导图社区 计算机网络数据通信技术
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第二章 数据通信基础
数据通信的基本概念
信息和数据
信息
信息是对客观事物的反映
信息=内容/含义
数据
数字化的信息称为数据
模拟数据
数字数据
计算机中的信息都是用数字形式来表示的
关系
数据是信息的载体,信息则是数据的内在含义或解释
信息的载体:图文声象
信道和信道容量
信道
信道是传送信号的一条通道
分类
传输信号种类
模拟信道
数字信道
使用权限
专业信道
共用信道
传输介质
有线信道
无线信道
信道容量
信道传输信息的最大能力/信道的极限的数据传输率,通常用信息速率来表示.
信道容量由信道的频带(带宽)、可使用的时间及能通过的信号功率和噪声功率决定
单位
bps
表达式
C=Blog2为底(1+S/N)
B
信道带宽
单位:Hz
信噪比
S/N
信噪比越大,信道容量越大(越大越好)
dB
码字和码元
码元
一个数字脉冲
是构成信息编码的最小单位
一个二进制位
码字
码元组成的序列
若干个二进制位
数据通信系统主要技术指标
比特率
一种数字信号的传输速率
比特每秒(bps)/千比特每秒(kbps)
波特率
每秒钟传送的波形个数
波特(Baud)
误码率
衡量传输可靠性的指标
Pe=Ne/N
N是传送的总位数
Ne是出错的位数
一般要求低于10的-6次方
吞吐量
单位时间内整个网络可以处理信息的总量
字节/秒或位/秒
吞吐量=信道容量×传输效率
传输效率=有效数据/总数据
信道的传播延迟
从信元端到达信宿端需要一定的时间
时延
因素
信元端和信宿端之间的距离
信号传播速度
带宽与数据传输速率
信道所能传送的信号频率宽度
信道带宽=最高频率-最低频率
Hz
数据传输速率(比特率)
单位时间内信道内传输的信息量
S=Blog2为底N
B是数字信号的脉冲频率(波特率)
N是调制电平数
数据传输方式
数据通信系统模型
数据终端设备(DTE)
发出的信号通常并不能直接送到网络的传输介质上
计算机.终端
数据线路端接设备(DCE)
介于DTE和传输介质之间的设备
调制解调器
通信线路
数据线路的通信方式
单工通信
1条线路(通信链路)1个信道
信息只能在一个方向上传送
无线电广播、电视广播
半双工通信
2条线路(通信链路)1个信道
双方可交替的发送和接收信息
无线电台、对讲机
全双工通信
4/2条线路(通信链路)2/1个信道
双方可以同时进行双向的信息传输
计算机网络
数据在传输线上是原样不变的传输还是调制变样后传输
基带传输
可以直接传输数字信号
近距离
通信线路利用率低
0~10Mb/s
频带传输
模拟信号
需要用到调制解调器
远距离
采用多路通用技术
频分多路复用技术
宽带传输
多媒体数据
0~40Mb/s
局域网采用基带传输、宽带传输
模拟数据和数字数据可以用模拟信号和数字信号传输
传输是需要的信道数
并行传输
优:快
缺:有干扰、贵
串行传输
优:成本低
缺:慢
数据传输技术
异步传输
字符
优:控制简单,价格便宜
缺:效率低,速度慢
同步传输
报文分组/帧/数据块
优:传输率高、速度快
缺:误码率高、控制复杂
曼彻斯特编码
0→1
1
1→0
0
数据交换技术
电路交换
过程
电路建立阶段
数据传输
拆除电路阶段
线路利用率低,通信双方必须同时工作
实时性好,通信速率较高
建立物理的连接
报文交换
报文
最长.长短不一且长度不限.可变
不需要在通信的两个节点之间建立专用的物理线路
数据以报文的方式发出
传送过程采用的方式
存储转发
线路利用率↑实时性↓
分组交换
分组
长度受限
存储转发交换方式
数据报
乱序
面向无连接
数据选择
报文交换的改进
虚电路
有序
建立一个虚拟连接
虚电路建立阶段
电路拆除/释放
电路交换的改进
线路利用率高.实时性介于电路交换和报文交换之间
信元交换技术
信元
固定53B.48B数据.5B信元头
ATM
异步传输模式
ATM适配层
ATM层
ATM物理层
面向连接
信元交换
适用于要求高服务质量的用户
分组交换+电路交换
多路通用技术
频分多路复用(FDM)
不同频率的信号在同一时间使用信道
时分多路复用
不同用户在不用时间段使用信道
波分多路
在一根光纤中同时传输多个光信号
码分多路
频分+时分
无线通信
差错检验与校正
差错
随机(热噪声)
内部因素
某位码元出错
突发(冲击噪声)
外部因素
一系列二进制
奇偶校验
附加位
偶
保证1的个数是偶数个
奇
保证1的个数是奇数个
循环冗余码校验
多格式码
16位的双字符