第2章 数据通信基础技术 网络技术与应用 计算机网络技术是通信技术和计算机技术相结合的产物。网络最基本的功能是数据通信和资源共享。计算机间的
通信是实现资源共享的基础，计算机通信网络的核心是数据通信设施（通信子网）。网络中的信息交换和共享意味着一个计算机系统中的信号通过网
络传输到另一个计算机系统中处理和使用。那么如何才能将不同计算机系统中的信号进行传输呢？13 2.1 数据通信原理2.2 数据传输
介质2.3 数据传输方式2.4 多路复用技术2.5 数据交换技术本 章 内 容4通信系统预习1、通信系统分为哪两类？2、数据传输
方式有哪两种？3、串行传输方式分为哪几种方案？4、什么是多路复用技术？分为哪几种？5、数据交换技术分为哪几种？52.1 数据通信
原理 一、数据通信基本概念 数据通信系统就是指传送和交换数据的通信系统。 数据通信是指依照一定的协议，利用数据传输
技术在两个终端之间传递信息。数据可以是数值、文字、图形、声音、图像、动画等。现在所说的多媒体信息就是以上多种形式表示的信息，都是数
据的一种形式。为了使数据在网络中传输，必须把数据变化成某种信号（电信号或光信号）。数据通信分为模拟通信和数字通信两类。57二、数
据通信的主要指标数据通信的主要指标是指衡量数据传输的有效性和可靠性的参数：信道带宽和信道容量；带宽表示信道传输信息的能力，带宽即传
输信号的最高频率与最低频率之差。信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位/秒(bps)。传输的速率；误码率；传输延迟。8
2.2 数据传输介质传输介质又称为通信介质或媒体，它决定了网络的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性等。有线：电话线、双
绞线、同轴电缆、光导纤维电缆。无线：微波及卫星通信、红外通信、激光通信。 传输介质的特性对网络数据通信的质量有很大影响，这些特性
是：物理特性：说明传输媒体的特性。传输特性：包括是使用模拟信号发送还是使用数字信号发送、调制技术、传输容量及传输频率范围。连通性：
采用点到点连接还是多点连接。地理范围：在不用中间设备并将失真限制在允许范围内的情况下，整个网络所允许的最大距离。抗干扰性：防止噪音
、电磁干扰对传输数据影响的能力。相对价格：包括元件、安装和维护等价格。 8101、 双绞线 （Twisted Pair wire
）双绞线是由若干对铜线组成，每对有两条相互绝缘的铜线或钢包铜线按一定规则绞合在一起，采用这种绞合起来的结构是为了减少对邻近线对的电
磁干扰。屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted Pair)非屏蔽双绞线UTP(UnShielded Twisted P
air) 屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线 以铝箔屏蔽以减少干扰双绞线外没有任何附加屏蔽 屏蔽
双绞线 STP：提高了抗干扰能力，但价格较高。 非屏蔽双绞线 UTP：抗干扰能力差一些，但在规定的距离内传输性能好且价格便宜，常用
。 10网络数据传输的双绞线电缆一般由4对双绞线组成。白橙、橙；白绿、绿；蓝、白蓝；白棕、棕；112、同轴电缆(Coaxial
Cable)1214RG58A/U(细缆)RG-11(粗缆)(适用于大型局域网)RG-59（一般用于电视系统）153、光纤 O
ptical Fiber光纤是光导纤维的简称，它是用极细的玻璃纤维或石英玻璃纤维做传输媒体。一根或多根光纤组合在一起形成光缆。光纤
系统具有如下优点：传输频带非常宽，传输速率极高；传输距离远，传输损耗小，中继距离长；差错率低、误码率小，抗干扰性能最好；数据保密性
高；体积小、重量轻。其缺点：是光纤衔接困难。光纤分支困难且分支时信号能量损失很大，价格最贵，主要用作点对点连接。16微波通信：载
波频率为2GHZ至40GHZ。频率高，可同时传送大量信息；由于微波是沿直线传播的，故在地面的传播距离有限。4、无线传输介质两个地面
站之间传送距离：50 -100 km地面站之间的直视线路 微波传送塔卫星通信：是利用地球同步卫星作为中继来转发微波信号的一种特殊微
波通信形式。卫星通信可以克服地面微波通信距离的限制，三个同步卫星可以覆盖地球上全部通信区域。与地面站相对固定位置，使用3个卫星覆盖
全球传输延迟时间长。22,300公里17红外通信和激光通信：和微波通信一样，有很强的方向性，都是沿直线传播的。但红外通信和激光通信
要把传输的信号分别转换为红外光信号和激光信号后才能直接在空间沿直线传播。 微波、红外线和激光都需要在发送方和接收方之间有一条视
线通路，故它们统称为视线媒体。1819 在数据通信中，数据传输方式有并行通信和串行通信两种。2.3 数据传输方式演示串行通信
并行通信1、并行：数据以成组的方式在多个并行的信道上同时传输，需要多根传输线。通信线路与数据传输的位数相同，用于短距离传输。例如：
计算机和打印机之间的通信，通过计算机上的并行端口（LPT）进行。优点是速度快，缺点是费用高。2、串行：数据在信道上一位一位的逐个传
输，从发送端到接收端只需一根传输线。成本低容易实现，适用于远距离传输，是计算机网络中普遍采用的传输方式。 计算机内部采用并行传输
，当数据通信采用串行传输时需要并/串转换装置。PC和外界进行串行通信是通过串行端口COM完成的。20串行数据信号按照在传输线上的传
输方向不同，有三种方式：单工通信、半双工通信和全双工通信。单工通信：只允许传输的信息始终在一个方向流动。采用双线制。21半双工通信
（双线制＋开关）：允许信息流在两个方向上都可传输，但同一时刻只能朝一个方向传输，不能同时进行双向传输。通信双方都要具备发送和接收装
置。此方式适用于会话式终端通信，如无线电对讲机。 22全双工通信（四线制） 在同一时刻，能同时进行双向通信，即通信的一
方在发送信息的同时也能接收信息。相当于两个方向相反的单工通信组合。23数据信号可以沿两个方向传输，但两个方向不能同时发送数据，必须
交替进行。数据信号只能沿着一个方向上传输，发送方只能发送不能接收，接收方只能接收而不能发送。数据信号可以同时沿两个方向传输，两个方
向可以同时进行发送和接收。演示2425在同一介质上，同时传输多个有限带宽信号的方法，被称为多路复用 。多路复用技术的基本原理是：
各路信号在进入同一个有线的或无线的传输媒质之前，先采用调制技术把它们调制为互相不会混淆的已调制信号，然后进入传输媒质传送到对方，在
对方再用解调（反调制）技术对这些信号加以区分，并使它们恢复成原来的信号，从而达到多路复用的目的。2.4 多路复用技术 当前主
要采用的多路复用方式有： 频分多路复用（FDM） 频分多路复用是将各路信号分别调制到不同的频段进行传输，多用于模拟通信，如
应用于无线电波传输通道上。 时分多路复用 （TDM） 时分多路复用技术是利用时间上离散的脉冲组成相互不重叠的多路信号，广泛
应用于数字通信。 波分多路复用（WDM） 在光波频率范围内，把不同波长的光波，按一定间隔排列在一根光纤中传送。这种用于光纤
通信的“波分复用”技术，现在正在迅速发展之中。262.5 数据交换技术对于广域网，从源结点到目的结点的数据通信需要经过若干个中间结
点的转接来传送数据，这涉及到数据交换技术。数据交换技术主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换。 2728电路交换（线路交换
）：它类似于电话系统，希望通信的计算机之间必须事先建立物理线路（或者物理连接）。电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输
、释放线路三个阶段。 优点有两点：独占性：建立线路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其它站点共享
，因此线路的利用率较低，不会发生冲突；传输延迟小：唯一的延迟是物理信号的传播延迟； 缺点：建立物理线路所需的时间比较长。一、 电路
交换29 报文交换方式的数据传输单位是报文，报文就是站点一次性要发送的数据块，其长度不限且可变。当一个站要发送报文时，它将一个
目的地址附加到报文上，网络节点根据报文上的目的地址信息，把报文发送到下一个节点，一直逐个节点地转送到目的节点。 每个节点在收到
整个报文并检查无误后，就暂存这个报文，然后利用路由信息找出下一个节点的地址，再把整个报文传送给下一个节点。因此，端与端之间无需先通
过呼叫建立连接。 报文交换不适合于交互式的数据通信。二、报文交换30三、分组交换 分组交换是报文交换的一种改
进，它将报文分成若干个分组，每个分组的长度有一个上限，有限长度的分组使得每个节点所需的存储能力降低了，减轻了节点负担，改善了网络传
输性能；分组可以存储到内存中，提高了交换速度。它适用于交互式通信，它是计算机网络中使用最广泛的一种交换技术。 分组交换还分为虚
电路分组交换和数据报分组交换两类。31总 结 1. 数据通信是依照一定的协议，利用数据传输技术在两个终端之间传递数据信息的一
种通信方式。数据通信分为模拟通信和数字通信两类。2. 数据通信的主要指标：信道带宽和信道容量、传输的速率、误码率、传输延迟。 3. 数据传输的方式与方向：并行通信和串行通信单工通信、半双工通信和全双工通信 4. 传输介质又称为通信介质或媒体。有线：电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维电缆无线：微波及卫星通信、红外通信、激光通信。 6. 数据交换技术：主要有三种类型：电路交换、报文交换和分组交换。 5. 多路复用技术：频分多路复用（ FDM）、波分多路复用（WDM）和时分多路复用 （TDM ）32本 章 结 束 再 见 |
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