第2讲-数据通信系统(一)VIP免费

SDCIT计算机网络基础软件工程系讲授：赵宪华第2讲数据通信系统（一）第一页，共三十七页。本讲任务信息、数据与信号数据编码数据传输12/20/20242第二页，共三十七页。网络是信息传输与共享的平台。所传输的信息包括文字、图片、声音和视频等，这些信息作为我们所看到的内容并不是直接从网络的一端传到另一端的。类似于计算机网络的电话网，打电话的双方听到的是对方的声音，但是声音并不能通过电话线直接从一端传送到另一端，之所以能够听到对方的声音是因为电话系统将声音转换成了电信号才得以在电话线上传输，这就涉及到如何把信息转换成能够在电话线上传输的电信号的问题，这就是数据编码的问题。数据通信系统概述12/20/20243第三页，共三十七页。当有了载有信息的电信号之后，如何传输这个电信号，比如说用几根线传输，信号是双向传输还是单向传输（即打电话的双方是否能够同时说话）等诸如此类有关实现终端信号传输的问题即为数据传输技术问题。数据通信系统概述12/20/20244第四页，共三十七页。在任何打电话的双方之间建立一根直接的连线是不经济的，电话是作为终端连接在一个庞大的电话网之中的，那么也就是说电信号需要在这个电话网中寻找一条道路传输到对方终端，而网络中的中间节点就像铁道网中的火车站一样，需要去调度在铁道上运行的众多“火车”。通过调度，不仅要防止混乱的发生，而且也要提高“火车”的通行速度。在数据通信上，这个问题就是数据交换问题。数据通信系统概述12/20/20245第五页，共三十七页。信息、数据与信号12/20/20246第六页，共三十七页。信息是现实世界在人们头脑中的反映。计算机网络的主要特征是信息共享，所以对计算机网络来说，如何实现信息的交换是主要的问题之一。实现信息交换的前提是我们需要用文字等符号把信息表示出来，因而符号成为信息的载体。比如说表示一个班有四十个学生这个信息，我们可以表示为“40”，也可以表示为“四十”，又可以表示为“forty”，即是说，同样的信息可以用不同的符号来表述。那么在计算机中用什么符合记载信息呢？是二进制数据。数据是信息的载体，是把事件的某些属性规范化后得到的表现形式，它可以被识别，也可以被描述。信息与数据12/20/20247第七页，共三十七页。数据可分为模拟数据与数字数据两种。模拟数据在时间上和幅度取值上都是连续的，其电平随时间连续变化。例如，语音是典型的模拟数据，其他由模拟传感器接收到的数据如温度、压力、流量等也是模拟数据。数字数据在时间上是离散的，在幅值上是经过量化的，它一般是由“0”和“1”构成的二进制代码组成的数字序列。现代计算机所能处理的数据只能是二进制数据。无论文字、数字，还是图像、声音、视频等，最终都要转化成二进制数据存储在计算机中，进而进行处理。所以无论何种信息，只要转化成二进制数据且存在于计算机系统中了，都称之为数据。模拟数据与数字数据12/20/20248第八页，共三十七页。信号是数据的载体，是数据的具体物理表现形式。对计算机设备来说，数据是抽象的，不能直接处理的，它所处理的是代表二进制数据的信号。在计算机内部，一般使用电信号来表示数据，比如说一个相对较高的电压代表二进制数据“1”，一个相对较低的电压代表二进制数据“0”。当然，也可以用其他载体来承载数据，如在通信中，常使用光信号，无线电波信号等。信号12/20/20249第九页，共三十七页。承载数据的信号有数字信号和模拟信号之分。模拟信号是指在幅度和时间上连续变化的信号，如语音信号、光信号、温度压力传感器的输出信号等，如图（a）所示。数字信号是指时间和幅度都用离散数字表示的信号，如图（b）所示。数字信号在通信线路上传输时要借助电信号的状态来表示二进制代码的值，电信号可呈现两种状态，分别表示“0”和“1”。模拟信号与数字信号12/20/202410第十页，共三十七页。虽然模拟信号与数字信号有着明显的差别，但在一定条件下它们是可以相互转化的。模拟信号可以通过采样、编码等步骤变成数字信号。数字信号也可以通过信号调制技术转化为模拟信号。信号的第二种分类方法是将信号分为基带...