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1、第1页,第2章 数据通信原理简介,本章内容 通信系统简介 数据通信相关技术简介 通信方式实例,第2页,第3页,2.1 基本概念,计算机通信术语 数据(Data)：传递(携带)信息的实体。 信息(Information)：是数据的内容或解释。 信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编码)，数据以信号的形式传播。 模拟信号与数字信号 基带(Base band)与宽带(Broad band) 信道(Channel)：传送信息的线路(或通路) 比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制位个数，用bit / s表示。,第4页,误码率：信道传输可靠性指标，是概率值。 信息编码：将信息
2、用二进制数表示的方法。 例如：ASCII编码、BCD编码等 数据编码：将数据用物理量表示的方法。 例如：字符A的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001，其数据编码可能为,第5页,带宽（Bandwidth） 带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。 在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps) 作为带宽的计量单位。主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s 1Kbps=1000bps 1Mbps=1000Kbps 1Gbps=1000Mbps,第6页,时延（Delay） 信息从网络的一端传送到另一
3、端所需的时间 传输可靠性 数据能正确送达 数据能有序送达(当采用分组交换时),第7页,通信系统简介,通信系统三要素：信源、信宿和信道,信息通过数据通信系统传输 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(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。,传输系统,第8页,2.2 信道及其主要特征,数字信道和模拟信道 数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 模拟信号和数字信号 模拟信号：时间上连续，包含无穷多个信号值（幅度连续） 数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的信号值（幅度离散）,第9页,数字通信与模拟通信 数字通信 在
4、数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输 模拟通信 在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输 数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强 可以控制差错，提高了传输质量 便于用计算机进行处理 易于加密、保密性强 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活 计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。,第10页,通信方式数据流动的方向,单工：数据单向传输（无线电广播） 半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机） 全双工：数据可以双向同时传输（电话） 或者具有两条物理上独立的传输线路 或者具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向的信号传输,第11页,数字数据的
5、传输方式,基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。 例如：以太网（Ethernet） 频带传输：数字信号需调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。 例如：通过电话模拟信道传输 宽带传输：数字信号需调制成频带为几十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,第12页,数字数据的传输方式（续）,串行传输和并行传输 异步传输和同步传输,第13页,2.3 交换技术,什么是交换？ 按某种方式动态地分配传输线路资源 例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。最初的交换：人工转接交
6、换 为什么要采用交换技术？ 节省线路投资，提高线路利用率 实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换,第14页,通信线路中的交换技术,B,D,C,A,E,F,第15页,电路交换 交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。 特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。称为“面向连接的”（典型例子：电话） 过程：建立连接通信释放连接 优缺点： 建立连接的时间长； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制； 建立连接后，传输延迟小。 不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。,第16页,电话网络中的电路交换,第17页,报文交换 整个报文(
7、Message)作为一个整体一起发送。 在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。 传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。称为“无连接的”（典型例子：电报） 优缺点： 没有建立和拆除连接所需的等待时间； 线路利用率高； 传输可靠性较高； 报文大小不一，造成存储管理复杂； 大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高； 出错后整个报文全部重发。,第18页,分组交换（包交换） 将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。 数据传输前不需要建立一条端到端的通路
8、也是“无连接的” 有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。 优缺点： 对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组速度快； 转发延时小适用于交互式通信； 某个分组出错可以仅重发出错的分组效率高； 各分组可通过不同路径传输，容错性好。 需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。,第19页,第20页,关于比特,信息的基本单位bit（比特）：二进制数字，有0和1两种取值，分别代表0电压和+5V电压，传输1个二进制数字其信息量就是1bit。 从原子到比特的飞跃已是势不可当、无法逆转。（尼葛洛庞帝（Negroponte）数字化生存） 1bit=1位、8bits=1Byte（字节）、2Bytes=1
9、Word（字）=1个汉字、1024Bytes=1KiloBytes=1KB（千字节）1024KB=1MegaBytes=1MB（兆字节）1024MB=1GigaBytes=1GB （吉字节）1024GB=1TeraBytes=1TB （太字节）,第21页,举例,一个ASCII（表示字符的编码）码=8bits 早期的PC内存=64KB 3.5英寸软盘的容量=1.44MB 一张CDROM光盘容量=650MB 一张DVD盘容量=4.3GB 一个典型视频服务器的容量=14TB,第22页,早期的人工电话交换机。它能为50家电话用户提供服务,1969年，可视电话,第23页,24,MajpjMVcyzj21
10、HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjCcFRNppiJljNi
11、Ouk6fONnyX7fyGg7sXZ49BmCN5oy9VesHpKzdjTKwjrkCEQCFDehVmGax3lrOEbw63VscA3YSijtUKoCyiLzAlVRp7l4QgPNHxvJFFDyjUVN3oHlMah0XBd4uTbkfPIhHtw0evPmYOrdhEDoPwvYhzlGplU1AU9mpyiCXH8gpPCBRYjq77VcnbXumNE1yGfyTsbSj89J63kRTKDkKUg3mdS5sJ4X5cQ8dK7oW9IkScssECQdz2O9UTlpRjAFPChjhLdzopQzwxQf8ozdzOhogwAooXpUF83BX4C3jRgjDJii
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