《数据通信基础知识.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据通信基础知识.pptx（65页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、本节主要内容数据信号、信道的基本概念数据通信模型的构成数据传输基础知识数据编码的分类和基本原理多路复用技术的分类、基本原理和应用领域数据交换技术的分类、基本原理和性能特点第1页/共65页考题分布01年12分02年15分03年5分04年4分05年上半年4分05年下半年3分06年上半年5分06年下半年4分第2页/共65页考查重点信道特性数据编码多路复用技术第3页/共65页信号(Signal)数据在传输过程中的电磁波表示形式模拟信号随时间连续变化的物理量数字信号相对于时间和幅值而言都是不连续的，即离散的物理量1 信号和编码第4页/共65页1.1 信号模拟信号数字信号第5页/共65页1.2 模拟的和数
2、字的数据、信号 模拟数据模拟信号放大器调制器模拟数据数字信号 PCM编码器数字数据模拟信号调制器数字数据数字信号 数字发送器第6页/共65页试题分析1将模拟信号转换成数字信号需要经过_(31)_和编码等步骤。（）A采样、量化B调制、解调C采样、调制D量化、解调答案：A第7页/共65页1.3 数字与模拟信号传输的优缺点在传输过程中，模拟信号经过一定距离的传输之后，必定会信号衰减为实现长距离传输，模拟信号传输都要使用信号放大器与此相反，数字传输与信号有关。衰减会危及数据的完整性为了获得更远的传输距离，可以使用中继器第8页/共65页1.4 传输损害在传输过程中,很多电气干扰都会使传输介质产生噪声,从
3、而引起信号的畸变外部损害内部损害衰减失真:信号衰减的强度P与传输距离成正比延迟失真:受延迟失真影响最大的是高速数据信号噪声:基于铜线的传输系统受脉冲噪声的影响最大第9页/共65页试题分析2在数字传输系统中传输的是（11），它所代表的原始数据是（12）对基于铜线的该种传输系统影响最大的噪声是（13），在这种传输系统中受延迟影响最大的是（14）在有线数字传输系统中，信号衰减的强度p(分贝值)与传输距离d有关，可以用于描述二者之间关系的是（15）(其中k为某种常系数)(2002)答案:数字数据,数字数据或模拟数据,脉冲噪声,高速数字信号,p=kd第10页/共65页2 信道的特性信道:是信号的传输媒质
4、波特率和比特率调制第11页/共65页比特率和波特率波特率：是码元传输速率，每秒通过信道传输的码元数比特率：是信息位传输速率，每秒钟传送的二进制数位,一个位可以表示两个值。比特率与波特率的换算关系为：R(bps比特率)B（波特率）log2K第12页/共65页试题分析1设信号的波特率为600Baud，采用4相DPSK（相键控调控）调制，则信道支持的最大数据速率为_(19)_。(05.11)(19)A.300b/sB.600b/sC.800b/sD.1200b/s答案:D600*log24=1200第13页/共65页2.2 调制技术 调制数字数据转换为模拟信号,即选取内某一频率的正（余）弦波作为载波
5、，来运载需传输的数字数据振幅调制（ASK）频率调制（FSK）相位调制（PSK）相键控调控（DPSK）(4相调制)正交相移键控（QPSK）(4相调制)第14页/共65页1.振幅调制（ASK）改变载波信号的振幅来表示二进制0和1，频率和相位保持不变第15页/共65页2.频率调制（FSK）改变载波信号的频率来表示二进制0和1，振幅和相位保持不变第16页/共65页3.相位调制（PSK）改变载波信号的相位来表示二进制0和1，振幅和频率保持不变相对相位调制绝对相位调制第17页/共65页4.正交调幅（QAM）结合使用载波信号中的振幅和相位变化，为每个比特组合分配一个给定的振幅和相位信号。可以增加信号模式，提
6、高比特率（每秒发送的比特数），使信号之间保持较大的差异，提高信号的抗干扰能力。第18页/共65页为了实现数据传输，需要建立一个数据通信系统，它一般包括信源、发送装置、_(6)_、接收装置和信宿。当采用卫星进行通信时，数据一般被变换成_(7)_。为了增大模拟传输系统的传输距离，应采用的设备是_(8)_。现在在模拟电话网上利用调制解调器传输数据采用的主要调制方式是_(9)_。(2001)答案:传输系统,模拟信号,放大器,QAM（正交调幅）试题分析2第19页/共65页3 二进制数据编码技术单极性编码极化编码双相位编码第20页/共65页3 1.单极性编码 只使用一种极性（正或负）的电压脉冲二进制1，零
7、电压二进制0。简单、易实现不能由没有处理直流分量信号能力的介质传输存在同步问题 例如：数字数据01001101的单极性编码 第21页/共65页 采用两种极性（正和负）的电压脉冲，减少直流分量。非归零电平编码电压脉冲一种极性为1，另一种极性为0 存在发送方和接收方的时钟同步问题。3.2 极化编码第22页/共65页 信号中含同步信息，每个比特中间信号都跳变。曼彻斯特编码：中间跳变既表示同步信息，又表示不同值。负电平到正电平0，正电平到负电平1。差分曼彻斯特编码：中间跳变仅用来表示同步信息。每比特的开始位置没有跳变1，有跳变0。3.3 双相位编码第23页/共65页试题分析1下面关于曼彻斯特编码和差分
8、曼彻斯特编码的描述中，正确的是（19）。(06.11)A曼彻斯特编码以电平的高低区分“1”和“0”B差分曼彻斯特编码以比特前沿是否有电平跳变来区分“1”和“0”C曼彻斯特编码需要附加外同步信息D在同样波特率的情况下，差分曼彻斯特编码的数据速率比曼彻斯特编码高答案:B第24页/共65页试题分析2下列关于三种编码的描述中，错误的是（19）。A采用NRZ编码不利于收发双方保持同步B采用曼彻斯特编码，波特率是数据速率的两倍C采用NRZ编码，数据速率与波特率相同D在差分曼彻斯特编码中，用每比特中间的跳变来区分“0”和“l”答案:D单极性码、极性码、双极性码和不归零码是不能自同步的归零码和双相码是可自同步
9、的第25页/共65页试题分析3在异步通信中，1位起始位，7位数据位，2位停止位，波特率位2400Baud，采用NRZ编码，有效数据速率是_(22)_Kb/s。（）A.9.60B.2.40C.1.72答案：(2400b/s*70%=1.68Kb/s)第26页/共65页试题分析410BaseT使用的编码方式是(32)(05.5)A4B/5BBNRZC曼彻斯特D差分曼彻斯特答案：曼彻斯特编码常用于以太网,10BaseT就是一种10Mb/S速率，基于3类双绞线的以太网4B/5B编码则应用于100Mb/s速率的快速以太网,NRZ是一种基本的编码,实际应用较少第27页/共65页试题分析54B5B编码是将数
10、字数据交换为数字信号的编码方式，其原理是（6）位编码表示（7）位数据。该编码是（8）采用的编码方法，编码效率是（9），相对于曼彻斯特编码，效率高了（10）？。(6)：A4B5C8D10(7)：A4B5C8D10(8)：A10Mbps以太网D100BASE-T4以太网C1000Mbps以太网DFDDI(100BASE-FX)(9)：A50B60C75D80(10)：A30B50C60D80答案：第28页/共65页4 数据传输数据传输类型 根据数据在通信信道上的信号类型划分基带传输和宽带传输 宽带传输:将信道分为多个子信道,分别传送音频、视频和数字信号。采用“多路复用”技术 根据同时在通信信道上传
11、输的数据位数划分并行传输和串行传输 第29页/共65页4.2 数据传输方式 单工通信：只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。AB数据监视信号第30页/共65页半双工通信：通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。AB数据监视信号第31页/共65页全双工通信：通信的双方可以同时发送和接收信息,一般采用四线式结构AB数据监视信号第32页/共65页5 多路复用技术 在一条通信线路上，同时传输多个信号的技术。频分多路复用（FDM）时分多路复用（TDM）波分多路复用（WDM）码分多路复用（CDM）第33页/共65页频分多路复用模拟信号的传输 按频率区分信号传输介质的带宽划分
12、为若干个不重叠、相互隔离的窄频带，每一路信号占用一个窄频带典型应用：无线电广播系统、有线电视系统(CATV)、宽带局域网、模拟载波系统、ADSL（非对称数字用户线）第34页/共65页试题分析1ADSL使用的多路复用技术是_(33)_。（）A频分多路复用B时分多路复用C码分多址D空分多址答案：A第35页/共65页时分多路复用 数字信号的传送 将传输时间划分为多个时间片，每个时间片传输一路信号。同步时分多路复用（STDM）为各路信号分配固定的时间片，不论该路是否有数据传输异步时分多路复用（ATDM）根据信号需要动态分配时间片，只当有数据要发送时，才分配给时间片。第36页/共65页同步时分复用的典型
13、应用：T1/E1等数字载波系统、ISDN用户网络接口、同步光纤网络、数字数据网DDN第37页/共65页T1载波T1载波是专用电话连接、时分多路数字传输设施.T1线路实际上是由24个单独的通道组成的，它将24路音频信道复用在同一条通信线路上,编码器每秒采样8000次.24路信号的每一路轮流将一个字节插入,字节长度8bit,1bit用于信道控制.每桢由24*8+1bit组成,发送一桢需要123ms,一秒8000桢,故其支持的数据传输速度为1.544M比特/秒，即每个通道支持64K比特/秒的传输速度。大多数的电话公司只允许用户购买这些被称为部分T1接入的单独通道的一部分。T1载波开发于20世纪60年
14、代，其现在以未屏蔽的双绞线电缆上，以成对的方式执行全双工通讯制。第38页/共65页试题分析2目前应用最广泛的时分多路复用是贝尔系统的T1载波，它是将_(34)_音频信道复用在一条通信线路上。（）A20路B24路C32路D48路答案:B第39页/共65页统计时分复用有两种方式：面向连接的虚电路方式和面向无连接方式。如ATM网络就是前者，IP网络就是后者ATM(异步转移模式)是一种采用统计时分复用技术“面向分组”的传送模式；在ATM中，信息流被组织成固定尺寸的块（称为“信元”）进行传送，信元长度为53字节；信元的传送是“面向连接”的，只有在已经建立好的虚连接（“虚电路”）上才能接收和发送信元。第4
15、0页/共65页试题分析3下面关于信元（CellSwitch）交换的描述中，不正确的是（20）。(06.11)A信元的大小为固定长度B信元交换采用了统计时分复用的传输方式C信元交换的实时性比较差D信元交换结合了分组交换和电路交换的优点答案:C第41页/共65页试题分析48个64kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路，如果该线路的利用率为80%，则其带宽应该是（21）kb/s。(06.11)A410B512C640D1440答案：C(64kb/s*8/80%=640kb/s)第42页/共65页波分多路复用(WDM)传输光信号，按光的波长区分信号，光的频分复用 第43页/共65页试题分析5通常
16、在光纤传输中使用的多路复用技术是_(20)_。(05.11)A.WDMB.TDMC.CDMAD.STDM答案:A第44页/共65页码分复用 CDM常用的名词是码分多址CDMA靠不同的编码来区分各路原始信号模拟技术被称为第一代移动电话技术，GSM是第二代，CDMA是属于移动通讯第二代半技术，比GSM更先进。第45页/共65页试题分析6CDMA系统中使用的多路复用技术是（21）。(06.5)A时分多路B波分多路C码分多址D空分多址答案:C第46页/共65页试题分析7应用最普遍的两种多路复用技术是_(6)_和TDM。TDM可分为同步TDM和异步TDM。若采用同步TDM多路复用技术，为了区分不同数据源
17、的数据，发送端应采取的措施是_(7)_，接收端则按照_(8)_来接收数据，就可以将多路信号复原。在异步TDM中，只有当数据源有数据要发送时才分配时隙，并在时隙中_(9)_，以便接收端准确地分发数据。DDN网络中采用的多路复用技术是_(10)_。(2003)(6)ACDMBFDMCSDMDLDM(7)A在数据中加上数据源标识B在数据中加上时间标识C各数据源使用固定时隙D各数据源使用随机时隙(8)A.时间片上的目标地址B数据上的时间标识C数据上的数据源标识D与源端相同的时间顺序(9)A附加发送端地址B附加接收端地址C附加发送端地址和接收端地址D无需附加信息(10)ACDMBFDMC异步TDMD同步
18、TDM答案:BCDCD第47页/共65页6 数据交换技术交换又称转接，是在多节点网络中，利用交换机等转接设备，在节点间建立临时连接,完成通信的一种技术。线路交换存储转发交换报文交换分组交换第48页/共65页6.1 电路交换的特点电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接通信释放连接第49页/共65页电路交换性能缺点计算机数据具有突发性,这导致通信线路的利用率很低建立物理线路所花时间较长优点传输延迟短一旦线路建立,就不会发生冲突第50页/共65页6.2 报文交换在20世纪40年代，电报通信也采用了基于存储转发原理的报文交换(messageswitching)。报文为传输单位，存储转发
19、交换节点需配置大容量的存储器。报文交换的时延较长，从几分钟到几小时不等。适用于高信息量的数据通信。现在报文交换已经很少有人使用了。第51页/共65页6.3 分组交换对报文交换技术的改进分组为传输单位，存储转发降低了对交换节点的存储容量的要求，缩短了网络延迟适用于大型、高信息容量的数据通信两种方法数据报虚电报第52页/共65页数据报 每个分组独立传输，分组可能经由不同的路径到达接收站，需对数据报进行排序重组。虚电路 建立一条发送站和接收站之间的路径虚电路（不是一条专用线路，它可以与其他连接共享），所有的分组都沿着这条虚电路按顺序传送。第53页/共65页分组交换带来的问题分组在各结点存储转发时需要
20、排队，这就会造成一定的时延。分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。第54页/共65页6.4 三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D A B C DA B C D报文交换电路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放第55页/共65页电路交换报文交换分组交换能否进行实时通信线路接通后可进行实时会话通信，但不能实时多功能通信非实时、存储转发，不能进行会话式通信可接近实时存储转发，可进行会话式通信网络传输时延小、当建立呼叫时有一定的时延大、报文长短影响时延大小小线路利用率当进行断续通信或短报文通信时线路利用率低高高通信速
21、率和码变换不能进行通信速率和码变换能能差错控制功能不具有可具有具有传输路由每次通信过程中路由不变每一报文传递过程中路由不变可以有不同路由网络过载的影响随着网络负荷加大，受损率增加随着网络负荷加大，传递时延加大，引起阻塞可进行流量控制，可在一定传递时延条件下防止阻塞计费方式按距离和时间计费按字节或按字节与连接时间计费按字节或分组数及连接时间计费第56页/共65页试题分析1不同的交换方式具有不同的性能。为了使数据在网络中的传输延迟最小，首选的交换方式是_(10)_，为保证数据无差错地传送，不应选用的交换方式是_(11)_。分组交换对报文交换的主要改进是_(12)_，这种改进产生的直接结果是_(13
22、)_。在出错率高的传输系统中，选用_(14)_更合适。(2001)(10)：A.线路交换B.报文交换C.分组交换D.信元交换(l1)：A.线路交换B.报文交换C.分组交换D.信元交换(l2)：A.传输单位更小且定长B.传输单位更大且定长C.差错控制更完善D.路由算法更简单(13)：A.降低误码率B.提高数据率C.减少延迟D.增加延迟(14)：A.虚电路分组交换B.数据报分组交换C.虚电路加数据报分组交换D.线路交换答案:AAACA第57页/共65页7 差错控制技术处理差错的两种基本策略使用检错码：奇偶校验、方块校验和循环冗余校验使用纠错码：海明码。第58页/共65页试题分析1某数据的7位编码为
23、0110101，若在其中最高位之前加一位偶校验位，则编码为_(10)_。答案:B第59页/共65页试题分析2在某次通信中，发送方发送了一个8位的数据（包含一个奇校验位），若传输过程中有差错，则接收方可检测出该8位数据（8）。(06.11)A奇数个位出错B偶数个位出错C出错的位置D出错的位数答案：A第60页/共65页试题分析3CRC校验方式是网络通信中普遍采用的检错方式，当采用CRC-16(生成多顶式为x16+x15+x2+1）标准生成校验和时，其检错能力是_(58)_，CRC校验码为_(59)_位。假设待发送信息的多项式为M(x)=x15，则CRC校验码为_(60)_。(2001)(58)：A
24、.所有偶数位错误B.所有奇数位错误C.小于等于2位的任意错D.小于等于16位的任意错(59)：(60)：第61页/共65页 一种检错码能检查出多少位错误,是由海明距离(两个码字之间不同的比特位数目,即码距)决定的。检错码能查出”码距-1”位的错误，而CRC-16的码距为3；循环冗余校验码就是扩充n个0后的m（x）除以G（x）的余数分析 第62页/共65页例如，求1011010的CRC编码，设除数为10011 实际发送比特串：10110101111 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 01 0 0 1 11 0 0 1 10 0 1 0 1 1 01 0 1 0 1 0 11 0 0 1 10 0 1 0 1 0 01 0 0 1 10 0 1 1 1 0 01 0 0 1 11 1 1 1第63页/共65页试题分析3CRC校验方式是网络通信中普遍采用的检错方式，当采用CRC-16(生成多顶式为x16+x15+x2+1）标准生成校验和时，其检错能力是_(58)_，CRC校验码为_(59)_位。假设待发送信息的多项式为M(x)=x15，则CRC校验码为_(60)_。(2001)(58)：A.所有偶数位错误B.所有奇数位错误C.小于等于2位的任意错D.小于等于16位的任意错(59)：(60)：第64页/共65页感谢您的观看！第65页/共65页