2.1 数据通信系统（课件）-《计算机网络技术基础》同步教学(上海交通大学出版社)

计算机网络技术基础 数据通信基础 第二章 章节导读 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，因此，数据通信技术是计算机网络的基础。要研究计算机网络，首先要研究数据通信技术。 本章主要介绍与数据通信技术有关的基础知识，包括数据通信的基本概念、数据通信系统模型、数据传输方式、多路复用技术、数据交换技术和差错控制技术等内容。 3 学 习 目 标 理解数据通信的基本概念，掌握数据通信系统模型的基本组成。 掌握不同角度的数据传输方式，如并行传输和串行传输，单工、半双工和全双工通信，异步传输和同步传输，基带传输和频带传输。 掌握电路交换、报文交换和分组交换3种数据交换技术。 掌握奇偶校验码和循环冗余码两种差错控制技术。 掌握频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用4种信道复用技术。 4 2.1 数据通信系统 数据通信是一种以信息处理技术和计算机技术为基础的通信方式，它通过数据通信系统将数据以某种信号方式从一处传送到另一处。数据通信为计算机网络的应用和发展提供了技术支持和可靠的通信环境，是人们获取、传递和交换信息的重要手段。 2.1 数据通信系统 2.1.1 数据通信的基本概念 信息 1 信息是对客观事物的运动状态和存在形式的反映，可以是客观事物的形态、大小、结构、性能等描述，也可以是客观事物与外部之间的联系。信息的载体可以是数字、文字、语音、图形和图像等。计算机及其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字母、数字或控制符号的组合。 2.1 数据通信系统 数据 2 数据是传递信息的实体，是信息的一种表现形式。在计算机网络中，数据分为模拟数据和数字数据两种。其中，用于描述连续变化量的数据称为模拟数据，如声音、温度等；用于描述不连续变化量的数据称为数字数据，如文本信息、整数等。 提 示 实际应用中，数据和信息的概念很多时候并不加以区分，可认为是同一概念。 2.1 数据通信系统 信号 3 信号是携带信息的介质，是数据的一种电磁编码。信号一般以时间为自变量，以表示信息（或数据）的某个参量（振幅、频率或相位）为因变量。信号按其因变量的取值是否连续可分为模拟信号和数字信号。 （a）模拟信号 图2-1 模拟信号和数字信号 模拟信号是指信号的因变量完全随连续消息的变化而变化的信号，其因变量一定是连续的，如图2-1（a）所示。例如，电视图像信号、语音信号、温度压力传感器的输出信号以及许多遥感遥测信号等都是模拟信号。 2.1 数据通信系统 （b）数字信号 图2-1 模拟信号和数字信号 虽然模拟信号与数字信号有着明显的差别，但它们在一定条件下也是可以相互转化的。模拟信号可以通过采样、量化、编码等步骤变成数字信号，而数字信号也可以通过解码、平滑等步骤变换为模拟信号。 信息、数据和信号三者的关系是：信息一般用数据来表示，而数据通常需要转变为信号进行传输。 数字信号是指表示消息的因变量是离散的，其自变量时间的取值也是离散的信号，如图2-1（b）所示。数字信号的因变量的状态是有限的，例如计算机数据信号、数字电话信号和数字电视信号等都是数字信号。 2.1 数据通信系统 2.1.2 数据通信系统模型 数据通信系统的组成 1 信息的传递是通过数据通信系统来实现的，一个完整的数据通信系统一般由信源、信号变换器、通信信道、信宿等构成，如图2-2所示。 图2-2 数据通信系统模型 1）信源和信宿 信源就是信息的产生和发送端，是发出待传送信息的人或设备。信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备。大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）。 2）通信信道 2.1 数据通信系统 通信信道是传送信号的一条通路，由传输线路和传输设备组成。同一个传输介质上可以同时存在多条信号通路，即一条传输线路上可以有多个通信信道。信道类型是由所传输的信号决定的，用来传输模拟信号的信道称为模拟信道，用来传输数字信号的信道称为数字信道。 3）信号变换器 信号变换器的作用是将信源发出的数据变换成适合在信道上传输的信号，或将信道上传来的信号变换成可供信宿接收的数据。发送端的信号变换器可以是编码器或调制器，接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。 4）噪声 2.1