第二章數據通信基礎第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念數據通信是指在計算機之間、計算機與終端以及終端與終端之間傳送表示字符、數字、語音、圖像的二進制代碼0、1比特序列的過程。信號（Signal）是數據的電磁波表示形式。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型，可以分為：模擬信號數字信號兩類相應地將數據通信系統分為：模擬通信系統數字通信系統兩種。第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念2.1.1數據、信息與信號1．信息和數據數據是信息的載體，信息則是數據的具體內容和解釋，有具體含義，表示信息的形式可以是數值、文字、圖形、聲音、圖像及動畫等。信息涉及數據所表示的內涵，而數據涉及信息的表現形式，它可以是數字、文字、語音、圖形或圖像等，數據是通信雙方交換的具體內容。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念2.1.1數據、信息與信號2．信號在數據通信中，信息被轉換為適合在通信信道上傳輸的電磁波編碼。這種在信道上傳輸的電磁波編碼叫做信號（Signal）。信號是數據在傳輸過程中的電磁波的表示形式。第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念2.1.1數據、信息與信號下圖分別表示模擬信號和數字信號。

第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念2.1.2數據通信系統信息傳輸信系統由三個主要部分組成：信源（發送機）、信宿（接收機）和信道。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.1數據通信的基本概念2.1.2數據通信系統計算機網絡中數據通信圖示說明。

第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.2數據通信方式2.2.1并行傳輸與串行傳輸第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.2數據通信方式2.2.2異步傳輸與同步傳輸下圖為異步傳輸第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.2數據通信方式2.2.3數據傳輸方向第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.2數據通信方式2.2.4連接方式下圖分別為點到點連接方式和多點連接方式。計算機計算機調制解調器調制解調器公共電話交換網第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.2數據通信方式2.2.5基帶傳輸與頻帶傳輸數據信號的基本傳輸方式有兩種，即：基帶傳輸頻帶傳輸除此之外，在前兩種數據信號基本傳輸方式的基礎上演化而來還有：寬帶傳輸數字數據傳輸第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.3數據編碼技術數據通信的數據編碼方式分為兩類：模擬數據編碼與數字數據編碼。第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.3數據編碼技術2.3.1模擬數據編碼方法第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.3數據編碼技術2.3.2數字數據編碼方法010110010數字數據（a）NRZ編碼NRZ編碼的同步時鐘（b）曼徹斯特編碼（c）差分曼徹斯特編碼第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.3數據編碼技術2.3.3脈沖編碼調制方法第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.4多路復用技術當傳輸介質的帶寬超過了傳輸單個信號所需的帶寬，人們就通過在一條介質上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統的利用率，這就是所謂的多路復用，如下圖所示。

。。。多路復用器n個輸入。。多路復用器n個輸出1條線路，n個信道圖2-21多路復用示意圖第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.5數據交換技術一般的交換網絡示意圖如下圖所示，虛線內是通信子網。H1H2H4H3ABEDC圖2-15一般的數據交換網絡第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.5數據交換技術2.5.1電路交換電路交換（CircuitSwitching）也叫線路交換，是數據通信領域最早使用的交換方式。通過電路交換進行通信，就是要通過中間交換節點在兩個站點之間建立一條專用的通信線路。最普通的電路交換例子是電話通信系統。第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.5數據交換技術2.5.2報文交換和報文分組交換輸出輸入緩沖存儲信息處理和轉發…圖2-17存儲轉發原理圖…第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.6數據通信的主要性能指標數據通信的主要性能指標是衡量數據傳輸的有效性和可靠性的參數。有效性主要由數據傳輸速率、信道帶寬和傳輸延遲等指標來衡量；可靠性一般用數據傳輸的誤碼率指標來衡量。2.6.1數據傳輸速率與信道帶寬1．信道帶寬信道上傳輸的是電磁波信號，某個信道能夠傳送電磁波的有效頻率范圍就是該信道的帶寬。2．數據傳輸速率與信道最大傳輸速率

數據傳輸速率是指信道每秒所能傳輸的二進制比特數。信道的最大傳輸速率是與信道帶寬有直接聯系的，即信道帶寬越寬，數據傳輸速率越高，所以人們可以用“帶寬”去取代“速率”。

第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.6數據通信的主要性能指標2.6.2誤碼率誤碼率是衡量通信系統在正常工作情況下傳輸可靠性的指標。誤碼率是指二進制碼元在傳輸過程中被傳錯的概率。2.6.3影響信道質量的其他因素傳輸延遲是指計算機系統的發送和接收處理之間的時間。利用率是吞吐量和最大數據傳輸速率之比。延遲不是固定不變的，它的實時變化叫做抖動（Jitter）。

第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.7傳輸介質傳輸介質是指數據通信系統中發送器和接收器之間的物理路徑，它是傳輸數據的物理基礎。傳輸介質分為有線和無線兩大類。有線傳輸介質包括雙絞線、同軸電纜和光纜；無線傳輸介質是指利用大氣和外層空間作為傳播電磁波的通路。現在比較流行的使用方式為：局域網由雙絞線連接到桌面，光纜作為通信干線，衛星用于跨國界傳輸。第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.7傳輸介質2.7.1雙絞線雙絞線通常有非屏蔽式和屏蔽式兩種。下圖是非屏蔽雙絞線UTP。灰色保護套雙絞線線芯圖1-15非屏蔽雙絞線UTP第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.7傳輸介質2.7.2同軸電纜同軸電纜有粗纜和細纜之分，下圖所示為細同軸電纜段。內導體透明絕緣體外導體黑色保護套圖1-16細同軸電纜第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.7傳輸介質2.7.3光纖包帶層防護套填充物光纖及包層遠程電源線加強芯圖1-19四芯光纜剖面圖第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期三2.7傳輸介質2.7.4無線傳輸介質無線傳輸主要包括：無線電波、微波、紅外線和激光等，各種無線傳輸對應的電磁波譜范圍如下圖所示。

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