数据通信基础知识培训
第2章 数据通信基础知识(4学时)
并/串 串 转换器
串 /并 并 转换器
12
2.2.2 信道的通信方式
按照信号传送方向与时间的关系， 按照信号传送方向与时间的关系 ， 信道的通信方式 可以分为单工 半双工和全双工三种 单工、 三种。 可以分为单工、半双工和全双工三种。 1. 单工通信 单工方式指通信信道是单向信道， 单工方式指通信信道是单向信道 ， 数据信号仅沿一 个方向传输，发送方只能发送不能接收， 个方向传输 ， 发送方只能发送不能接收 ， 而接收方只能 接收而不能发送，任何时候都不能改变信号传送方向。 接收而不能发送 ， 任何时候都不能改变信号传送方向 。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 例如，无线电广播和电视都属于单工通信。
1、并行通信 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 方式：将构成1 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 行的信道同时传输， 并行传输中一次传送8个比特。 行的信道同时传输，如，并行传输中一次传送8个比特。 优缺点：速度快，但发送端与接收端之间有若干条线路， 优缺点： 速度快 ，但发送端与接收端之间有若干条线路 ，费 用高， 适合于近距离和高速率的通信。 用高， 仅适合于近距离和高速率的通信。 并行通信在计算机内部 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。 总线以及并行口通信中已经得到广泛应用。
发送端 主机
数据的单方向性
接收端 显示器
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2. 半双工通信 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送， 半双工通信是指信号可以沿两个方向传送，但同一 时刻一个信道只允许单方向传送， 时刻一个信道只允许单方向传送，即两个方向的传输只 能交替进行。当改变传输方向时， 能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行 切换。 切换。
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
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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。
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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 ；
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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
数据通信基础知识
数据通信基础知识在当今数字化的时代，数据通信已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从我们日常使用的手机与朋友聊天、发送电子邮件，到企业之间的大规模数据传输和全球范围内的信息共享，数据通信的身影无处不在。
那么，什么是数据通信？它又是如何工作的呢？让我们一起来探索数据通信的基础知识。
一、数据通信的定义和重要性数据通信，简单来说，就是在不同的地点之间以数字形式传输数据的过程。
这些数据可以是文本、图像、音频、视频或其他任何形式的信息。
数据通信的重要性不言而喻。
它使得人们能够迅速、准确地获取和传递信息，大大提高了工作效率和生活质量。
比如，在医疗领域，医生可以通过数据通信远程诊断病情，为患者提供及时的治疗建议；在教育领域，学生可以在线学习丰富的课程资源，不受时间和空间的限制；在商业领域，企业可以实时监控库存和销售数据，做出更明智的决策。
二、数据通信的基本要素要实现有效的数据通信，需要以下几个基本要素：1、发送方和接收方发送方是产生数据并将其发送出去的设备或个人，而接收方则是接收并处理这些数据的设备或个人。
2、数据数据是通信的内容，可以是各种形式的信息。
3、信号信号是数据的物理表现形式，比如电信号、光信号等。
4、传输介质传输介质是信号传输的通道，常见的有双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波等。
5、协议协议是通信双方遵循的规则和标准，确保数据能够正确、有序地传输和理解。
三、数据通信的传输方式数据通信有两种主要的传输方式：串行传输和并行传输。
串行传输是逐位地传输数据，一次只传输一位。
这种方式虽然速度相对较慢，但成本较低，适用于长距离通信。
并行传输则是同时传输多位数据，速度较快，但成本较高，通常用于短距离通信，如计算机内部的数据传输。
四、数据通信的网络类型1、局域网（LAN）局域网通常覆盖一个较小的地理区域，如办公室、学校或家庭。
它具有较高的传输速度和较低的误码率。
2、城域网（MAN）城域网覆盖的范围比局域网大，一般是一个城市。
2.1数据通信的基础知识
程。 ❖ 调制：将数字数据转换成模拟信号。 ❖ 解调：将调制后的模拟信号还原为数字数据
的过程。
第十页，共五十七页。
常用 编码方法 (chánɡ yònɡ)
❖ 归零制：正脉冲代表1，负脉冲代表0 ❖ 不归零制：正电平代表1，负电平代表0
❖ 实现(shíxiàn)收发之间的同步技术是数据传输中的关键技术 之一，通常使用的同步技术有两种：
异步方式 同步方式
第二十八页，共五十七页。
异步传输方式
❖ 在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字 符码前加1个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验 码后面(hòu mian)加1或2个停止位，表示字符结束。接收方根据起始 位和停止位来判断一个新字符的开始。从而起到通信双方的同步 作用。
量越多，那么(nà me)就可以用更高的速率传送码元而不 出现码间串扰。
第十八页，共五十七页。
理想(lǐxiǎng)低通信道的最高码元传输速率 = 2W Baud W 是理想(lǐxiǎng)低通信道的带宽，单位为赫(Hz)
能通过
0
W (Hz)
不能通过
频率(Hz)
❖ 每赫带宽的理想低通信道的最高码元传输 速率是每秒 2 个码元。
❖ 曼彻斯特编码：位周期中心的上跳变表示0，下跳 变表示1
❖ 差分曼彻斯特编码：位的开始边界有跳变上跳 变表示0，无跳变表示1
❖ 曼彻斯特编码产生的信号频率(pínlǜ)比不归零制高， 但曼彻斯特编码有自同步能力。
第十一页，共五十七页。
数据
0
1
00101 Nhomakorabea1
数据通信基础知识
数据通信基础知识数据通信是指通过传输介质将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在现代社会中，数据通信已经成为了人们生活和工作中不可或者缺的一部份。
本文将详细介绍数据通信的基础知识，包括数据通信的定义、传输介质、数据传输方式、数据通信的协议以及常见的数据通信技术。
一、数据通信的定义数据通信是指将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。
在数据通信中，数据被转换成电信号或者光信号，并通过传输介质进行传输。
数据通信可以是在同一地点内的设备之间进行，也可以是在不同地点之间进行。
二、传输介质传输介质是指用于传输数据的物理媒介。
常见的传输介质包括有线传输介质和无线传输介质。
1. 有线传输介质有线传输介质是指通过物理线缆进行数据传输的介质。
常见的有线传输介质包括双绞线、同轴电缆和光纤。
- 双绞线：双绞线是一种由两根绝缘导线以一定的规则缠绕在一起的传输介质。
双绞线通常用于传输较短距离的数据信号，适合于局域网和电话路线等。
- 同轴电缆：同轴电缆是一种由内导体、绝缘层、外导体和外护层组成的传输介质。
同轴电缆适合于传输较长距离的高频信号，常用于电视信号和宽带网络等。
- 光纤：光纤是一种由光导纤维组成的传输介质。
光纤通过光的全内反射来传输数据信号，具有高带宽和抗干扰能力强的特点，常用于长距离的高速数据传输。
2. 无线传输介质无线传输介质是指通过无线电波或者红外线等无线信号进行数据传输的介质。
常见的无线传输介质包括无线局域网（WLAN）、蓝牙和挪移通信网络。
- 无线局域网（WLAN）：无线局域网是一种通过无线电波进行数据传输的局域网。
无线局域网适合于在有线网络无法覆盖的区域提供无线网络连接，常用于家庭、办公室和公共场所等。
- 蓝牙：蓝牙是一种短距离无线通信技术，适合于在个人设备之间进行数据传输。
蓝牙常用于手机、耳机、键盘和鼠标等设备之间的无线连接。
- 挪移通信网络：挪移通信网络是一种通过无线电波进行挪移通信的网络。
挪移通信网络包括2G、3G、4G和5G等不同的技术标准，适合于挪移电话和挪移互联网等。
数据通信技术基础的知识点整理3篇
数据通信技术基础的知识点整理第一篇：物理层基础一、数据通信基础概念1. 数据通信：指在两个或多个设备之间传输数据所使用的技术和方法。
2. 信号：数据在传输过程中所采用的电、光等物理形式。
3. 信道：数据通过的传输媒介。
4. 带宽：信道所能够传输的数据量。
5. 波特率：信号每秒钟变化的次数。
6. 编码：将数据转换为特定的电信号或光信号。
二、模拟信号与数字信号1. 模拟信号：连续的信号，可以取得任意一连串数值。
2. 数字信号：离散的信号，只能取到有限的数值。
三、调制与解调1. 调制：将数字信号转化为模拟信号的过程。
2. 解调：将模拟信号重新转化为数字信号的过程。
四、常见的调制方法1. 幅度调制（AM）：将数字信号调制到载波中的幅度上。
2. 频率调制（FM）：将数字信号调制到载波中的频率上。
3. 相位调制（PM）：将数字信号调制到载波中的相位上。
五、数字通信系统中的编码方式1. 非归零编码：0对应低电平，1对应高电平。
2. 归零编码：每个位周期的中间都有一次电平变化，0对应低电平，1对应高电平。
3. 曼彻斯特编码：每个比特都由一个位周期内两次电平跳变组成。
4. 差分曼彻斯特编码：每个比特的位周期内第一次电平跳变表示1，否则表示0。
六、常见传输介质1. 双绞线：应用广泛，可分为UTP和STP两种。
2. 同轴电缆：常用于有线电视和以太网。
3. 光纤：传输速度快，适用于远距离传输。
4. 无线电波：适用于无线网络和移动通信。
七、多路复用技术1. 时分复用（TDM）：将时间分成若干时隙，不同的信号在不同的时隙进行传输。
2. 频分复用（FDM）：将频率带宽分成若干频道，不同的信号在不同的频道进行传输。
3. 波分复用（WDM）：利用光的不同波长来实现频分复用。
4. 码分复用（CDM）：每个用户分配唯一的码，所有用户共用相同频率带宽，通过解码来实现分离。
八、数据的传输方式1. 单工传输：只有一个方向的传输，如广播电视。
数据通信技术基础的知识点整理
数据通信技术基础的知识点整理数据通信技术基础是计算机科学与技术中的重要领域，主要研究计算机之间的数据传输，包括信号传输、数字编码、调制解调、传输介质、网络传输协议等方面。
以下是对数据通信技术基础的知识点整理。
一、数字信号传输数字信号传输是指将数据转换成数值信号后，以数字模式传输。
在数字信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
数字信号传输的主要知识点有：1.二进制编码二进制编码是将数据转换为二进制形式的编码方式。
二进制编码有 ASCII码、BCD码、格雷码等形式。
2.信号调制信号调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，主要有模拟调制和数字调制两种方式。
在数字调制中，常用的调制方式有ASK、FSK和PSK等。
3.传输介质传输介质是数字信号传输的物理媒介，包括电缆、光纤、无线电波、卫星、载波等。
不同的传输介质具有不同的传输速度、误码率等特性。
4.差错控制差错控制是数据传输过程中一种重要的技术，它主要是指如何在传输过程中检测和纠错错误，以保证数据的可靠传输。
常用的差错控制方式有循环冗余检验（CRC）和海明码等。
二、模拟信号传输模拟信号传输是指将连续的信号以模拟的方式传输。
在模拟信号传输过程中，需要选择合适的传输介质、信号调制方式，以及正确的信号编码方式等。
模拟信号传输的主要知识点有：1.模拟调制模拟调制是将模拟信号经过调制器调制为可以传输的信号形式。
在模拟调制中，常用的调制方式有调幅、调频和调相等。
2.传输介质传输介质也是模拟信号传输的物理媒介，常用的传输介质包括电缆、无线电波等。
3.信噪比信噪比是指传输信号和噪声信号之间的比例。
在模拟信号传输中，信号的质量主要是通过信噪比来衡量的。
4.线路衰减线路衰减是指随着传输距离的增加，信号的功率逐渐减弱的现象。
在模拟信号传输中，最容易受到线路衰减影响的是高频信号。
三、计算机网络计算机网络是连接两台或多台计算机的互联网络，主要分为局域网、广域网和互联网三大类。
数据通信技术基础知识
数据通信技术基础知识2.1 数据通信技术2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信1.几个术语的解释1)数据－定义为有意义的实体。
数据可分为模拟数据和数字数据。
模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。
2)信号－是数据的电子或电磁编码。
信号可分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。
可选择适当的参量来表示要传输的数据。
3)信息－是数据的内容和解释。
4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。
5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。
6)信道－信源和信宿之间的通信线路。
2.模拟信号和数字信号的表示模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示：图2.1 模拟信号、数字信号的表示3.模拟数据和数字数据的表示模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。
1)模拟数据可以用模拟信号来表示。
模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。
这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。
模拟电话通信是它的一个应用模型。
2)数字数据可以用模拟信号来表示。
如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。
用Modem拨号上网是它的一个应用模型。
3)模拟数据也可以用数字信号来表示。
对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。
它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。
数字电话通信是它的一个应用模型。
4)数字数据可以用数字信号来表示。
数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。
数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。
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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
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2.1.3 调制解调的基本概念
4. 解调分类
相干解调：通过本地相干载波进行相干运算，从已调信号的相位变 化中恢复原始信号的方法。其模型如下图所示：
s(t)
xd(t)
LPF
x0(t)
C '(t) Ac cos(2 f ct 0)
假设初始相位是0，则：
xd (t) s(t)C'(t) Ac x(t) cos2 2fct
P(f)
-fb
fb f
0B
基带数据信号的一般都具有无穷大的绝对带宽，如下图所示：
P(f)
fb
f
8
B
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2.1.2 信号的带宽
实际应用中依据信号功率谱定义了以下几种等效带宽。
(1) 零点带宽 数据信号频谱主要能量是集中在第一个零点之内的，当其旁瓣不足
以引起信号失真时，定义 fb 为信号的零点带宽。
1 2
Ac x(t)
1 2
x(t) cos
4fct
所以经理向低通滤波器LPF之后，输出信号为：
x0 (t) Ac x(t) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
非相干解调：其原理是从已调信号的幅度变化中提取调制信号， 因为其不需要同步载波，所以又称之为非同步解调。
和相干解调相比，非相干解调设备更简单，实现更容易， 例如常用的包络检波器，
P0/2
f
f1
f0
f2
B3dB
信号频谱在 f0 处取最大值，
f0 ( f1, f2 ) 且 P( f1) P( f2 ) P( f0 ) / 2
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2.1.3 调制解调的基本概念
1. 调制解调定义
时域定义： 调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，
将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具 体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。
x(t) 调制信号，即数据终端产生的基带信号 C(t)是载波，AC是载波幅度，fC是载波频率简称载频,θ0是载波的初始相位。 s(t)是已调信号，即调制后的频带信号，其中包含了x(t)的全部信息，信道中
传输的就是该信号。
s(t) Ac x(t) cos(2fc 0 )
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2.1.3 调制解调的基本概念
E x2 (t)dt 焦耳(J)
信号x(t)平均功率S
S lim 1
T T
T / 2 x2 (t)dt
T / 2
瓦特(W)
本节将介绍信号的频谱、带宽以及调制解调的基本概念。
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2.1.1 信号的频谱
确值信号的频谱为其傅氏变换：
X () x(t)e jt dt 或
P(f)
fb
f
零点 带宽
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2.1.2 信号的带宽
(2) 百分比带宽 百分比带宽由下式来定义：
fr P( f )df
0
%
0 P( f )df
其中 fr 称为百分比带宽， %可以取96%、98%、99%等值，其含义 是，在该带宽范围内信号的功率占总功率 %
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2.1.2 信号的带宽
频域定义： 调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频
段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程 。
调制解调器(Modem)就是调制和解调的统称
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2.1.3 调制解调的基本概念
2. 调制器模型
x(t)
s(t)
C(t) Ac cos(2f ct 0)
第二章 数据通信基础知识
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
Internet
Modem PSTN
内容简介
数据可靠传输将涉及很多内容和具体技术，本章将介绍信号 带宽的概念、调制解调的基本概念、传输信道的性质、信道复用 技术、数据编码标准、语言编码及IP电话原理，数据压缩编码以 及数据通信系统的同步技术等内容 。
返回 结束
学习目录
2.1 信号与调制解调 2.2 传输信道 2.3 多路复用 2.4 数据编码 2.5 数据通信的同步
返回 结束
2.1 信号与调制解调
本节内容提要：
信号分类： 模拟信号与数字信号 基带信号与频带信号 周期信号与非周期信号 确知信号与随机信号 能量信号与功率信号
信号x(t)的能量E
3. 调制分类
按照调制信号x(t)的类型 模拟调制：x(t)是模拟基带信号，例如AM、FM等 数字调制：x(t)是数字基带信号，例如FSK、PSK等
按照载波类型
连续载波调制：载波是连续波形信号，例如正弦高频信号 脉冲载波调制：载波是脉冲序列，常用的是矩形脉冲序列
按照调制器功能
幅度调制：调制信号控制载波幅度变化，例如AM、ASK等 频率调制：调制信号控制载波瞬时频率变化，例如FM、FSK等 相位调制：调制信号控制载波瞬时相位变化，例如PM、PSK等。
X ( f ) x(t)e j2ft dt
随机信号的频谱常用其功率普密度表示：
P( ) Lim E | F ( ) |2
t
T
功率普密度与信号平均功率的关系：
S P( f )df
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2.1.2 信号的带宽
信号的绝对带宽(B)通常是指信号频谱正频域非零部分对应的频率 范围，如下图所示：
非相干解调器通常存在门限效应，故小信噪比输入时并不适用。 所谓门限效应是指当解调器输入信噪比下降到一定程度时，输出信
噪比急剧恶化的现象。 输出信噪比是输出信号与输出噪声平均功率之比，是衡量通信可靠
性的一个指标，与误码率有直接关系。
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2.1.3 调制解调的基本概念 5. 调制解调的功能
(3) 矩形等效带宽 对于具有在零点或中心频率处取最大值频谱结构的信号，如下图所
示，可以定义矩形等效带宽BC 。
P(f) P0
矩形等 效带宽
其含义为：
P0 BC 0 的带宽
(4) 3dB带宽 3dB带宽又称半功率带宽，如下图所示：
P(f) P0