數據通信原理-第一章概述9節（毛京麗版）

目錄
1.1.數據通信基本概念（4）
1.2數據通信系統的構成（3）
1.3數據通信傳輸信道（4）
1.4數據傳輸方式（3）
1.5數據通信系統的主要性能指標（3）
1.6多路複用技術（4）
1.7 數據通信網概述（2）
1.8 計算機網路的基本概念
1.9數據通信技術的標準化組織簡介
公式總結

1.1.數據通信基本概念（4）

1.1.1數據與數據信號
1、數據：有含義的數字或者符號組合。A、B、C
2、數據信號：數據用傳輸代碼表示就變成了數據信號。二進制代碼1000001表示A就是數據信號

1.1.2 數據通信的概念
1、數據通信的概念：依照通信協議，利用數據傳輸技術在兩個功能單元之間傳遞數據信息。
2、數據信號的基本傳輸方式：基帶傳輸、頻帶傳輸、數字數據傳輸
1）基帶傳輸：數據終端輸出的未經調製變換的數據信號，直接在電纜信道上傳輸。換句話說，基帶傳輸是不搬移基帶數據信號頻譜
2）頻帶傳輸：基帶數據信號經過調製，將其頻帶搬移到相應的載頻頻帶上再傳輸（頻帶傳輸時信道上的傳輸信號是模擬信號）
3）數字數據傳輸：利用PCM信道傳輸數據信號，利用PCM30/32路系統的某些時隙傳輸數據信號。

1.1.3傳輸代碼
1、國際5號碼：ASCII碼，是一種7單位碼，用7位二進制碼來表示。共128種組合

1.1.4數據通信業務
·······

1.2數據通信系統的構成（3）
數據通信系統的基本構成？
數據通信系統通過數據電路將分佈在遠地的數據終端設備與計算機系統連接起來，實現數據傳輸、交換、存儲和處理的系統。

1.2.1數據終端設備（DTE）
1、組成：產生數據的數據源+接收數據的數據宿+傳輸控制器

1.2.2數據電路
1、組成：傳輸信道 + 數據電路終接設備（DCE）
2、傳輸信道：
1）線路：電纜、光纜、微波線路
2）設備：模擬通信設備、數字通信設備
3、數據電路終接設備
DCE是DTE與傳輸信道的接口設備

1.2.3中央計算系統
數據鏈路 = 控制裝置 + 數據電路

1.3數據通信傳輸信道（4）
1.3.1信道類型以及特性
1、物理線：雙絞線、同軸電纜、光纖
2、電話網傳輸信道：
3、數字數據傳輸信道：
多個低速數據終端輸出的信號經時分多路複用或集中合成到64kbit/s速率，然後直接已數字方式合入到PCM30路系統的某一時隙，最後複用到2.048Mbit/s在數字線路（光纖、數字微波、衛星）上傳輸。

1.3.2傳輸損耗
信號在傳輸介質中會有一部分轉化爲熱能或者被傳輸介質吸收，從而造成信號強度的不斷減弱，叫做傳輸損耗
P0：發送原點的功率
P1：接收點的功率
傳輸損耗 D = 10 * lg（P0/P1）

1.3.3噪聲與干擾
1、工業噪聲：電氣設備如電源開關、電車
2、天電噪聲：雷電、宇宙射線
脈衝干擾（1、2）：這類干擾時間短、脈衝型、不連續、強度大。差錯控制技術有效對抗突發性脈衝干擾
3、內部噪聲：電阻、各類導體。由於電子發射不均勻產生器件噪聲
4、按統計特性分
1）高斯噪聲：噪聲的概率密度服從正態分佈
2）白噪聲：功率譜函數密度在整個頻率域是均勻分佈

1.3.4 信噪比
信噪比是用來描述信號傳輸過程中受到損耗和噪聲干擾程度的量。
Ps :信號平均功率
Pn:噪聲平均功率
信噪比是信號功率與噪聲功率之比
S/N 是信噪比，S/N 是信噪比，S/N 是信噪比

1.4數據傳輸方式（3）
1.4.1串行傳輸與並行傳輸

1.4.2異步傳輸與同步傳輸
1、異步傳輸：
START（1碼元） + 數據位 +STOP（1、1.5、2碼元）
2、同步傳輸
字符同步：SYN起始字符，EOT終止字符
幀同步：

同步傳輸因爲要實現定時同步和幀同步，因此技術要複雜，但不需要對每一個字符單獨加起、止，只是在一串字符的前後加上標誌序列，因此傳輸效率較高。

1.4.3單工、半雙工和全雙工

1.5數據通信系統的主要性能指標（3）
1.5.1有效性指標
1、工作速率
1）調製速率N：符號速率、碼元速率、波特率：
定義：每秒傳輸信號碼元個數，信號碼元持續時間爲T（s）
N = 1 / T 單位是波特Baud
2）數據傳信速率R
定義：每秒傳輸的信息量
一個碼元用1個代碼表示那麼R=N，0
一個碼元用兩個代碼表示那麼R = 2N，00，可表示4種狀態就是4電平信號，M電平
·····
R = N *log2底 M（對數）單位bit
3）數據傳速速率:涉及系統實際的數據傳送能力時，使用數據傳送速率
2、頻帶利用率

1.5.2可靠性指標
1、誤碼率：接收出現差錯的比特 / 總的發送比特

1.5.3信道容量
信道容量：信道的最大的傳信速率，單位（比特 / 秒）
1、模擬信道的信道容量
B：信道帶寬
C：信道容量
S：信號功率
N：噪聲功率

2、數字信道的信道容量

1.6多路複用技術（4）
爲了提高通信信道的利用率，使信號沿同一信道傳輸而不干擾，這種通信方式稱爲多路複用。
1.6.1 頻分複用 - FDM
1、概念：信道的可用頻帶分成若干互不交疊的頻段。。在發送端對各路信號進行調製，將不同信號搬移到不同的頻率範圍，在接收端採用適當的濾波器將多路信號分開，再分別進行解調和終端處理。
2、優點：信道複用率高，分路方便。有線和微波通信系統用的廣泛。
3、缺點：串擾。引起串擾的主要原因是濾波器

1.6.2 時分複用
1、普通時分複用：
在時分複用中，各路信號在線路上的位置是固定的，並週期性地出現。好位置可以識別每一路信號。比如 PCM30/32 路系統就屬於時分複用。
2、優點：簡單，易大規模集成，不會產生信號串擾。
3、缺點：但是容易產生碼間串擾。信道的利用率要比統計時分複用低。

2、統計時分複用：
按照用戶的實際需要動態的分配線路資源。通俗的說，統計時分複用是各路信號在線路上的位置不固定，週期性的出現。不能靠位置識別每一路信號，而是要靠標誌識別每一路信號。信道利用率高，分組交換網，幀中繼網，ATM網，ip網均採用統計時分複用。

1.6.3波分複用
1、DWDM概念
（1）WDM的概念：
光波分複用，信號調製到不同波長的光載頻上-> 合波器器 ->光載波信號匯合，耦合到同一個光纖傳輸 -> 分波器 -> 光接收器做處理，恢復爲原來信號。。工作波長可以從0.8微米到1.7微米，其波長間隔爲幾十納米。
（2）DWDM的概念
密集波分複用。同一個光纖中光載波路數更多，波長間隔小。
2、DWDM技術優點：

1.6.4碼分複用
主要用於移動通信系統。每個用戶可以在同一時間使用同樣的頻帶進行通信。

1.7 數據通信網概述（2）
1.7.1 數據通信網的構成
數據通信網是一個由分佈在各地的數據終端設備，數據交換設備和數據傳輸鏈路所構成的網絡。在網絡協議的支持下，實現數據終端間的數據傳輸和交換。

1.7.2 數據通信網的分類
1、按照網絡拓撲分
1）網狀網和不完全網狀網。網狀網之間所有節點都會相互連通，不完全網狀網每一個節點至少與其他兩個節點聯相連。不完全網狀網又叫網格型網，可靠性高，線路利用率比一般的網狀網要高。
2）星狀網,利用率較高，經濟性好，可靠性低。網絡性能過多地依賴於中性節點，一旦中心節點故障將導致全網癱瘓。
3)樹形網
4）環形網

2、按傳輸技術分
1）交換網：路交換網，報文交換網，分組交換網，幀中繼網，ATM網？另外還有采用數字交叉連接設備的數字數據網
2）廣播網：