 + 2(绿) 数据发送 — 3(白橙)数据接受 + 6(橙)数据接受 —
4(兰)电源预留+ 5(白兰) 电源预留— 7(白棕)音频预留 8(棕)音频预留
用一根双绞线与之相连。
➢ 双绞线电缆可分为非屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted Pair)和屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted Pair) 。
2020/6/24
5
2.3 传输媒体(介质)
1. 非屏蔽双绞线 (UTP):双绞线外没有任何附加屏蔽 质量类别(等级) 3类(20MHz/ 10Mbps/令牌环网、 10Base-T、100Base-T4) 5类(100MHz/ 155Mbps /100BASE-T) 6类(250MHz/1200Mbps/ 100BASE-T、 1000BASE-T)
只适应于( 10base-T/ 100base-TX )绞线通讯技术 对于1000base-TX绞线通讯技术接法另行规定。
TIA:电信工业联合会;EIA:电子工业联合会
计算机网络通讯介质
双绞线RJ45接法规则:
(TIA/EIA 568B标准:线序)
1 (白橙)数据发送 + 2 (橙)数据发送 — 3 (白绿)数据接受 + 6 (绿)数据接受 —
相关文档
最新文档