数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 1
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 2
第 2章 数据通信基础主要学习内容,
2.1 数据通信系统组成
2.2 数据通信的基本概念
2.3 数据编码技术
2.4 数据通信的基本方式
2.5 多路复用技术
2.6 数据交换方式
2.7 差错检验和控制数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 3
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识 ;
数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式 ;
信号是数据的具体的物理表现。
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 4
2.1 数据通信的基本概念雪六角形凉白色信息 数据 信号例子数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 5
2.1 数据通信的基本概念
信息：人对雪花和马的认识
数据：文字，二进制数，十进制数
信号：电压，光，磁场强度数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 6
2.1 数据通信的基本概念两种不同类型的量：
A.时间、温度、电波、声音
B.字符，二进制数，电脉冲信号中没有断开或不连续的的地方；
信号仅取一些有限数目的值；
2.1.2 信号与信号传输数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 7
2.1 数据通信的基本概念模拟：
波动性；
持续变化；
反映事物的本质；
在电信业已经被广泛使用超过 100年；
数字：
离散性；
跃变性；
设备性能先进，
较为便宜；
模拟与数字的特点数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 8
2.1 数据通信的基本概念
（ a）模拟信号 （ b）数字信号
1 0 111 00
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 9
2.1 数据通信的基本概念电 话模 拟 数 据 模 拟 信 号
（ a ） 模 拟 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输调 制 / 解 调 器数 字 数 据 模 拟 信 号
（ b ） 数 字 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输编 码 解 码 器
（ c ） 模 拟 数 据 在 数 字 信 道 上 传 输模 拟 数 据 数 字 信 号数据 传输,
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 10
2.1 数据通信的基本概念
2.1.3 基本概念和术语数据传输速率 —— bps(bit per second)
用 C表示信号传输速率 —— 波特（ Baud）
用 B表示两者关系 —— C=B× log2n
n是调制电平数数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 11
2.1 数据通信的基本概念带宽 （ Bandwidth ） (HZ)
数据速率奈奎斯特公式,最大数据传输速率 C=2Hlog2L(bps)
香农公式,最大数据传输速率 C=Hlog2（ 1＋ S/N） (bps)
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 12
2.2 数据通信系统构成噪声数据通信系统模型数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 13
2.3 数据编码技术
– 不归零编码 NRZ(Non-Return-
Zero)
– 曼彻斯特编码 (Manchester
Encoding)
– 差（微）分曼彻斯特编码
（ Differential Manchester
Encoding）
2.3.1 数字数据用数字信号表示数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 14
2.3 数据编码技术
0 0 1 1 0 1 0 0
（ b ）曼彻斯特编码
（ c ）微分曼彻斯特编码
（ a ）不归零（N R Z ）编码高低高低高低数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 15
2.3 数据编码技术
2.3.1 数字数据用模拟信号表示载波信号,Asin(2nft+Φ)
AM:幅移键控（ Amplitude
Shift Keying-ASK）
FM:频移键控（ Frequency
Shift Keying-FSK）
PM:相移键控（ Phase
Shift Keying-PSK
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 16
2.3 数据编码技术数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 17
2.3 数据编码技术
2.3.1模拟数据用数字信号表示
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
D7=0.13≈ 0.1
D6=0.92≈ 0.9
D5=1.52≈ 1.5
D4=1.08≈ 1.1
D3=0.56≈ 0.6
D2=0.28≈ 0.3 D1=0.27≈ 0.3
1
2 B
t
( a ) 取样并取整脉冲编码调制
（PCM
）
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 18
2.3 数据编码技术增量调制
（DM
）
5
1 0
1 5
0
1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
样 本 间 隔时 间被 发 送的 位 串数字化线连 续 的 样 本总 是 相 差 ± 1
信 号 变 化 太 快,以 至 编 码不 能 表 示 信 号 的 变 化数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 19
2.4 数据通信的基本方式
2.4.1 数据通信的操作方式 发送机发送机发送机接收机发送机接收机接收机接收机接收机发送机数据应答数据应答数据应答数据应答
（ a ）单工通信
（ b ）半双工通信
（ c ）全双工通信数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 20
2.4 数据通信的基本方式
2.4.2 同步和异步传输
（ a）单同步格式同 步 字 符 数 据 1 数 据 2 … 数 据 n 校 验 字 符C R C 1 校 验 字 符C R C 2 同 步 字 符一 帧 下 一 帧数 据 场同步字符 数据1 数据2 … 数据n 校验字符 CRC1 校验字符 CRC2 同步字符一帧 下一帧同步字符
（ b）双同步格式数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 21
2.4 数据通信的基本方式
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/10/1 0/1
起始位停止位空闲位第5— 8个数 据位第n个 字符 第n+1个 字符异步通信格式,
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 22
2.5 多路复用技术多路复用技术,用一条高速线路传送多条低速线路的数据分类：
频分多路复用（ FDM-Frequency Division Multiplexing）
时分多路复用（ TDM-Time Division Multiplexing）
波分多路复用（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 23
2.5 多路复用技术频分多路复用（ FDM-Frequency Division Multiplexing）
应用,无线电广播,电视特点,信号被划分成若干通道
(频道,波段 ),每个通道独立进行数据传递数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 24
2.5 多路复用技术
时分多路复用（ TDM-Time Division Multiplexing）
特点：多条低速线路轮流使用同一条高速线路进行数据传递应用：电话主干线路数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 25
2.5 多路复用技术
波分多路复用（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）
应用：光缆线路数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 26
2.6 交换技术
2.6.1 电路交换
A
B
C
D
发送呼叫信号传输
1.交换
2.发送呼叫信号传输
1.交换
2.发送呼叫信号传输
1.作出反应
2.发送回应信号数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 27
2.6 交换技术2.6.1 电路交换特点,
1.有通话的建立过程
2.通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 28
2.6 交换技术
2.6.2 报文交换
A D
C
B
发送报文传输 等待 -发送传输等待 -发送传输数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 29
2.6 交换技术传输延迟
2.7.2 报文交换
A B C D
特点,1.无呼叫建立和专用通路
2.存储 -转发式的发送技术数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 30
2.6 交换技术
2.6.3 分组交换数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 31
2.6 交换技术2.6.3 分组交换特点,1.无呼叫建立和专用通路
2.存储 -转发 式的发送技术
3.将数据分成有大小限制的 分组 后发送数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 32
2.6 交换技术三种交换技术对比,
A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源
B.没有呼叫建立；只有发送数据时才占用线路
C.除了 B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组对线路的利用率数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 33
2.6 交换技术三种交换技术对比,
A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞
B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞可以使用优先级
A:实时性强
B,C:存在时延和额外开销数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 34
2.7 差错检验和控制
2.7.1 差错类型随机差错；突发差错
2.7.2 差错检测码
– 奇偶校验码
– 循环冗余校验码数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 35
2.7 差错检验和控制
水平奇偶校验例子：
字符 ASCII 水平奇校验
H 1 0 0 1 0 0 0 1
a 1 1 0 0 0 0 1 0
m 1 1 0 1 1 0 1 0
g 1 1 0 0 1 1 1 0
n 1 1 0 1 1 1 0 0
c 1 1 0 0 0 1 1 1
o 1 1 0 1 1 1 1 0
垂直奇校验 0 1 1 1 1 1 0 1
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 36
2.7 差错检验和控制
2.7.2 循环冗余码 (CRC)
前提,发送方和接受方必须事先商定一个二进制数 G(x) (生成多项式 ),
发送端,计算校验和,将校验和加在数据末尾,使这个带校验和的数据能被
G(x)除尽,
接收端,收到带校验和的数据后,用 G(x)去除它,如果有余数,则传输出错实现,用简单的硬件 (移位寄存器电路 )即可数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 37
2.7 差错检验和控制数据 =1101011011
G(x) (生成多项式 )=10011
循环冗余码 (CRC)例子：
传输码元 =数据（移位后） +余数
11010110111110
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 2
第 2章 数据通信基础主要学习内容,
2.1 数据通信系统组成
2.2 数据通信的基本概念
2.3 数据编码技术
2.4 数据通信的基本方式
2.5 多路复用技术
2.6 数据交换方式
2.7 差错检验和控制数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 3
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息信息是人对现实世界事物存在方式或运动状态的某种认识 ;
数据是把事件的某些属性规范化后的表现形式 ;
信号是数据的具体的物理表现。
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 4
2.1 数据通信的基本概念雪六角形凉白色信息 数据 信号例子数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 5
2.1 数据通信的基本概念
信息：人对雪花和马的认识
数据：文字，二进制数，十进制数
信号：电压，光，磁场强度数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 6
2.1 数据通信的基本概念两种不同类型的量：
A.时间、温度、电波、声音
B.字符，二进制数，电脉冲信号中没有断开或不连续的的地方；
信号仅取一些有限数目的值；
2.1.2 信号与信号传输数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 7
2.1 数据通信的基本概念模拟：
波动性；
持续变化；
反映事物的本质；
在电信业已经被广泛使用超过 100年；
数字：
离散性；
跃变性；
设备性能先进，
较为便宜；
模拟与数字的特点数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 8
2.1 数据通信的基本概念
（ a）模拟信号 （ b）数字信号
1 0 111 00
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 9
2.1 数据通信的基本概念电 话模 拟 数 据 模 拟 信 号
（ a ） 模 拟 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输调 制 / 解 调 器数 字 数 据 模 拟 信 号
（ b ） 数 字 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输编 码 解 码 器
（ c ） 模 拟 数 据 在 数 字 信 道 上 传 输模 拟 数 据 数 字 信 号数据 传输,
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 10
2.1 数据通信的基本概念
2.1.3 基本概念和术语数据传输速率 —— bps(bit per second)
用 C表示信号传输速率 —— 波特（ Baud）
用 B表示两者关系 —— C=B× log2n
n是调制电平数数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 11
2.1 数据通信的基本概念带宽 （ Bandwidth ） (HZ)
数据速率奈奎斯特公式,最大数据传输速率 C=2Hlog2L(bps)
香农公式,最大数据传输速率 C=Hlog2（ 1＋ S/N） (bps)
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 12
2.2 数据通信系统构成噪声数据通信系统模型数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 13
2.3 数据编码技术
– 不归零编码 NRZ(Non-Return-
Zero)
– 曼彻斯特编码 (Manchester
Encoding)
– 差（微）分曼彻斯特编码
（ Differential Manchester
Encoding）
2.3.1 数字数据用数字信号表示数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 14
2.3 数据编码技术
0 0 1 1 0 1 0 0
（ b ）曼彻斯特编码
（ c ）微分曼彻斯特编码
（ a ）不归零（N R Z ）编码高低高低高低数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 15
2.3 数据编码技术
2.3.1 数字数据用模拟信号表示载波信号,Asin(2nft+Φ)
AM:幅移键控（ Amplitude
Shift Keying-ASK）
FM:频移键控（ Frequency
Shift Keying-FSK）
PM:相移键控（ Phase
Shift Keying-PSK
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 16
2.3 数据编码技术数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 17
2.3 数据编码技术
2.3.1模拟数据用数字信号表示
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
D7=0.13≈ 0.1
D6=0.92≈ 0.9
D5=1.52≈ 1.5
D4=1.08≈ 1.1
D3=0.56≈ 0.6
D2=0.28≈ 0.3 D1=0.27≈ 0.3
1
2 B
t
( a ) 取样并取整脉冲编码调制
（PCM
）
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 18
2.3 数据编码技术增量调制
（DM
）
5
1 0
1 5
0
1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
样 本 间 隔时 间被 发 送的 位 串数字化线连 续 的 样 本总 是 相 差 ± 1
信 号 变 化 太 快,以 至 编 码不 能 表 示 信 号 的 变 化数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 19
2.4 数据通信的基本方式
2.4.1 数据通信的操作方式 发送机发送机发送机接收机发送机接收机接收机接收机接收机发送机数据应答数据应答数据应答数据应答
（ a ）单工通信
（ b ）半双工通信
（ c ）全双工通信数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 20
2.4 数据通信的基本方式
2.4.2 同步和异步传输
（ a）单同步格式同 步 字 符 数 据 1 数 据 2 … 数 据 n 校 验 字 符C R C 1 校 验 字 符C R C 2 同 步 字 符一 帧 下 一 帧数 据 场同步字符 数据1 数据2 … 数据n 校验字符 CRC1 校验字符 CRC2 同步字符一帧 下一帧同步字符
（ b）双同步格式数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 21
2.4 数据通信的基本方式
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/10/1 0/1
起始位停止位空闲位第5— 8个数 据位第n个 字符 第n+1个 字符异步通信格式,
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 22
2.5 多路复用技术多路复用技术,用一条高速线路传送多条低速线路的数据分类：
频分多路复用（ FDM-Frequency Division Multiplexing）
时分多路复用（ TDM-Time Division Multiplexing）
波分多路复用（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 23
2.5 多路复用技术频分多路复用（ FDM-Frequency Division Multiplexing）
应用,无线电广播,电视特点,信号被划分成若干通道
(频道,波段 ),每个通道独立进行数据传递数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 24
2.5 多路复用技术
时分多路复用（ TDM-Time Division Multiplexing）
特点：多条低速线路轮流使用同一条高速线路进行数据传递应用：电话主干线路数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 25
2.5 多路复用技术
波分多路复用（ WDM-Wavelength Division Multiplexing）
应用：光缆线路数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 26
2.6 交换技术
2.6.1 电路交换
A
B
C
D
发送呼叫信号传输
1.交换
2.发送呼叫信号传输
1.交换
2.发送呼叫信号传输
1.作出反应
2.发送回应信号数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 27
2.6 交换技术2.6.1 电路交换特点,
1.有通话的建立过程
2.通话建立以后源与目的间有一条专用的通路存在数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 28
2.6 交换技术
2.6.2 报文交换
A D
C
B
发送报文传输 等待 -发送传输等待 -发送传输数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 29
2.6 交换技术传输延迟
2.7.2 报文交换
A B C D
特点,1.无呼叫建立和专用通路
2.存储 -转发式的发送技术数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 30
2.6 交换技术
2.6.3 分组交换数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 31
2.6 交换技术2.6.3 分组交换特点,1.无呼叫建立和专用通路
2.存储 -转发 式的发送技术
3.将数据分成有大小限制的 分组 后发送数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 32
2.6 交换技术三种交换技术对比,
A.存在呼叫建立；专有线路上不传送数据时浪费资源
B.没有呼叫建立；只有发送数据时才占用线路
C.除了 B的特点外，在接收分组时可以发送下一个分组对线路的利用率数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 33
2.6 交换技术三种交换技术对比,
A:固定的传输速率、会有呼叫阻塞
B,C:能进行速率转换、虽会降速但不会阻塞可以使用优先级
A:实时性强
B,C:存在时延和额外开销数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 34
2.7 差错检验和控制
2.7.1 差错类型随机差错；突发差错
2.7.2 差错检测码
– 奇偶校验码
– 循环冗余校验码数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 35
2.7 差错检验和控制
水平奇偶校验例子：
字符 ASCII 水平奇校验
H 1 0 0 1 0 0 0 1
a 1 1 0 0 0 0 1 0
m 1 1 0 1 1 0 1 0
g 1 1 0 0 1 1 1 0
n 1 1 0 1 1 1 0 0
c 1 1 0 0 0 1 1 1
o 1 1 0 1 1 1 1 0
垂直奇校验 0 1 1 1 1 1 0 1
数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 36
2.7 差错检验和控制
2.7.2 循环冗余码 (CRC)
前提,发送方和接受方必须事先商定一个二进制数 G(x) (生成多项式 ),
发送端,计算校验和,将校验和加在数据末尾,使这个带校验和的数据能被
G(x)除尽,
接收端,收到带校验和的数据后,用 G(x)去除它,如果有余数,则传输出错实现,用简单的硬件 (移位寄存器电路 )即可数据通信与计算机网络 —— 数据通信基础 37
2.7 差错检验和控制数据 =1101011011
G(x) (生成多项式 )=10011
循环冗余码 (CRC)例子：
传输码元 =数据（移位后） +余数
11010110111110
