第02章数据通信基础知识.ppt

数据通信的基础知识 本章主要内容: 基本概念 数据的传输 数据传输的同步方式 数据的编码和调制技术 数据交换技术 信道复用技术 传输媒体的类型与特点 2.1 数据通信的基本概念 2.1.3　通信信道的分类 信道的分类方法，常用的有以下三种： 1、有线信道与无线信道 使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信 道。它包括电话线、双绞线、同轴电缆、光缆和电力线 等。 无线信道：以电磁波在空间传播方式传送信息的信 道称之为无线信道。它包括无线电、微波、红外线和卫 星通信信道等。 2、模拟信道与数字信道 模拟信道：能传输模拟信号的信道称之为模拟信道。模拟 信号的电平随时间连续变化。语音信号是典型的模拟信号。如果 利用模拟信道传送数字信号，则必须经过数字与模拟信号之间的 变换（A/D变换器）。调制解调器就是用于完成这种变换的。 数字信道：能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离 散的数字信号在计算机中是指由“0”和“1”的二进制代码组成的数 字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换，而通 常需要进行数字编码。 信道容量 信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参数。信道容量是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用比特每秒（bit/s）表示。当传输速率超过信道的最大信号速率时就会产生失真。 2.2.3 信道的通信方式 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。 1. 单工通信 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，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，如图2－10所示。例如，无线电广播和电视都属于单工通信。 2. 半双工通信 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，即两个方向的传输只能交替进行。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换，如图所示。 半双工信道适合于会话式通信。例如，公安系统使用的“对 讲机”和军队使用的“步话机”。半双工方式在计算机网络系统中适用于终端与终端之间的会话式通信。 3. 全双工通信 全双工通信是指数据可以同时沿相反的两个方向进行双向传输，如图所示。 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。 2.2.4　信号的传输方式 1.基带传输 就数字信号而言，它是一个离散的矩型波，“0”代表低电 平，“1”代表高电平。这种矩形波固有的频带称为基带，矩形 波信号称为基带信号。因此，基带实际上就是数字信号所占用 的基本频带。 2. 频带传输 在实现远距离通信时，经常需要借助于电话线路，此时 应使用频带传输方式。所谓频带传输，在发送端就是将数字信 号调制成音频信号后再进行发送和传输，当音频信号到达接收 端时，再把音频信号解调成原来的数字信号。 2.3 数据传输的同步方式 1、异步方式 在异步传输方式中，每传送1个字符（7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加1或两个停止位，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和结束，从而起到 通信双方的同步作用，如图所示。 异步方式的实现比较容易，但每传输一个字符都需要多使用2～3 位，所以适合于低速通信。 2. 同步方式 通常，同步传输方式的信息格式是一组字符或一个二进制位组成的数据块（帧）。对这些数据，不需要附加起始位和停止位，而是在发送一组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN(示)或一个同步字节，用于接收方进行同步检测，从而使收发双方进入同步状态。在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束，如图所示。 2.4.1 数字数据的调制 典型的模拟通信信道是电话通信信道。它是当前世界上覆盖面最广、应用最普遍的通信信道之一。传统的电话通信信道是为传输语音信号设计的，用于传输音频300～3400Hz的模拟信号，不能直接传输数字数据。为了利用模拟语音通信的电话交换网实现计算机的数字数据的传输，必须首先将数字信号转换成模拟信号，也就是要对数字数据进行调制。 调制：在发送端将数字数据信号变换成模拟信号的过程称为调 制（Modula