loading第2章 数据通信技术的基础知识
数据通信技术的基本内容 数据通信基本概念 数据通信系统基本结构 信息、数据、信号 数据通信的主要技术指标 数据传输方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工通信、全双工通信 基带传输、频带传输、宽带传输 数据的同步技术 数据编码技术 异步传输、同步传输 数字数据信号 模拟传输 数字传输 模拟数据信号 多路复用技术 数据交换技术 传输介质 差错控制技术 模拟传输 数字传输 幅移键控ASK、频移键控FSK、 相移键控PSK 不归零码NRZ、曼彻斯特编码、 差分曼彻斯特编码 调幅、调频、调相 脉冲编码调制PCM 时分多路复用、频分多路复用、波分多路复、码分多路复用 电路交换、报文存储转发交换、报文分组存储转发交换（数据报方式、虚电路方式） 传输介质类型与特点 检错码、纠错码和差错控制机制
1、信息、数据和信号
? 通信的目的是交换信息。信息的载体可以是多媒体，包含语音、音乐、图形图像、
文字和数据等。计算机的终端产生的信息一般是字母、数字和符号的组合。为了传送这些信息，首先要将每一个字母、数字或括号用二进制代码表示。目前常用的二进制代码有国际5号码（IA5）、扩充的二、十进制交换码EBCDIC码和信息交换用标准代码 ASCII码等。
? 被传输的二进制代码称为数据（Data）。
? 信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。 2、数据通信系统基本结构
? 数据通信系统的基本通信模型：产生和发送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫
信宿。信源与信宿通过通信线路进行通信，在数据通信系统中，也将通信线路称为信道；
? 在数据通信系统中，传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，而传输数字信号的系
统称为数字通信系统。
01011010010信源信道信宿01011010010A.理想状态出错01011010010信源信道信宿01010010110噪声（干扰）B.实际环境下
3、模拟通信系统
? 模拟通信系统通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成。信源所
产生的原始模拟信号一般都要经过调制再通过信道传输。到达信宿后，通过解调器将信号解调出来。
? 普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信系统。
信源调制器信道解调器信宿噪声源
4、数字通信系统
? 数字通信系统由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译
码器、信源译码器、信宿、噪声源以及发送端和接收端时钟同步组成。 ? 计算机通信、数字电话以及数字电视都属于数字通信系统。
信源信源编码器信道编码器调制器信道解调器信道译码器信源译码器信宿噪声源 5、通信信道的分类
? 信道是信号传输的通道，包括传输媒体和通信设备。传输媒体可以是有形媒体，如
电缆、光纤等，也可以是无形媒体，如传输电磁波的空间。信道可以按不同的方法分类：
? 有线信道与无线信道； ? 模拟信道与数字信道； ? 专用信道和公用信道；
有线信道与无线信道
? 信道按所使用的传输介质分类，可以分为有线信道与无线信道；
? 有线信道
? 使用有形的媒体作为传输介质的信道称之为有线信道。有线信道包
括电话线、双绞线、同轴电缆和光缆等；
? 无线信道
? 以电磁波在空间传播方式传送信息的信道称之为无线信道。无线信
道包括无线电、微波、红外线和卫星通信信道等。
模拟信道与数字信道
? 按传输信号的类型分类，信道可以分为模拟信道与数字信道；
? 模拟信道
? 能传输模拟信号的信道称为模拟信道。模拟信号的电平随时间连续
变化，语音信号是典型的模拟信号。如果利用模拟信道传送数字信号，则必须经过数字与模拟信号之间的变换（A/D变换器）。调制解调器就是完成这种变换的。
? 数字信道
? 能传输离散数字信号的信道称为数字信道。离散的数字信号在计算
机中指由“0”和“1”的二进制代码组成的数字序列。当利用数字信道传输数字信号时不需要进行变换，通常需要进行数字编码。
专用信道和公用信道
? 信道按使用方式可以分为专用信道和公用信道：
? 专用信道
? 专用信道是一种连接于用户设备之间的固定电路，它可以由用户自
己架设或向电信部门租用。
? 公用信道
? 也称公共交换信道，它是一种通过交换机转接、为大量用户提供服
务的信道。
6、数据通信的技术指标
? 数据通信速率（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。
7、码元速率和信息速率
? 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
信息比特AB码元信息比特01100001110110ABCD码元四进制信号四级电平1个码元=2个信息比特0100101二进制信号两级电平1个码元=1个信息比特
8、误码率和误比特率
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。
传输出错的比特数 传输出错的码元数误比特率Pb?误码率Pe?传输的总比特数 传输的总码元数
? 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。
9、信道带宽与信道容量
? 信道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。
10、数据的串行传输和并行传输
8个比特同时发送需要8条线01100101发端收端
? 并行通信
? 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。
数据的串行传输和并行传输
? 串行通信
? 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。
发端011000108个比特顺次发送0 1 1 0 0 0 1 0并/串转换器串/并转换器01100010收端
11、通信线路的连接方式——点对点
? 点对点的连接就是在发送端和接收端之间采用一条线路连接，使用的线路可以是专
用线路、租用线路或交换线路。
? 使用租用或交换线路的连接方式，适合于在地理上比较分散的站点之间传输数据，
比如通过公用电话交换网，实现点-点的连接。
计算机计算机计算机计算机交换设备计算机计算机
12、通信线路的连接方式 ——多点线路
? 多点线路连接是指各个站点通过一条公共通信线路连接。
? 在多点线路连接方式中，一条线路被所有的站点共享，若所有的站点可以同时发送
数据，则这条线路在空间上是共享的，通常采用频分复用或波分复用技术传输数据；若所有的站点只能轮流使用线路发送数据时，那么它在时间上是共享的，通常采用时分复用技术传输数据。
主机计算机/终端
13、信道的通信方式——单工通信