数据通信基础知识.ppt

第一部分 数据通信
第二章：数据通信基础知识
信号与通信
模拟通信与数字通信
信号的频谱与带宽，信道的带宽及最大数据传输率等
传输介质
多路复用技术
数据交换技术
信号变换
第三章：物理层接口（RS232C串口）
数据通信基础知识
基本概念
信号
是消息或数据的电磁编码。信号的时域特性表示为时间t的函数，信号的数学描述一般是以时间t为自变量，以某种物理量（如电压）为因变量。
分为模拟信号与数字信号。
通信
通信的任务是将表示消息的信号从发送方传递到
接收方。
分为模拟通信与数字通信。
x(
nT)
(b)
数字信号
(a)
模拟信号
1 0
0 1
1 0
0 1
1
1
f(t)
t
nT
1 0 0 1 1 0 0 1 1 1
数据通信基础知识
模拟通信
信源
调制器
信道
解调器
信宿
噪声
模拟通信：利用模拟信号来传递消息。
实质上是一种信号变换器，由于信源产生的是模拟信号，所以调制器的功能是将其调制到某个频段以便进行远距离传输或多路复用。
包括传输介质和介质两端的传输设备
数据通信基础知识
数字通信
信
源
编
码
器
噪声
发送端时钟
信
源
信
道
编
码
器
信
宿
调
制
信
道
解
调
信
道
译
码
器
信
源
译
码
器
接收端时钟
数字通信：利用数字信号来传递消息。
是对传输的数字信号进行检错或纠错编码,以便接收方能进行差错检测和纠正。
信源编码器的主要作用：一是进行模/数转换；二是降低信号的数码率。
它使变换后的信号能在传输介质
中传输，或提高信道的传输效率
发送端和接收端使用各自的时钟；
接收时钟与发送时钟必须保持同步
数据通信基础知识
数字通信的主要特点
优点
抗干扰能力强，可实现高质量的远距离传输；
能适应各种传输业务；
能实现高保密传输；
传输设备的集成化和微型化；
缺点
占用信道的带宽大；而且需要复杂的同步技术。
例子：一路模拟电话占用4KHz信道带宽，而一路数字电话所需要的数据传输率是64Kbps，所需占用的信道带宽要远远大于4KHz。
数据通信基础知识
模拟放大与数字再生
数据通信基础知识
数据通信基础理论
信号的频谱和带宽
任何信号通过信道时都会发生衰减；如果所有频率分量被等量衰减，那么结果信号虽在振幅上有所衰减，但没有畸变。
然而：信道对不同频率的信号其衰减幅度是不相同的，因而会发生畸变。一般来说，频率越高的信号，其衰减幅度越大
信道的截止频率与带宽
信道的最大数据传输率
数据通信基础知识
傅立叶已经证明：任何一个周期为T的函数f(t)都是由无穷多个正弦和余弦函数合成，即：
f(t)=
其中：
n= arctg(bn/ an)
此处f=1/T是基频，an和bn是n次正弦谐波和余弦谐波的振幅。
f(t)
信号的频谱和带宽
数据通信基础知识
基本概念
信号带宽
信号频域图所覆盖的频率范围称为信号的带宽
我们将信号大部分能量集中的那段频带称为信号的
有效带宽，简称为带宽(Bandwidth)；
任何信号都有一定的带宽。
频域图（频率-最大振幅图）
把f(t)各次谐波的振幅An按照频率高低依次排列起来所形成谱状图形,称为信号f(t)的频谱图。
数据通信基础知识
绝对带宽和有效带宽
数据通信基础知识