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1、第3章数据通信技术第1页，共87页，编辑于2022年，星期一了解了解:数据通信的基本概念数据通信的基本概念数据通信的基本概念数据通信的基本概念数据通信的性能指标数据通信的性能指标数据通信的性能指标数据通信的性能指标差错校验差错校验掌握掌握:数据传输方式数据传输方式数据传输方式数据传输方式数据编码技术数据编码技术数据编码技术数据编码技术数据传输介质数据传输介质数据传输介质数据传输介质多路复用技术多路复用技术多路复用技术多路复用技术数据交换技术数据交换技术数据交换技术数据交换技术第2页，共87页，编辑于2022年，星期一vv（一）物理层（一）物理层（一）物理层（一）物理层（Physical lay
2、erPhysical layerPhysical layerPhysical layer）它直接与物理信道它直接与物理信道它直接与物理信道它直接与物理信道(PhysicalPhysical channel)channel)相连，起到数据链路层相连，起到数据链路层相连，起到数据链路层相连，起到数据链路层(Data Link layer)(Data Link layer)和传输介质和传输介质和传输介质和传输介质(media)(media)之间的逻辑接口作用，提供建立之间的逻辑接口作用，提供建立之间的逻辑接口作用，提供建立之间的逻辑接口作用，提供建立(establish)(establish)、维护
3、、维护、维护、维护(maintenance)(maintenance)和释放和释放和释放和释放(release)(release)物理连接物理连接物理连接物理连接(physical(physical connection)connection)的方法。的方法。的方法。的方法。任务：在物理介质上任务：在物理介质上任务：在物理介质上任务：在物理介质上正确地正确地正确地正确地(correctly)(correctly)、透明地透明地透明地透明地(Transparent)(Transparent)传送传送传送传送比特比特比特比特流。流。流。流。3、OSI/RM 参考模型的各层功能第3页，共87页，编辑
4、于2022年，星期一vv（一）物理层（一）物理层（Physical layerPhysical layer）物理层协议关心的典型问题是：物理层协议关心的典型问题是：物理层协议关心的典型问题是：物理层协议关心的典型问题是：vv使用什么样的物理信号来表示数据使用什么样的物理信号来表示数据使用什么样的物理信号来表示数据使用什么样的物理信号来表示数据“1”1”和和和和“0”0”；vv一位信号的持续时间一位信号的持续时间一位信号的持续时间一位信号的持续时间(DurationDuration)多长；多长；多长；多长；vv是否可同时在两个方向是否可同时在两个方向是否可同时在两个方向是否可同时在两个方向(Di
5、rectionDirection)上进行数据传输；上进行数据传输；上进行数据传输；上进行数据传输；vv初始的物理连接如何建立以及完成通信后如何终止物理连接；初始的物理连接如何建立以及完成通信后如何终止物理连接；初始的物理连接如何建立以及完成通信后如何终止物理连接；初始的物理连接如何建立以及完成通信后如何终止物理连接；vv物理层与传输介质的连接接口物理层与传输介质的连接接口物理层与传输介质的连接接口物理层与传输介质的连接接口(Interface to connect)(Interface to connect)(插头和插座插头和插座插头和插座插头和插座)有多少引脚以及各引脚的有多少引脚以及各引脚
6、的有多少引脚以及各引脚的有多少引脚以及各引脚的功能和动作时序。功能和动作时序。功能和动作时序。功能和动作时序。如采用如采用如采用如采用RJ-45RJ-45，还是，还是，还是，还是EIA/TIA-232EIA/TIA-232，怎么定义各脚，怎么定义各脚，怎么定义各脚，怎么定义各脚物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和规程特性，以及物理层接口物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和规程特性，以及物理层接口物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和规程特性，以及物理层接口物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和规程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。连接
7、的传输介质等问题。连接的传输介质等问题。连接的传输介质等问题。vv机械机械机械机械：规定物理连接器的尺寸、形状、规格：规定物理连接器的尺寸、形状、规格：规定物理连接器的尺寸、形状、规格：规定物理连接器的尺寸、形状、规格vv电气电气电气电气：规定信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等：规定信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等：规定信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等：规定信号电平，信号的脉冲宽度和频率，数据传送速率，最大传输距离等vv功能功能功能功能：定义接口引（线）脚的功能和作用：定义接口引（线）脚的功能和作用：定义接口引（
8、线）脚的功能和作用：定义接口引（线）脚的功能和作用vv规程规程规程规程：定义信号时序，应答关系，操作过程：定义信号时序，应答关系，操作过程：定义信号时序，应答关系，操作过程：定义信号时序，应答关系，操作过程第4页，共87页，编辑于2022年，星期一vv（二）数据链路层（二）数据链路层（Data link layerData link layer）任务：在两个任务：在两个任务：在两个任务：在两个相邻节点相邻节点相邻节点相邻节点(Adjacent nodes)间可靠地传输数据，间可靠地传输数据，间可靠地传输数据，间可靠地传输数据，使之对网络层呈现为一条无错的链路使之对网络层呈现为一条无错的链路使之
9、对网络层呈现为一条无错的链路使之对网络层呈现为一条无错的链路(Reliable link)。它的下一层（物理层）为它提供比特流服务；它的下一层（物理层）为它提供比特流服务；它的下一层（物理层）为它提供比特流服务；它的下一层（物理层）为它提供比特流服务；在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；在相邻节点之间建立链路；传送以传送以传送以传送以帧帧帧帧（FrameFrame）为单位的数据信息；并且进行检错为单位的数据信息；并且进行检错为单位的数据信息；并且进行检错为单位的数据信息；并且进行检错(error detecting)和纠错和纠错和纠错和纠错(error co
10、rrecting)。第5页，共87页，编辑于2022年，星期一vv（二）数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（二）数据链路层（Data link layerData link layerData link layerData link layer）功能与服务：功能与服务：功能与服务：功能与服务：vv接入控制：接入控制：接入控制：接入控制：建立与拆除数据链路连接建立与拆除数据链路连接建立与拆除数据链路连接建立与拆除数据链路连接(To establish and remove data link(To establish and remove data link connection)con
11、nection)vv组帧组帧组帧组帧：帧封装（：帧封装（：帧封装（：帧封装（capsulation,capsulation,将比特组合成字节进而组合成帧），按将比特组合成字节进而组合成帧），按将比特组合成字节进而组合成帧），按将比特组合成字节进而组合成帧），按顺序传送，处理返回的确认帧；顺序传送，处理返回的确认帧；顺序传送，处理返回的确认帧；顺序传送，处理返回的确认帧；vv物理地址寻址物理地址寻址物理地址寻址物理地址寻址(AddressingAddressing)：数据帧的头部要包含数据帧的头部要包含数据帧的头部要包含数据帧的头部要包含物理地址物理地址物理地址物理地址(MAC)(MAC)，在帧
12、，在帧，在帧，在帧的尾部还有差错控制信息；的尾部还有差错控制信息；的尾部还有差错控制信息；的尾部还有差错控制信息；vv定界与同步定界与同步定界与同步定界与同步：产生：产生：产生：产生/识别帧边界识别帧边界识别帧边界识别帧边界(To produce/recognize frame border)(To produce/recognize frame border)；vv差错检测差错检测差错检测差错检测/恢复恢复恢复恢复(Error detection/recoveryError detection/recovery)：可以发现错误不能纠错可以发现错误不能纠错可以发现错误不能纠错可以发现错误不能纠
13、错，可，可，可，可靠的传输，靠的传输，靠的传输，靠的传输，CRCCRCCRCCRC；vv流量控制流量控制流量控制流量控制(Flow ControlFlow Control)：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及接：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及接：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及接：抑止发送方的传输速率，使接收方来得及接收收收收。第6页，共87页，编辑于2022年，星期一3.1 3.1 数据通信的基础知识数据通信的基础知识信息信息(Information)信息是用于向人们提供关于现实世界新的事实的知识。信息是用于向人们提供关于现实世界新的事实的知识。信息是用于向人们提供关于现实世界新
14、的事实的知识。信息是用于向人们提供关于现实世界新的事实的知识。数据数据(Data)数数数数据据据据是是是是用用用用于于于于记记记记录录录录事事事事物物物物情情情情况况况况的的的的物物物物理理理理符符符符号号号号。如如如如：文文文文本本本本(Text)(Text)、图图图图像像像像(I(Image)mage)、音频音频音频音频(Audio)(Audio)、视频、视频、视频、视频(Video)(Video)等。等。等。等。信号信号(Signal)(Signal)信信信信号号号号是是是是数数数数据据据据在在在在媒媒媒媒体体体体中中中中传传传传输输输输的的的的电电电电磁磁磁磁波波波波或或或或电电电电子
15、子子子编编编编码码码码表表表表现现现现形形形形式式式式，具具具具有有有有确确确确定定定定的的的的物物物物理理理理描述描述描述描述 。信道信道(Channel)(Channel)信道是信号传输的通道。信道是信号传输的通道。信道是信号传输的通道。信道是信号传输的通道。第7页，共87页，编辑于2022年，星期一 数据数据(Data)(Data)vv分分分分类类类类：数数数数据据据据可可可可分分分分为为为为模模模模拟拟拟拟数数数数据据据据(Analog Analog signalsignal)和和和和数数字数据字数据(Digital signalsignal)两类。两类。两类。两类。vv模模模模拟拟拟
16、拟数数数数据据据据是是是是指指指指在在在在某某某某个个个个区区区区间间间间连连连连续续续续变变变变化化化化的的的的物物物物理理理理量量量量，如如如如：声音的大小和温度的变化等。声音的大小和温度的变化等。声音的大小和温度的变化等。声音的大小和温度的变化等。vv数数数数字字字字数数数数据据据据是是是是指指指指离离离离散散散散的的的的不不不不连连连连续续续续的的的的量量量量，如如如如：文文文文本本本本信信信信息息息息和整数。和整数。和整数。和整数。第8页，共87页，编辑于2022年，星期一第9页，共87页，编辑于2022年，星期一 信号信号(Signal)vv分类：信号在通信系统中也可分为模拟信号和
17、数字信号。分类：信号在通信系统中也可分为模拟信号和数字信号。vv其中模拟信号是指一种连续变化的电信号。如：电话线上其中模拟信号是指一种连续变化的电信号。如：电话线上其中模拟信号是指一种连续变化的电信号。如：电话线上其中模拟信号是指一种连续变化的电信号。如：电话线上传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。传送的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号。vv数字信号是指一种离散变化的电信号。数字信号是指一种离散变化的电信号。数字信号是指一种离散变化的电信号。数字信号是指一种离散变化的电信号。数字信号的抗干扰数字信号的抗
18、干扰数字信号的抗干扰数字信号的抗干扰能力强。能力强。能力强。能力强。如：计算机产生的电信号就是如：计算机产生的电信号就是如：计算机产生的电信号就是如：计算机产生的电信号就是“0”0”0”0”和和和和“1”1”1”1”的电压的电压脉冲序列串。脉冲序列串。vv模拟信号和数字信号之间可以相互转换。模拟信号和数字信号之间可以相互转换。模拟信号和数字信号之间可以相互转换。模拟信号和数字信号之间可以相互转换。第10页，共87页，编辑于2022年，星期一信道信道(Channel)(Channel)vv信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。信道是用来表示向某一个方
19、向传送信息的媒体。信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。vv一般一条通信线路至少包含两条信道，一条用于发送一般一条通信线路至少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于接收的信道。的信道和一条用于接收的信道。vv按传输的信号类型，信道分为适合传送模拟信号的按传输的信号类型，信道分为适合传送模拟信号的模模模模拟信道拟信道拟信道拟信道和适合传送数字信号的和适合传送数字信号的和适合传送数字信号的和适合传送数字信号的数字信道数字信道数字信道数字信道两大类；其中数字信两大类；其中数字信道的传输质量较高。道的传输质量较高。vv按传输的介质划分，信道也可分为按传输的介质划分，信道也可分为按传输的介质划分
20、，信道也可分为按传输的介质划分，信道也可分为有线信道有线信道有线信道有线信道和和和和无线信道无线信道无线信道无线信道两种。两种。两种。两种。第11页，共87页，编辑于2022年，星期一小结：小结：信息与数据的关系：信息与数据的关系：信息的载体是数据。信息的载体是数据。信息的载体是数据。信息的载体是数据。数据与信号的数据与信号的关系：关系：数据是通过信号进行传输的，数据是通过信号进行传输的，数据在发送前要把它转换成某种物理信号；如电信号等。数据在发送前要把它转换成某种物理信号；如电信号等。信号与信道的关系：信号与信道的关系：信道是信号传输的通道。信道是信号传输的通道。信道是信号传输的通道。信道是
21、信号传输的通道。问题：问题：问题：问题：信道和物理线路是不是一回事？信道和物理线路是不是一回事？第12页，共87页，编辑于2022年，星期一3.2 3.2 数据传输方式数据传输方式数据传输以信号传输为基础，在理想情况下，数据数据传输以信号传输为基础，在理想情况下，数据传输的目的是希望接收信号的幅度和波形应与发送信传输的目的是希望接收信号的幅度和波形应与发送信号完全一样。号完全一样。在通信系统设计中，需解决以下问题：在通信系统设计中，需解决以下问题：在通信系统设计中，需解决以下问题：在通信系统设计中，需解决以下问题：vv数据传输类型：数据以哪种形式进行传输。数据传输类型：数据以哪种形式进行传输。
22、数据传输类型：数据以哪种形式进行传输。数据传输类型：数据以哪种形式进行传输。vv数据通信方式：数据传输时的具体工作方式。数据通信方式：数据传输时的具体工作方式。第13页，共87页，编辑于2022年，星期一1 1、模拟数据与数字数据的传输形式、模拟数据与数字数据的传输形式 （1 1 1 1）模拟数据在模拟信道上传输）模拟数据在模拟信道上传输）模拟数据在模拟信道上传输）模拟数据在模拟信道上传输 vv例：例：例：例：语语语语音信号在普通的电话系统中传输。音信号在普通的电话系统中传输。音信号在普通的电话系统中传输。音信号在普通的电话系统中传输。vv传输过程：传输过程：传输过程：传输过程：vv语音信号以
23、语音信号以语音信号以语音信号以3003400Hz3003400Hz3003400Hz3003400Hz频率输入，频率输入，频率输入，频率输入，vv发送方的电话机把这个语音信号转变成模拟信号，发送方的电话机把这个语音信号转变成模拟信号，发送方的电话机把这个语音信号转变成模拟信号，发送方的电话机把这个语音信号转变成模拟信号，vv这个模拟信号经过一个这个模拟信号经过一个频分多路复用器频分多路复用器频分多路复用器频分多路复用器进行变化，使得进行变化，使得进行变化，使得进行变化，使得线路上可以同时传输多路模拟信号，线路上可以同时传输多路模拟信号，线路上可以同时传输多路模拟信号，线路上可以同时传输多路模拟
24、信号，vv当到达接收端以后再经过一个解频的过程把它恢复到当到达接收端以后再经过一个解频的过程把它恢复到原来的频率范围的模拟信号，原来的频率范围的模拟信号，vv再由接收方电话机把模拟信号转换成声音信号。再由接收方电话机把模拟信号转换成声音信号。再由接收方电话机把模拟信号转换成声音信号。再由接收方电话机把模拟信号转换成声音信号。第14页，共87页，编辑于2022年，星期一（1 1 1 1）模拟数据在模拟信道上传输）模拟数据在模拟信道上传输 vv小知识：一般人的语音频率范围是小知识：一般人的语音频率范围是小知识：一般人的语音频率范围是小知识：一般人的语音频率范围是300 3400Hz300 3400
25、Hz300 3400Hz300 3400Hz，为了进行，为了进行传输，在线路上给它分配一定的带宽，国际标准取传输，在线路上给它分配一定的带宽，国际标准取4KHz4KHz4KHz4KHz为为为为一个标准话路所占用的频带宽度。一个标准话路所占用的频带宽度。一个标准话路所占用的频带宽度。一个标准话路所占用的频带宽度。vv补充例子：公共模拟有线电视网来传输视频信号；微波补充例子：公共模拟有线电视网来传输视频信号；微波与卫星通信也可以传输模拟数据。与卫星通信也可以传输模拟数据。第15页，共87页，编辑于2022年，星期一（2 2 2 2）数字数据在模拟信道上传输）数字数据在模拟信道上传输）数字数据在模拟
26、信道上传输）数字数据在模拟信道上传输vv例：计算机等例：计算机等终端数字设备通过电话线进行传输。终端数字设备通过电话线进行传输。vv传输过程传输过程传输过程传输过程:vv计算机和终端设备发送数字数据进入到模拟信道以前计算机和终端设备发送数字数据进入到模拟信道以前要有一个变换器进行数字信号到模拟信号的转换，以便要有一个变换器进行数字信号到模拟信号的转换，以便它能在模拟信道上传输，称为它能在模拟信道上传输，称为调制调制调制调制。vv而当调制后的模拟信号传到接收端以后，在接收端也而当调制后的模拟信号传到接收端以后，在接收端也有一个变换器再对这个信号进行反变换，即又把它变回有一个变换器再对这个信号进行
27、反变换，即又把它变回数字信号，称为数字信号，称为解调解调解调解调。vv既用于发送信号又用于接收信号的专门设备为既用于发送信号又用于接收信号的专门设备为既用于发送信号又用于接收信号的专门设备为既用于发送信号又用于接收信号的专门设备为调制解调器调制解调器调制解调器调制解调器（ModemModem）。vv补充例子：公共模拟有线电视网来传输计算机信号；微补充例子：公共模拟有线电视网来传输计算机信号；微波与卫星通信也可以传输计算机信号。波与卫星通信也可以传输计算机信号。第16页，共87页，编辑于2022年，星期一Digital data Such as“hello”binary data 0101100
28、1000Analog signal Change sine waves phase,frequency or amplitude第17页，共87页，编辑于2022年，星期一（3 3 3 3）数字数据在数字信道上传输）数字数据在数字信道上传输）数字数据在数字信道上传输）数字数据在数字信道上传输vv例：计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大例：计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大例：计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大例：计算机与其外部设备之间，以及计算机局域网、城域网大多直接采用数字数据通信多直接采用数字数据通信多直接采用数字数据通信多直接采用数字数据通信
29、。DDN是利用数字信道为用户提供话是利用数字信道为用户提供话是利用数字信道为用户提供话是利用数字信道为用户提供话音、数据、图像信号的（半永久）连接电路的传输网路。音、数据、图像信号的（半永久）连接电路的传输网路。音、数据、图像信号的（半永久）连接电路的传输网路。音、数据、图像信号的（半永久）连接电路的传输网路。（4 4 4 4）模拟数据在数字信道上传输）模拟数据在数字信道上传输vv例：例：将语音信号转换为数字数据，再在数字干线上传输。将语音信号转换为数字数据，再在数字干线上传输。将语音信号转换为数字数据，再在数字干线上传输。将语音信号转换为数字数据，再在数字干线上传输。第18页，共87页，编辑
30、于2022年，星期一模拟传输模拟传输数字传输数字传输第19页，共87页，编辑于2022年，星期一、数据传输方式可以从不同的角度划分，其传输方、数据传输方式可以从不同的角度划分，其传输方式有很多；常见的有：式有很多；常见的有：单工、半双工和全双工按照信号传输方向与时间的单工、半双工和全双工按照信号传输方向与时间的单工、半双工和全双工按照信号传输方向与时间的单工、半双工和全双工按照信号传输方向与时间的关系划分关系划分关系划分关系划分 串行和并行按照数据通信使用的信道数划分串行和并行按照数据通信使用的信道数划分串行和并行按照数据通信使用的信道数划分串行和并行按照数据通信使用的信道数划分 同步传输和异
31、步传输串行通信中解决同步问题的同步传输和异步传输串行通信中解决同步问题的两种方法两种方法 基带传输和频带传输按照传输的数据种类和信号种类划基带传输和频带传输按照传输的数据种类和信号种类划基带传输和频带传输按照传输的数据种类和信号种类划基带传输和频带传输按照传输的数据种类和信号种类划分分分分第20页，共87页，编辑于2022年，星期一（1 1）单工、半双工和全双工传输单工、半双工和全双工传输单工传输：单工传输：信息发送只能是单方向的；即发送端只能发信息发送只能是单方向的；即发送端只能发信息发送只能是单方向的；即发送端只能发信息发送只能是单方向的；即发送端只能发 送，接收端只能接收；只有一个单向通
32、道。如：电视机、送，接收端只能接收；只有一个单向通道。如：电视机、送，接收端只能接收；只有一个单向通道。如：电视机、送，接收端只能接收；只有一个单向通道。如：电视机、收音机等。收音机等。收音机等。收音机等。半双工传输：半双工传输：半双工传输：半双工传输：两设备之间有两个通道，但在任一段时间两设备之间有两个通道，但在任一段时间两设备之间有两个通道，但在任一段时间两设备之间有两个通道，但在任一段时间 中，只能有一端发送数据，另一端接收数据，不能双向中，只能有一端发送数据，另一端接收数据，不能双向中，只能有一端发送数据，另一端接收数据，不能双向中，只能有一端发送数据，另一端接收数据，不能双向 同时进
33、行；如常见的无线对讲机等。同时进行；如常见的无线对讲机等。同时进行；如常见的无线对讲机等。同时进行；如常见的无线对讲机等。全双工传输：全双工传输：全双工传输：全双工传输：两设备之间有两个通道，他们可以同时在两设备之间有两个通道，他们可以同时在两设备之间有两个通道，他们可以同时在两设备之间有两个通道，他们可以同时在 两个方向上传输数据；如计算机之间的数据通信等。两个方向上传输数据；如计算机之间的数据通信等。两个方向上传输数据；如计算机之间的数据通信等。两个方向上传输数据；如计算机之间的数据通信等。第21页，共87页，编辑于2022年，星期一(a)(a)单工单工 (b)(b)半双工半双工 (c)(
34、c)全双工全双工第22页，共87页，编辑于2022年，星期一（2 2）串行传输和并行传输）串行传输和并行传输0 1 0 0 1 1 0 101001101第23页，共87页，编辑于2022年，星期一vv并行传输：两台设备之间的数据位（一般为并行传输：两台设备之间的数据位（一般为并行传输：两台设备之间的数据位（一般为并行传输：两台设备之间的数据位（一般为8 8位，一个字位，一个字位，一个字位，一个字符）通过并行的信道同时传输。如计算机与打印机的传符）通过并行的信道同时传输。如计算机与打印机的传符）通过并行的信道同时传输。如计算机与打印机的传符）通过并行的信道同时传输。如计算机与打印机的传输。输。
35、输。输。vv串行传输：收发端一次发送或接收串行传输：收发端一次发送或接收串行传输：收发端一次发送或接收串行传输：收发端一次发送或接收1 1个数据位，依次串行个数据位，依次串行通过通信线路。如鼠标与计算机的传输。通过通信线路。如鼠标与计算机的传输。vv比较：串行传输只要建立一条信道，并行传输需建多条信比较：串行传输只要建立一条信道，并行传输需建多条信比较：串行传输只要建立一条信道，并行传输需建多条信比较：串行传输只要建立一条信道，并行传输需建多条信道；并行传输速度快，但代价高。如：网卡负责串道；并行传输速度快，但代价高。如：网卡负责串道；并行传输速度快，但代价高。如：网卡负责串道；并行传输速度快
36、，但代价高。如：网卡负责串/并转换。并转换。并转换。并转换。（2 2）串行传输和并行传输串行传输和并行传输第24页，共87页，编辑于2022年，星期一（3 3）同步传输和异步传输）同步传输和异步传输 vv同步同步同步同步：是数字通信中必须解决的一个重要问题，指：是数字通信中必须解决的一个重要问题，指的是的是数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致数据从发送端到接收端必须保持双方步调一致。vv 解决同步问题的方法有两种解决同步问题的方法有两种解决同步问题的方法有两种解决同步问题的方法有两种:同步传输同步传输同步传输同
37、步传输和和和和异步传输异步传输异步传输异步传输。第25页，共87页，编辑于2022年，星期一同步传输同步传输vv同步传输方式中将字符组织为同步传输方式中将字符组织为同步传输方式中将字符组织为同步传输方式中将字符组织为帧帧帧帧(frame)(frame)，以帧为单位以帧为单位以帧为单位以帧为单位连续传送。连续传送。连续传送。连续传送。vv同步传输在帧前加同步字符同步传输在帧前加同步字符同步传输在帧前加同步字符同步传输在帧前加同步字符SYNSYNSYNSYN进行帧同步，界定一个帧进行帧同步，界定一个帧进行帧同步，界定一个帧进行帧同步，界定一个帧的始末。的始末。的始末。的始末。第26页，共87页，编
38、辑于2022年，星期一异步传输异步传输vv异步传输以异步传输以异步传输以异步传输以字符字符为单位进行数据传输；为单位进行数据传输；vv每个字符前后通过加每个字符前后通过加起始位起始位和和停止位停止位停止位停止位来实现字符同来实现字符同来实现字符同来实现字符同步；步；步；步；第27页，共87页，编辑于2022年，星期一 异步传输举例：每个字符由四部分组成，异步传输举例：每个字符由四部分组成，异步传输举例：每个字符由四部分组成，异步传输举例：每个字符由四部分组成，1)11)11)11)1位起始位，以逻辑位起始位，以逻辑位起始位，以逻辑位起始位，以逻辑0000表示；表示；表示；表示；2)52)52)
39、52)58 8 8 8位数据位，即要传输的字符内容；位数据位，即要传输的字符内容；位数据位，即要传输的字符内容；位数据位，即要传输的字符内容；3)13)13)13)1位奇偶校验位，用于检错；位奇偶校验位，用于检错；位奇偶校验位，用于检错；位奇偶校验位，用于检错；4)14)14)14)12 2 2 2位停止位，以逻辑位停止位，以逻辑位停止位，以逻辑位停止位，以逻辑1111表示表示表示表示,用作字符间的间隔。用作字符间的间隔。用作字符间的间隔。用作字符间的间隔。异步传输的字符格式第28页，共87页，编辑于2022年，星期一同步传输和异步传输的比较同步传输和异步传输的比较:1 1、异步传输是面向字符
40、的传输，而同步传输是面向、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向、异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向 比特比特比特比特的传输。的传输。的传输。的传输。2 2、异步传输的单位是、异步传输的单位是、异步传输的单位是、异步传输的单位是字符字符字符字符而同步传输的单位是而同步传输的单位是而同步传输的单位是而同步传输的单位是帧帧帧帧。3 3 3 3、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过、异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过 特定的时特定的时特定的时特
41、定的时钟线路协调时序。钟线路协调时序。钟线路协调时序。钟线路协调时序。4 4、同步传输方式的效率高，适用于快速的和较大规模的信息、同步传输方式的效率高，适用于快速的和较大规模的信息、同步传输方式的效率高，适用于快速的和较大规模的信息、同步传输方式的效率高，适用于快速的和较大规模的信息传输，如计算机网络的数据通信。异步传输方式适合一类慢速传输，如计算机网络的数据通信。异步传输方式适合一类慢速传输，如计算机网络的数据通信。异步传输方式适合一类慢速传输，如计算机网络的数据通信。异步传输方式适合一类慢速而又不固定频率的字符传输，如键盘与主计算机的传输，而又不固定频率的字符传输，如键盘与主计算机的传输，
42、而又不固定频率的字符传输，如键盘与主计算机的传输，而又不固定频率的字符传输，如键盘与主计算机的传输，RS-RS-232C232C接口等。接口等。接口等。接口等。第29页，共87页，编辑于2022年，星期一（4 4）基带传输和频带传输）基带传输和频带传输 基带传输基带传输基带传输基带传输 基带信号基带信号基带信号基带信号：数字设备中，二进制数字序列的电信号表现形式；即数字设备中，二进制数字序列的电信号表现形式；即数字设备中，二进制数字序列的电信号表现形式；即数字设备中，二进制数字序列的电信号表现形式；即“1”1”1”1”或或或或“0”0”0”0”分别用高分别用高分别用高分别用高(或低或低或低或低
43、)电平或低电平或低电平或低电平或低(或高或高或高或高)电平表示。（电平表示。（电平表示。（电平表示。（方波信号）方波信号）方波信号）方波信号）常见的语音信号、数字信号。常见的语音信号、数字信号。常见的语音信号、数字信号。常见的语音信号、数字信号。基带基带基带基带 未经调制（频率变换）的电脉冲信号呈现方波形式，它所占用未经调制（频率变换）的电脉冲信号呈现方波形式，它所占用未经调制（频率变换）的电脉冲信号呈现方波形式，它所占用未经调制（频率变换）的电脉冲信号呈现方波形式，它所占用 的频带称为基本频带；简称基带。的频带称为基本频带；简称基带。的频带称为基本频带；简称基带。的频带称为基本频带；简称基带
44、。基带传输基带传输基带传输基带传输 在一些传输距离不太远的情况下，例如在局域网中，可以将基在一些传输距离不太远的情况下，例如在局域网中，可以将基在一些传输距离不太远的情况下，例如在局域网中，可以将基在一些传输距离不太远的情况下，例如在局域网中，可以将基 带信号通过数字信道直接传输，称为带信号通过数字信道直接传输，称为带信号通过数字信道直接传输，称为带信号通过数字信道直接传输，称为(数字信号）基带传输数字信号）基带传输数字信号）基带传输数字信号）基带传输 。第30页，共87页，编辑于2022年，星期一 在发送端，通过基带传输的二进制数据要经过在发送端，通过基带传输的二进制数据要经过在发送端，通过
45、基带传输的二进制数据要经过在发送端，通过基带传输的二进制数据要经过编码编码 变为直接传输的基带信号。变为直接传输的基带信号。变为直接传输的基带信号。变为直接传输的基带信号。例如：不归零编码、曼彻斯特编码或差分曼彻斯特例如：不归零编码、曼彻斯特编码或差分曼彻斯特例如：不归零编码、曼彻斯特编码或差分曼彻斯特例如：不归零编码、曼彻斯特编码或差分曼彻斯特 编码等。编码等。编码等。编码等。在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲 信号；基带传输是一种最基本的数据传输方式
46、。信号；基带传输是一种最基本的数据传输方式。基带传输可以利用时分多路复用（基带传输可以利用时分多路复用（基带传输可以利用时分多路复用（基带传输可以利用时分多路复用（TDMTDM）实现多路）实现多路）实现多路）实现多路 复用，提高传输信道的利用率。复用，提高传输信道的利用率。复用，提高传输信道的利用率。复用，提高传输信道的利用率。第31页，共87页，编辑于2022年，星期一 频带传输频带传输频带传输频带传输vv 将数字数据转换成模拟信号，利用模拟信道进行传输的方将数字数据转换成模拟信号，利用模拟信道进行传输的方将数字数据转换成模拟信号，利用模拟信道进行传输的方将数字数据转换成模拟信号，利用模拟信
47、道进行传输的方法称为频带传输；法称为频带传输；法称为频带传输；法称为频带传输；vv频带传输借助于模拟的正弦载波信号，用数字数据频带传输借助于模拟的正弦载波信号，用数字数据频带传输借助于模拟的正弦载波信号，用数字数据频带传输借助于模拟的正弦载波信号，用数字数据（0 0 或或或或 1 1 1 1）调制载波，将数字数据寄生在载波的某个参数）调制载波，将数字数据寄生在载波的某个参数）调制载波，将数字数据寄生在载波的某个参数）调制载波，将数字数据寄生在载波的某个参数上（上（上（上（振幅振幅振幅振幅、频率频率和和相位相位相位相位），借助于模拟信道进行传输。），借助于模拟信道进行传输。），借助于模拟信道进行
48、传输。），借助于模拟信道进行传输。vv它需要利用调制（它需要利用调制（把数字数据转换成连续的模拟信号把数字数据转换成连续的模拟信号把数字数据转换成连续的模拟信号把数字数据转换成连续的模拟信号）和解调（和解调（和解调（和解调（将已调制信号还原为原来的数字数据将已调制信号还原为原来的数字数据）技术）技术）技术）技术对数据进行转换。所以调制解调器（对数据进行转换。所以调制解调器（对数据进行转换。所以调制解调器（对数据进行转换。所以调制解调器（modemmodemmodemmodem）是频带传输）是频带传输）是频带传输）是频带传输中最典型的通信设备。中最典型的通信设备。中最典型的通信设备。中最典型的通
49、信设备。vv 频带传输可以利用频分多路复用（频带传输可以利用频分多路复用（FDMFDM）实现多路复）实现多路复）实现多路复）实现多路复用，提高传输信道的利用率。用，提高传输信道的利用率。用，提高传输信道的利用率。用，提高传输信道的利用率。第32页，共87页，编辑于2022年，星期一3.3 3.3 数据编码技术数据编码技术 数据转换技术主要包括：基带传输的编码解码技术和频带传数据转换技术主要包括：基带传输的编码解码技术和频带传数据转换技术主要包括：基带传输的编码解码技术和频带传数据转换技术主要包括：基带传输的编码解码技术和频带传输的调制解调技术等。输的调制解调技术等。输的调制解调技术等。输的调制
50、解调技术等。基本的数字编码方式基本的数字编码方式数据编码方法数据编码方法模拟数据编码模拟数据编码振幅键控（振幅键控（ASK）移频键控（移频键控（FSK）移相键控（移相键控（PSK）数字数据编码数字数据编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码非码归零码非码归零码NRZ）差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码第33页，共87页，编辑于2022年，星期一3.3 3.3 数据编码技术数据编码技术 基带传输中的编码技术主要有：基带传输中的编码技术主要有：基带传输中的编码技术主要有：基带传输中的编码技术主要有：数字信号三种编码波形数字信号三种编码波形第34页，共87页，编辑于2022年，星期一(1)1)1)1)非归零编码（