【精品课件】数据通信原理.ppt

第1页,第2章 数据通信原理简介,本章内容通信系统简介 数据通信相关技术简介通信方式实例,第2页,第3页,2.1 基本概念,计算机通信术语数据(Data)：传递(携带)信息的实体。信息(Information)：是数据的内容或解释。信号(Signal)：数据的物理量编码(通常为电编码)，数据以信号的形式传播。模拟信号与数字信号基带(Base band)与宽带(Broad band)信道(Channel)：传送信息的线路(或通路)比特(bit)：信息量的单位。比特率为每秒传输的二进制位个数，用bit/s表示。,第4页,误码率：信道传输可靠性指标，是概率值。信息编码：将信息用二进制数表示的方法。例如：ASCII编码、BCD编码等数据编码：将数据用物理量表示的方法。例如：字符A的ASCII编码(是信息编码的一种)为01000001，其数据编码可能为,第5页,带宽（Bandwidth）带宽是通信信道的宽度，是信道频率上界与下界之间之差，是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（Hz）为单位计量。在计算机网络中，一般使用每秒位数(b/s 或bps)作为带宽的计量单位。主要单位：Kb/s，Mb/s，Gb/s1Kbps=1000bps1Mbps=1000Kbps1Gbps=1000Mbps,第6页,时延（Delay）信息从网络的一端传送到另一端所需的时间传输可靠性数据能正确送达数据能有序送达(当采用分组交换时),第7页,通信系统简介,通信系统三要素：信源、信宿和信道,信息通过数据通信系统传输 把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地。信息和数据(0,1比特)一般不能直接在介质上传输。,传输系统,第8页,2.2 信道及其主要特征,数字信道和模拟信道数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。模拟信号和数字信号模拟信号：时间上连续，包含无穷多个信号值（幅度连续）数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的信号值（幅度离散）,第9页,数字通信与模拟通信数字通信在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输模拟通信在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输数字通信的优点抗噪声（干扰）能力强可以控制差错，提高了传输质量便于用计算机进行处理易于加密、保密性强可以传输语音、数据、影像，通用、灵活计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。,第10页,通信方式数据流动的方向,单工：数据单向传输（无线电广播）半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）全双工：数据可以双向同时传输（电话）或者具有两条物理上独立的传输线路或者具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向的信号传输,第11页,数字数据的传输方式,基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。例如：以太网（Ethernet）频带传输：数字信号需调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。例如：通过电话模拟信道传输宽带传输：数字信号需调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调例如：闭路电视的信号传输,第12页,数字数据的传输方式（续）,串行传输和并行传输异步传输和同步传输,第13页,2.3 交换技术,什么是交换？按某种方式动态地分配传输线路资源例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。最初的交换：人工转接交换为什么要采用交换技术？节省线路投资，提高线路利用率实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换,第14页,通信线路中的交换技术,B,D,C,A,E,F,第15页,电路交换交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接通信释放连接优缺点：建立连接的时间长；一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；无纠错机制；建立连接后，传输延迟小。不适用于计算机通信，因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。,第16页,电话网络中的电路交换,第17页,报文交换整个报文(Message)作为一个整体一起发送。在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。称为“无连接的”（典型例子：电报）优缺点：没有建立和拆除连接所需的等待时间；线路利用率高；传输可靠性较高；报文大小不一，造成存储管理复杂；大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；出错后整个报文全部重发。,第18页,分组交换（包交换）将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转发。数据传输前不需要建立一条端到端的通路也是“无连接的”有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。优缺点：对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组速度快；转发延时小适用于交互式通信；某个分组出错可以仅重发出错的分组效率高；各分组可通过不同路径传输，容错性好。需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。,第19页,第20页,关于比特,信息的基本单位bit（比特）：二进制数字，有0和1两种取值，分别代表0电压和+5V电压，传输1个二进制数字其信息量就是1bit。从原子到比特的飞跃已是势不可当、无法逆转。（尼葛洛庞帝（Negroponte）数字化生存）1bit=1位、8bits=1Byte（字节）、2Bytes=1Word（字）=1个汉字、1024Bytes=1KiloBytes=1KB（千字节）1024KB=1MegaBytes=1MB（兆字节）1024MB=1GigaBytes=1GB（吉字节）1024GB=1TeraBytes=1TB（太字节）,第21页,举例,一个ASCII（表示字符的编码）码=8bits早期的PC内存=64KB3.5英寸软盘的容量=1.44MB一张CDROM光盘容量=650MB一张DVD盘容量=4.3GB一个典型视频服务器的容量=14TB,第22页,早期的人工电话交换机。它能为50家电话用户提供服务,1969年，可视电话,第23页,24,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,