第2章 数据通信基础（课件）-高二《计算机网络技术基础》同步精品课件（电工版2021）

第2章 数据通信基础 目录 【知识目标】 掌握数据通信技术的基本概念 理解数据的传输方式 了解信道复用技术和数据交换技术 【能力目标】 能够进行与数据通信传输速率相关的计算 能表述数字通信的优势并举例说明 能够清晰差错控制技术的原理及在计算机网络中的应用 2.1 1数据通信技术 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，数据通信是指用通信线路和通信设备把两结点连接起来进行数据传递或交换，是网络的基础。 2．1．1 基本概念 信息（Information） 数据（Data） 信号（Signal） 噪声 2.1.1 基本概念 模拟 模拟数据 模拟信号 数字 数字数据 数字信号 2.1.2数据通信系统 信源 信宿 信道 2.1.2 数据通信分类 9 模拟通信 数字通信 2.1.3数据通信系统的技术指标 数据传输速率 带宽与信道容量 延迟、抖动、吞吐量和丢包率 误码率和误比特率 数据通传输速率：传输率是指数据在信道中传输的速度。数据通信速率分为两种：码元速率和信息速率。 码元速率RB： 每秒中传送的码元数，单位为波特/秒（Baud/s），又称为波特率； 信息速率Rb： 每秒中传送的信息量，单位为比特/秒（bit/s），又称为比特率； 对于一个用二进制表示的信号（两级电平），每个码元包含1个比特信息，其信息速率与码元速率相等；对于一个用四进制表示的信号（四级电平），每个码元包含了2个比特信息，因此，它的信息速率应该是码元速率的2倍。 数据传输速率 一般来说，对于采用M进制电平传输信号时，信息速率和码元速率之间的关系是： Rb=RBlog2M 数据传输速率 误码率和误比特率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的重要参数。误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，误比特率是指在传输中出错比特的概率。 误码率和误比特率 在实际的数据传输系统中，电话线路在300～2400bps传输速率时，平均误码率在10-2～10-6之间，在4800～9600bps传输速率时平均误码率在10-2～10-4之间。而计算机通信的平均误码率要求低于10-9。 带宽是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，通常称为信道的通频带，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，则它的带宽300～3400Hz。 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，用每秒比特数（bps）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。 常用的单位换算关系为 1kHz=1000Hz 1MHz=1000kHz 1GHz=1000MHz 1THz=1000GHZ 带宽与信道容量 延迟也称时延，它是指将1bit信息从网络的一端传输到另一端所花费的时间。延迟是严格用时间来测量的。 抖动也称可变延迟，它是指在同一条路由上发送的一组数据中的数据包之间的时间差异。 吞吐量是指网络中发送数据包的速率，可用平均速率和峰值速率表示。 丢包率是指在网络中发送数据包时丢弃数据包的最高比率，数据包的丢包现象是由网络拥塞引起的。 这4个参数都是服务质量QoS的主要度量参数。 延迟、抖动、吞吐量和丢包率 2.2数据的传输 2.2.1信道的通信输方式 单工 半双工 全双工 2.2.2 信号的传输形式 18 基带传输 所谓基带，就是指电信号固有的基本频率。例如，电视信号的基本频带为0～6MHz，数字信号的基本频带为零至若干MHZ，由传输速率决定。当利用数据传输系统直接传输基带信号时，称为基带传输。 频带传输 所谓频带传输，就是指利用调制器把二进制电信号信号调制成能在公共电话线上传输的音频信号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传送到接收端，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。 宽带传输 宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。使用这种宽带进行传输的系统，称为宽带传输系统。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统允许在同一信道上进行数字信息和模拟信息服务。 数据流以串行方式在一条信道上传输，由于计算机内部都采用并行通信，因此，数据在发送之前，要将计算机中的字符进行并/串变换，在接收端再通过串/并变换，还原成计算机的字符结构，才能实现串行通信。 串行通信的优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。 2.2.3串行传送与并行传送 数据以成组的方式在多个并行信道上同时进行传输。 并行通信的优点是速度快，但发端与收端之间有若干条线路，导致费用高，仅适合于近距离和高速率的通信。 2.2.3 串行传送与并行传送 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