数据通信的基本知识

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1、计算机网络基础北京联合大学自动化学院陈旭升课程内容：通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络技术与通信技术的基本理论和基本原理，了解现代通信新技术的应用，熟悉各种常用的网络与通信协议，重点是TCP/IP协议。掌握局域网的组建方法，熟悉局域网基本的设计与管理的方法。1.谢希仁.计算机网络教程.北京：人民邮电出版社，20022.石硕编著.计算机网络实验技术.北京：电子工业出版社，20023.朱艳琴，钱龙华等.计算机网络.北京：北京希望电子出版社，2002参考资料：考核方式：1.44学时/3学分。2.考查课。3.平时成绩占60%，期末考试成绩（闭卷）占

2、40%。4.平时成绩包括作业、提问、测验、出勤情况。5.平时成绩加分因素。第1章数据通信的基本知识主要内容：1.1数据通信的基本概念1.2数据传输与编码1.3数据通信方式1.4差错控制技术1.1数据通信的基本概念1.1.1通信系统的构成图1-1远程计算机之间通信例：将上面的计算机间传输文件的系统抽象化，就是数据通信系统的一般结构模型，如图1-2所示。1.1.1通信系统的构成信息数据信号图1-2通信系统的结构模型1.1.1通信系统的构成源系统一般包括以下两部分：1.源站：输入设备2.发送器：目的系统一般包括以下两个部分：1.接收器：2.目的站：输

3、出设备，目的站设备从接收器获取传送来的信息。1.1.2信息、数据和信号1.信息不同领域对信息有各种不同的定义，一般认为信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识。2.数据和信号数据(data)是运送信息的实体，而信号(signal)则是数据的电气的或电磁的表现。1.1.2信息、数据和信号图1-3信息、数据和信号1.1.2信息、数据和信号图1-4模拟信号和数字信号信道(channel)是数据信号传输的必经之路，由相应的传输线路和传输设备组成。信道的分类方法有很多:1.物理信道和逻辑信道2.有线信道和无线信道3.模拟信道和数字信道4.专用信

4、道和公共交换信道1.1.3信道及信道的分类1.1.4码元和码字及数据单元1.码元和码字在计算机网络中传送的每一位二进制数字被称为“码元”。由7个码元组成的二进制序列被称为“码字”。2.数据包大多数计算机网络都不能连续传输任意数量的数据，网络系统把数据分成小块单独发送，这种小块称作包(packet)。1.1.4码元和码字及数据单元3.数据帧(frame)尽管术语包指的是小数据块的一般概念，但在确切的包格式方面没有达成完全一致。相反，每种硬件技术都定义了能在该硬件上传输的包的细节，并指明了包的位串是如何传输的。为了帮助区分包传输的一般概念与特定硬件

5、技术所使用的包，我们用术语帧(frame)来定义在特定网络类型中的包。1.1.5通信系统的主要技术指标1.数据传输速率S(比特率)和波形调制速率B(波特率)(1)比特率S比特率是一种数字信号的传输速率，它是指在有效带宽上，单位时间内所传送的二进制代码的有效位(bit)数。(2)波特率B波特率是一种调制速率，也称波形速率。它是指数字信号经过调制后的速率，即经过调制后的模拟信号每秒钟变化的次数。B=1/T(baud)1.1.5通信系统的主要技术指标比特率与波特率之间有下列关系：S=Blog２N(b/s)注意：常在数字数据变化成模拟信号传输时用到波特

6、率的概念，也称为调制速率。1.1.5通信系统的主要技术指标2.带宽及与数据传输速率的关系带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许传送信号的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹(Hz)。在许多资料上也借用带宽这个词来描述数字信道的容量，比如说某信道的带宽为56KHz，此时和说该信道的数据为56Kbit/s含义是相同的。注意：任何信号都可以分解成多种不同频率信号的和。信号的带宽是指最高频率与最低频率的差，即频率范围。信号的带宽应取其主要频率范围。传输系统的带宽要远远高于信号的带宽。带宽的单位为hz。数字传输系统中，带宽用数据传输率表示。那系统带宽与数据

7、传输率又如何的关系呢？3.信道容量和Shannon定理信道容量是一个极限参数，它一般是指在传输系统的给定带宽上能够传输的最大数据传输速率，信道容量C的单位是bit/s，它依赖于所传送信号的能量和信道噪声特性。Shannon把信道容量和带宽联系起来定义了著名通信定理——香农定理：（（）式中S是信道中传送的信号功率，N是信道带宽内总的噪声功率，而S/N时信号和噪声能量毕，即信噪比。W为带宽。香农定理指出：(1)提高信噪比S/N能够增加信道容量C。(2)当噪声功率N→0时，信道容量C→∞，既无干扰信道的容量为∞。(3)信道容量一定时，带宽W与信噪比S

8、/N之间可以互换，既提高信噪比与提高带宽具有等价意义。3.信道容量和Shannon定理4.误码率P(errorrate)(1)误码率P定义误码率是衡量