第 2章 数据通信
2.1 数据通信的基本概念
2.2 数字信号的频谱与数字信号的特性
2.3 模拟传输 2.4 数字传输
2.5 多路复用技术 2.6 数据通信媒体
2.7 数据交换方式 2.8 流量控制
2.9 差错控制 2.10 无线通信
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息和信号
2.1.2 通信系统模型
2.1.3 数据传输方式
2.1.4 物理信道的连接方式
2.1.5 串行通信与并行通信
2.1.6 数据通信方式
2.1.7 数字化是信息社会发展的必然趋势
第 2章 数据通信
3
2.1.1 数据、信息和信号
1,数据
数据 是对客观事实进行描述与记载的物理符号。它是信息的载体，
可以是数字、文字、语言、图形和图像等。
2,信息
信息 是数据的集合、含义与解释。 数据与信息的比较：数据相对
具体，信息相对抽象概括；两者相对存在，有时可以将二者等同起
来 。
3,信号
信号 是数据的电磁波表示形式。 信号可以分为模拟信号与数字信
号两种。 模拟信号是随时间连续变化的信号；数字信号是离散信号。
如图 2.1所示。
第 2章 数据通信
4
2.1.1 数据、信息和信号
第 2章 数据通信
5
2.1.2 通信系统模型
通信系统模型 如图 2.2所示。
图 2.2 通信系统的模型
第 2章 数据通信
6
2.1.2 通信系统模型
信源 是产生和发送信息的一端,信宿 是接受信息的一端。
变换器 和 反变换器 均是进行信号变换的设备，在实际的通信
系统中有各种具体的名称，如信源发出的是数字信号而要以
模拟信号传输，则用 调制解调器 ；信源发出的是模拟信号而
要以数字信号传输，则用 编码解码器 。
噪声 是通信系统中存在的并叠加在有用信号之上的无用
成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用，又不能完
全控制。 噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可分为通
信系统外部噪声和系统内部噪声 。
无论是模拟信号还是数字信号，在传输过程中都要变成
适合信道传输的信号形式，在模拟信道中传输的是模拟信号，
在数字信道中传输的是数字信号。
第 2章 数据通信
7
2.1.3 数据传输方式
1,模拟传输
模拟传输 指信道中传输的为模拟信号 。 当传输的是模拟信
号时, 可以直接进行传输 。 当传输的是数字信号时, 进入信
道前要经过调制解调器调制, 变换为模拟信号 。
如图 2.4所示, （ a） 为当信源为模拟数据时的模拟传输,
（ b） 为当信源为数字数据时的模拟传输 。 其 主要优点 在于
信道的利用率较高, 但是其在传输过程中信号会衰减, 会受
到噪声干扰, 且信号放大时噪声也会放大 。
第 2章 数据通信
8
2.1.3 数据传输方式
图 2.4 模拟传输
（ a） 信源为模拟数据 （ b） 信源为数字数据
第 2章 数据通信
9
2.1.3 数据传输方式
2,数字传输
数字传输 指信道中传输的为数字信号。当传输的信号是
数字信号时，可以直接进行传输。当传输的是模拟信号时，
进入信道前要经过编码解码器编码，变换为数字信号。
如图 2.5所示，（ a）为当信源为数字数据时的数字传输，
（ b）为当信源为模拟数据时的数字传输。其 主要优点 是，
信号传输不失真，误码率低，能被复用和有效地利用设备，
但是传输数字信号比传输模拟信号所要求的频带要宽得多，
因此数字传输的信道利用率较低。
第 2章 数据通信
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2.1.3 数据传输方式
图 2.5 数字传输
（ a）信源为数字数据 （ b）信源为模拟数据
第 2章 数据通信
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2.1.4 物理信道的连接方式
物理信道的连接方式有：
?点到点连接方式
?多点连接方式
?集中式连接
第 2章 数据通信
12
2.1.4 物理信道的连接方式
图 2.6 物理信道的连接方式
第 2章 数据通信
13
串行通信 指数据流一位一位地传送，从发送端到接收端只
要一根传输线即可，易于实现。
并行通信 是一次同时传送一个字节（字符）,即 8个码元。
并行传送传输速率高，但传输设备要增加 7倍，一般用于近
距离范围要求快速传送的地方,如计算机与输出设备打印机
的通信一般是采用并行传送。
串行传送虽然速率低，但节省设备，是目前主要采用的一
种传 输方式，特别是在远程通信中一般采用串行通信方式。
2.1.5 串行通信与并行通信
第 2章 数据通信
14
2.1.6 数据通信方式
1,单工、半双工与全双工通信
单工通信方式 。在单工信道上信息只能在一个方向传送。
发送方不能接收，接受方不能发送。
半双工通信方式 。在半双工信道上，通信双方可以交替发
送和接收信息，但不能同时发送和接收。在一段时间内，信
道的全部带宽用于一个方向上的信息传递。
全双工通信方式 。这是一种双向可同时进行信息的传递的
通信方式。
第 2章 数据通信
15
2,异步传输和同步传输
异步传输,把各个字符分开传输，字符与字符之间插入同步信息 。
同步传输,发送方在发送数据之前先发送一串同步字符 SYN，接收
方只要检测到两个以上 SYN字符时，即可确认已进入同步状态，准
备接收数据。
2.1.6 数据通信方式
图 2.7 异步传输
图 2.8 同步传输
第 2章 数据通信
16
2.1.7 数字化是信息社会发展的必然趋势
1,目前计算机绝大部分是数字机，而数字机只能对数字
数据进行存储和处理,因此，文字、声音、视频、图像等模
拟数据，必须变换为数字数据后才能存入计算机，才能进行
处理。
2,数字信号只取有限个离散值，在传输过程中即使受到
噪声的干扰，只要没有畸变到不可辨认的程度，就可以用信
号再生的方法进行恢复。所以,数字传输能使信号不失真地
正确传送，传输质量优于模拟传输。 这就是数字电话比传统
的模拟电话更清晰的原因。并且 在传输工程中，数据信号还
可以进行压缩、加密,这样就可以提高传输的效率和安全性。
3,计算机等数字设备的主要器件是 集成电路（芯片）,
其造价越来越低。
综上所述，所以人们使用数字设备是大势所趋 。
2.1 数据通信的基本概念
2.2 数字信号的频谱与数字信号的特性
2.3 模拟传输 2.4 数字传输
2.5 多路复用技术 2.6 数据通信媒体
2.7 数据交换方式 2.8 流量控制
2.9 差错控制 2.10 无线通信
2.1 数据通信的基本概念
2.1.1 数据、信息和信号
2.1.2 通信系统模型
2.1.3 数据传输方式
2.1.4 物理信道的连接方式
2.1.5 串行通信与并行通信
2.1.6 数据通信方式
2.1.7 数字化是信息社会发展的必然趋势
第 2章 数据通信
3
2.1.1 数据、信息和信号
1,数据
数据 是对客观事实进行描述与记载的物理符号。它是信息的载体，
可以是数字、文字、语言、图形和图像等。
2,信息
信息 是数据的集合、含义与解释。 数据与信息的比较：数据相对
具体，信息相对抽象概括；两者相对存在，有时可以将二者等同起
来 。
3,信号
信号 是数据的电磁波表示形式。 信号可以分为模拟信号与数字信
号两种。 模拟信号是随时间连续变化的信号；数字信号是离散信号。
如图 2.1所示。
第 2章 数据通信
4
2.1.1 数据、信息和信号
第 2章 数据通信
5
2.1.2 通信系统模型
通信系统模型 如图 2.2所示。
图 2.2 通信系统的模型
第 2章 数据通信
6
2.1.2 通信系统模型
信源 是产生和发送信息的一端,信宿 是接受信息的一端。
变换器 和 反变换器 均是进行信号变换的设备，在实际的通信
系统中有各种具体的名称，如信源发出的是数字信号而要以
模拟信号传输，则用 调制解调器 ；信源发出的是模拟信号而
要以数字信号传输，则用 编码解码器 。
噪声 是通信系统中存在的并叠加在有用信号之上的无用
成分，它对系统中的信号传输与处理起扰乱作用，又不能完
全控制。 噪声可以从系统的各部分侵入，按其来源可分为通
信系统外部噪声和系统内部噪声 。
无论是模拟信号还是数字信号，在传输过程中都要变成
适合信道传输的信号形式，在模拟信道中传输的是模拟信号，
在数字信道中传输的是数字信号。
第 2章 数据通信
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2.1.3 数据传输方式
1,模拟传输
模拟传输 指信道中传输的为模拟信号 。 当传输的是模拟信
号时, 可以直接进行传输 。 当传输的是数字信号时, 进入信
道前要经过调制解调器调制, 变换为模拟信号 。
如图 2.4所示, （ a） 为当信源为模拟数据时的模拟传输,
（ b） 为当信源为数字数据时的模拟传输 。 其 主要优点 在于
信道的利用率较高, 但是其在传输过程中信号会衰减, 会受
到噪声干扰, 且信号放大时噪声也会放大 。
第 2章 数据通信
8
2.1.3 数据传输方式
图 2.4 模拟传输
（ a） 信源为模拟数据 （ b） 信源为数字数据
第 2章 数据通信
9
2.1.3 数据传输方式
2,数字传输
数字传输 指信道中传输的为数字信号。当传输的信号是
数字信号时，可以直接进行传输。当传输的是模拟信号时，
进入信道前要经过编码解码器编码，变换为数字信号。
如图 2.5所示，（ a）为当信源为数字数据时的数字传输，
（ b）为当信源为模拟数据时的数字传输。其 主要优点 是，
信号传输不失真，误码率低，能被复用和有效地利用设备，
但是传输数字信号比传输模拟信号所要求的频带要宽得多，
因此数字传输的信道利用率较低。
第 2章 数据通信
10
2.1.3 数据传输方式
图 2.5 数字传输
（ a）信源为数字数据 （ b）信源为模拟数据
第 2章 数据通信
11
2.1.4 物理信道的连接方式
物理信道的连接方式有：
?点到点连接方式
?多点连接方式
?集中式连接
第 2章 数据通信
12
2.1.4 物理信道的连接方式
图 2.6 物理信道的连接方式
第 2章 数据通信
13
串行通信 指数据流一位一位地传送，从发送端到接收端只
要一根传输线即可，易于实现。
并行通信 是一次同时传送一个字节（字符）,即 8个码元。
并行传送传输速率高，但传输设备要增加 7倍，一般用于近
距离范围要求快速传送的地方,如计算机与输出设备打印机
的通信一般是采用并行传送。
串行传送虽然速率低，但节省设备，是目前主要采用的一
种传 输方式，特别是在远程通信中一般采用串行通信方式。
2.1.5 串行通信与并行通信
第 2章 数据通信
14
2.1.6 数据通信方式
1,单工、半双工与全双工通信
单工通信方式 。在单工信道上信息只能在一个方向传送。
发送方不能接收，接受方不能发送。
半双工通信方式 。在半双工信道上，通信双方可以交替发
送和接收信息，但不能同时发送和接收。在一段时间内，信
道的全部带宽用于一个方向上的信息传递。
全双工通信方式 。这是一种双向可同时进行信息的传递的
通信方式。
第 2章 数据通信
15
2,异步传输和同步传输
异步传输,把各个字符分开传输，字符与字符之间插入同步信息 。
同步传输,发送方在发送数据之前先发送一串同步字符 SYN，接收
方只要检测到两个以上 SYN字符时，即可确认已进入同步状态，准
备接收数据。
2.1.6 数据通信方式
图 2.7 异步传输
图 2.8 同步传输
第 2章 数据通信
16
2.1.7 数字化是信息社会发展的必然趋势
1,目前计算机绝大部分是数字机，而数字机只能对数字
数据进行存储和处理,因此，文字、声音、视频、图像等模
拟数据，必须变换为数字数据后才能存入计算机，才能进行
处理。
2,数字信号只取有限个离散值，在传输过程中即使受到
噪声的干扰，只要没有畸变到不可辨认的程度，就可以用信
号再生的方法进行恢复。所以,数字传输能使信号不失真地
正确传送，传输质量优于模拟传输。 这就是数字电话比传统
的模拟电话更清晰的原因。并且 在传输工程中，数据信号还
可以进行压缩、加密,这样就可以提高传输的效率和安全性。
3,计算机等数字设备的主要器件是 集成电路（芯片）,
其造价越来越低。
综上所述，所以人们使用数字设备是大势所趋 。
