数据通信原理-第一章概述9节（毛京丽版）

目录
1.1.数据通信基本概念（4）
1.2数据通信系统的构成（3）
1.3数据通信传输信道（4）
1.4数据传输方式（3）
1.5数据通信系统的主要性能指标（3）
1.6多路复用技术（4）
1.7 数据通信网概述（2）
1.8 计算机网路的基本概念
1.9数据通信技术的标准化组织简介
公式总结

1.1.数据通信基本概念（4）

1.1.1数据与数据信号
1、数据：有含义的数字或者符号组合。A、B、C
2、数据信号：数据用传输代码表示就变成了数据信号。二进制代码1000001表示A就是数据信号

1.1.2 数据通信的概念
1、数据通信的概念：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。
2、数据信号的基本传输方式：基带传输、频带传输、数字数据传输
1）基带传输：数据终端输出的未经调制变换的数据信号，直接在电缆信道上传输。换句话说，基带传输是不搬移基带数据信号频谱
2）频带传输：基带数据信号经过调制，将其频带搬移到相应的载频频带上再传输（频带传输时信道上的传输信号是模拟信号）
3）数字数据传输：利用PCM信道传输数据信号，利用PCM30/32路系统的某些时隙传输数据信号。

1.1.3传输代码
1、国际5号码：ASCII码，是一种7单位码，用7位二进制码来表示。共128种组合

1.1.4数据通信业务
·······

1.2数据通信系统的构成（3）
数据通信系统的基本构成？
数据通信系统通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。

1.2.1数据终端设备（DTE）
1、组成：产生数据的数据源+接收数据的数据宿+传输控制器

1.2.2数据电路
1、组成：传输信道 + 数据电路终接设备（DCE）
2、传输信道：
1）线路：电缆、光缆、微波线路
2）设备：模拟通信设备、数字通信设备
3、数据电路终接设备
DCE是DTE与传输信道的接口设备

1.2.3中央计算系统
数据链路 = 控制装置 + 数据电路

1.3数据通信传输信道（4）
1.3.1信道类型以及特性
1、物理线：双绞线、同轴电缆、光纤
2、电话网传输信道：
3、数字数据传输信道：
多个低速数据终端输出的信号经时分多路复用或集中合成到64kbit/s速率，然后直接已数字方式合入到PCM30路系统的某一时隙，最后复用到2.048Mbit/s在数字线路（光纤、数字微波、卫星）上传输。

1.3.2传输损耗
信号在传输介质中会有一部分转化为热能或者被传输介质吸收，从而造成信号强度的不断减弱，叫做传输损耗
P0：发送原点的功率
P1：接收点的功率
传输损耗 D = 10 * lg（P0/P1）

1.3.3噪声与干扰
1、工业噪声：电气设备如电源开关、电车
2、天电噪声：雷电、宇宙射线
脉冲干扰（1、2）：这类干扰时间短、脉冲型、不连续、强度大。差错控制技术有效对抗突发性脉冲干扰
3、内部噪声：电阻、各类导体。由于电子发射不均匀产生器件噪声
4、按统计特性分
1）高斯噪声：噪声的概率密度服从正态分布
2）白噪声：功率谱函数密度在整个频率域是均匀分布

1.3.4 信噪比
信噪比是用来描述信号传输过程中受到损耗和噪声干扰程度的量。
Ps :信号平均功率
Pn:噪声平均功率
信噪比是信号功率与噪声功率之比
S/N 是信噪比，S/N 是信噪比，S/N 是信噪比

1.4数据传输方式（3）
1.4.1串行传输与并行传输

1.4.2异步传输与同步传输
1、异步传输：
START（1码元） + 数据位 +STOP（1、1.5、2码元）
2、同步传输
字符同步：SYN起始字符，EOT终止字符
帧同步：

同步传输因为要实现定时同步和帧同步，因此技术要复杂，但不需要对每一个字符单独加起、止，只是在一串字符的前后加上标志序列，因此传输效率较高。

1.4.3单工、半双工和全双工

1.5数据通信系统的主要性能指标（3）
1.5.1有效性指标
1、工作速率
1）调制速率N：符号速率、码元速率、波特率：
定义：每秒传输信号码元个数，信号码元持续时间为T（s）
N = 1 / T 单位是波特Baud
2）数据传信速率R
定义：每秒传输的信息量
一个码元用1个代码表示那么R=N，0
一个码元用两个代码表示那么R = 2N，00，可表示4种状态就是4电平信号，M电平
·····
R = N *log2底 M（对数）单位bit
3）数据传速速率:涉及系统实际的数据传送能力时，使用数据传送速率
2、频带利用率

1.5.2可靠性指标
1、误码率：接收出现差错的比特 / 总的发送比特

1.5.3信道容量
信道容量：信道的最大的传信速率，单位（比特 / 秒）
1、模拟信道的信道容量
B：信道带宽
C：信道容量
S：信号功率
N：噪声功率

2、数字信道的信道容量

1.6多路复用技术（4）
为了提高通信信道的利用率，使信号沿同一信道传输而不干扰，这种通信方式称为多路复用。
1.6.1 频分复用 - FDM
1、概念：信道的可用频带分成若干互不交叠的频段。。在发送端对各路信号进行调制，将不同信号搬移到不同的频率范围，在接收端采用适当的滤波器将多路信号分开，再分别进行解调和终端处理。
2、优点：信道复用率高，分路方便。有线和微波通信系统用的广泛。
3、缺点：串扰。引起串扰的主要原因是滤波器

1.6.2 时分复用
1、普通时分复用：
在时分复用中，各路信号在线路上的位置是固定的，并周期性地出现。好位置可以识别每一路信号。比如 PCM30/32 路系统就属于时分复用。
2、优点：简单，易大规模集成，不会产生信号串扰。
3、缺点：但是容易产生码间串扰。信道的利用率要比统计时分复用低。

2、统计时分复用：
按照用户的实际需要动态的分配线路资源。通俗的说，统计时分复用是各路信号在线路上的位置不固定，周期性的出现。不能靠位置识别每一路信号，而是要靠标志识别每一路信号。信道利用率高，分组交换网，帧中继网，ATM网，ip网均采用统计时分复用。

1.6.3波分复用
1、DWDM概念
（1）WDM的概念：
光波分复用，信号调制到不同波长的光载频上-> 合波器器 ->光载波信号汇合，耦合到同一个光纤传输 -> 分波器 -> 光接收器做处理，恢复为原来信号。。工作波长可以从0.8微米到1.7微米，其波长间隔为几十纳米。
（2）DWDM的概念
密集波分复用。同一个光纤中光载波路数更多，波长间隔小。
2、DWDM技术优点：

1.6.4码分复用
主要用于移动通信系统。每个用户可以在同一时间使用同样的频带进行通信。

1.7 数据通信网概述（2）
1.7.1 数据通信网的构成
数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备，数据交换设备和数据传输链路所构成的网络。在网络协议的支持下，实现数据终端间的数据传输和交换。

1.7.2 数据通信网的分类
1、按照网络拓扑分
1）网状网和不完全网状网。网状网之间所有节点都会相互连通，不完全网状网每一个节点至少与其他两个节点联相连。不完全网状网又叫网格型网，可靠性高，线路利用率比一般的网状网要高。
2）星状网,利用率较高，经济性好，可靠性低。网络性能过多地依赖于中性节点，一旦中心节点故障将导致全网瘫痪。
3)树形网
4）环形网

2、按传输技术分
1）交换网：路交换网，报文交换网，分组交换网，帧中继网，ATM网？另外还有采用数字交叉连接设备的数字数据网
2）广播网：