计算机网络与通信基础 课件

1、计算机网络技术,回顾,计算机网络的组成 资源子网+通信子网(传输/交换/终端),传输 设备,交换 设备,传输 设备,发送终端,接收 终端,终端设备：？ 固话/手机/对讲机/计算机/pos机 交换设备：？ 交换机/路由器/集线器 传输设备：？ 电缆 /无线电波 /通信卫星 /光纤,计算机网络的拓扑结构,第1章 计算机网络与通信基础,一、数据通信的基本概念,三、通信方式,预习:要理解的问题,1、数据传输率、信道容量的概念 2、并行通信、串行通信（单，双，半双）,一、数据通信的基本概念,数据：对客观事实进行描述与记载的物理符号，如数值、文字、声音、图形、图像和动画等。 模拟数据：连续变化，如温度、压力。 数字数据：取值离散，如文字、整数值。,信息：对客观事物存在方式或运动状态的反映，是数据经过加工处理（说明或解释）后得到的。 数据和信息的区别： 信息是数据的内涵，数据是信息的载体（表示形式）； 数据没有实际意义，信息有一定意义。,一、数据通信的基本概念,一、数据通信的基本概念,信号是数据的电、磁、光形式的编码。 数据或信息要传播，必须先转换成能够在信道中传输的信号。 模拟信号 取值连续（渐变

2、） 数字信号 取值离散（突变）,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。 计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输 ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网 模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 CATV、无线电广播、电话拨号线路,一、数据通信的基本概念,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,一、数据通信的基本概念,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。,一、数据通信的基本概念,数字通信缺点： 比模拟通信占据更宽的系统频带 系统设备复杂对同步要求高。,模拟通信优点： 模拟通信系统设备简单，占用频带窄，是直观且容易实现,保密性差。 抗干扰能力弱。 设备不易大规模集成化。 不适于飞速发展的计算机通信要求。,模拟通信缺点：,一、数据通信的基本概念,码元和位,在通信系统中，二进制数字常用时间

3、间隔相同的波形来表示。 一个波形单元也称为一个码元。 若一个二进制符号对应一个码元，则一个码元就相当于一位（一个比特）。 若n个二进制符号对应一个码元，则一个码元就相当于n位（n个比特）。,一、数据通信的基本概念,比特率： 在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示， 其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576)。 波特率： 波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。 波特率与比特率的关系为： 比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。,一、数据通信的基本概念,比特率与波特率的区分 两相调制(单个调制状态对应1个二进制位) 比特率？波特率； 四相调制(单个调制状态对应2个二进制位) 比特率？波特率； 八相调制(单个调制状态对应3个二进制位) 比特率？波特率的三倍；,一、数据通信的基本概念,数据传输速率S (比特率)：单

4、位时间(1秒)内传输二进制代码的位(bit)数。 S = (log2N) /T S数据传输率，bps T信号周期，s N量化电平,二、数据通信中的主要技术指标,练习,已知某数据传输系统中，每个码元持续0.001秒，且每个码元可以有8种表示状态，求波特率和比特率。 B=1/T=1/0.001=1000(Baud) S=log2N/T=1000log28=3000(bit/s),18,非理想信道 实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。 损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 延迟会使接收端的信号产生畸变。 噪声会破坏信号，产生误码。 例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特。,信噪比 1.信噪比的计量单位是dB（分贝） 2.计算方法是dB =10lg(S/N)，其中s和n分别代表信号和噪声的有效功率,二、数据通信中的主要技术指标,Shannon公式：用于有噪声干扰信道,例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100log2（1+2000） 34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。,练习,。 C = Blo

5、g2(1+S/N) = 4k 40kb/s,已知某信道带宽为4kHz，信噪比为30dB，求信道容量,三、 通信方式,并行通信：可以一次传输若干比特的数据，从发送端到接收端需用若干根传输线。采用并行传输的通信方式为并行通信。 适用：短距离，传输速度要求高。 例：计算机内部的数据通信。 串行通信：串行传输：一位一位地传送，从发送端到接收端只需一根传输线。采用串行传输的通信方式为串行通信。 适用：远距离，传输速率要求不高。 例：电话线。 单工、半双工及全双工通信,串行传输和并行传输（图）,串行通信的工作方式,根据数据在线路上的传输方向和特点划分 单工通信：只允许数据在一个方向传输。 半双工通信：允许数据两个方向上传输，但某一时刻只允许在一个方向上传输。 全双工：允许数据同时在两个方向上传输。,例：广播、电视、遥控通信。,例：对讲机。,例：电话系统。,发送器,接收器,发送器/接收器,发送器/接收器,发送器/接收器,发送器/接收器,单工方式：,半双工方式：,全双工方式：,A站,B站,可同时,不可同时,课堂练习,一、单选题 1. 信号是数据在传输过程中的( )的表现形式。 A. 电信号 B.代码

6、C. 信息 D. 程序 2. 数据通信的任务是传送( )代码的比特序列。 A. 十进制 B. 数据帧 C. 分组结构 D. 二进制 3. ( ) 信号的电平是连续变化的。 A. 数字 B. 模拟 C. 脉冲 D. 二进制 4. 在网络中，计算机输出的信号是( ) 。 A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 广播信号 D. 脉冲编码信号 5. ( ) 是指二进制码元在数据传输系统中传输出错的概率。 A. 调制速率 B. 比特率 C. 数据传输速率 D. 误码率,A,D,B,B,D,二、填空题 1. （ ）是对事物的表示形式、（ ）是对数据的表示形式、数据通信的任务就是要传输二进制（ ）。 2. 目前应用最广泛的数据编码是（ ），它采用了（ ）位二进制比特编码，共可以表示（ ）个字符。 3. （ ）是数据在传输过程中的电信号的表示形式。 4. 计算机所产生的用两种不同的（ ）表示0、1比特系列的电信号称为（ ）。 5. 电话通信信道是典型的（ ）信道，为了利用电话交换网实现计算机的（ ）的传输，必须先将（ ）转换成（ ）信号。 6. 在数字传输速率的换算关系中，1kbps（ )bps, 1Mbps=( )bps, 1Gbps=( )bps。,数据,信号,比特序列,ASCII码,7,128,信号,电平,数字信号,模拟通信,数字信号,模拟信号,数字信号,1103,1106,1109,课程回顾,本节课程主要内容,数据通信的基本概念,通信方式,数据传输速率,信号传输速率类,Nyquist公式,Shannon公式,数据通信中的主要技术指标,

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