项目2 数据通信（教案）-《计算机网络技术基础》同步教学（电子工业版）

课程单元教案 本课编号 本课课时 内容提要 项目2 数据通信 任务1 了解数据通信的相关知识 任务2 熟悉数据传输的方式和传输介质 任务3 熟悉数据传输的同步原理 任务4 熟悉数据的编码 任务5 熟悉数据通信技术 教学目的 1.理解数字信号和模拟信号的概念,理解有线信道和无线信道的定义。 2.了解数据通信系统的组成和数据传输系统中的带宽、波特率、比特率和差错率等指标。 3.熟悉基带传输、频带传输和宽带传输概念,熟悉并行传输与串行传输等数据传输方式。 4.掌握数字数据的数字信号和模拟数据的数字信号等编码方式。 知识能力 结构 1.能够区别数据通信中的数字信号与模拟信号。 2.学会使用计算机网络中的各种传输介质。 3.能够应用报文交换和分组交换等技术。 教学重点 难点 重点：能够区别数据通信中的数字信号与模拟信号； 难点：能够应用报文交换和分组交换等技术。 教学手段 方法 教学方法：项目任务驱动法、启发式 教学手段：课堂讲授法、操作演示法、多媒体教学 思考题与 习题 1.简述并行传输与串行传输的区别。 2.简述数据传输的方式有哪些。 3.简述频分多路复用和时分多路复用的概念。 4.简述电路交换、报文交换和分组交换 3 种数据交换技术的工作原理。 教学内容进程设计 任务1 了解数据通信的相关知识 1.1 信息、数据和信号概念 信息是指通信系统传输和处理的对象。数据是信息的表示形式,是信息的物理表现,即所有信息都要用某种形式的数据进行表示和传播。信号是在特定通信方式中数据的物理表达形式,信号有具体的物理描述。 1.2 通信信道 信道是指传输信号的通道,包括通信线路和传输设备。 根据适合传输信号的类型,信道可以分为模拟信道和数字信道。 根据信道使用的传输介质,信道可以分为有线信道和无线信道。 1.3 数据通信系统的模型 数据通信系统是指,通过通信线路和通信控制处理设备将分布在各处的数据终端设备连 接起来,执行数据传输功能的系统。 数据通信系统的基本模型如下。 1.4 数据传输系统的技术指标 在模拟通信系统中,常使用带宽和波特率来分别描述通信信道传输能力和数据信号对载波的调制速率;在数字通信中,一般使用比特率和误码率来分别描述数据信号传输速率的大小和传输质量的好坏。 任务2 熟悉数据传输的方式和传输介质 2.1 数据传输的方式 (一)基带传输、频带传输和宽带传输 (二)并行传输与串行传输 (三)单工、半双工、全双工通信 (四)同步传输与异步传输 2.2 传输介质 传输介质根据传播形式可分为有线传输介质和无线传输介质两大类。 有线传输介质是指在两个通信设备之间用物理信道完成传输的物质,它能将信号从一方传输到另一方,主要有同轴电缆、双绞线和光纤等。 无线传输介质是指在两个通信设备之间不使用任何物理连接充当传输媒介的传输介质。 无线传输介质主要有红外线、微波、无线电波和激光。 任务3 熟悉数据传输的同步原理 3.1 位同步 位同步是指接收端接收的每一位数据信息都与发送端准确地保持同步。 实现位同步的方法有外同步法和自同步法。 3.2 字符同步 字符同步有同步制和异步制。 3.3 帧同步 常用的帧同步方法有使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾标志法、违法编 码法和字节计数法。 任务4 熟悉数据的编码 4.1 关于数据编码 数据编码是实现数据通信最基本的一项工作,数字数据在数字信道上传输需要数字信号编码,模拟数据在数字信道上传递需要采样编码,数字数据在模拟信道上传输需要调制编码,而用模拟信号传输模拟数据则不需要编码。 4.2 数字数据的数字信号编码 数字数据需要编码成数字信号序列才能在数字信道上传输。通常使用的二进制数字数据的数字信号编码方法有双极性归零编码、双极性不归零编码、单极性不归零编码和双相位编码等。 双相位编码是网络中常用的编码方式,主要有曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种方式。 4.3 数字数据调制编码 对数字数据的模拟信号进行调制有 3 种基本形式:幅移键控法、频移键控法和相移键控法。 4.4 模拟数据的数字信号编码 (一)采样频率 根据奈奎斯特定理,采样频率是原始有效信号中最高频率分量或带宽的 2 倍。 (二)脉冲振幅调制 (三)脉冲编码调制 任务5 熟悉数据通信技术 5.1 数据交换技术 常用的数据交换技术有电路交换、报文交换和分组交换等技术。 5.2 信道复用技术 信道复用技术是利用一条通信线路实现多个终端之间同时传输信息的技术。 多路复用技术一般有频分多路复用、时分多路复用和波分多路复用 3 种基本形式。 5.3 差错控制技术 在数据通信中,差错是指接收端接收到的数据与发送端发出的数据出现不一致的现象。 数据传输中所产生的差错多是由热噪声引起的。 热噪声是由元器件中电子或电荷受热激 发所产生的噪声信号。 差错控制的方法主要有向前纠错和自动请求重发两类。 教学小结 本项目首先介绍数据通信的基本概念,然后介绍数据传输的方式和传输介质、数据传输的同步原理、数据的编码和数据通信技术等知识。 本项目主要讲述了基带传输、频带传输、宽带传输和多路复用等数据传输技术。 数据交换技术有电路交换、报文交换和分组交换技术,计算机网络中主要采用的是分组交换技术。 学科网（北京）股份有限公司 $$