数据通信基础
一、教学目标：
1.了解数据通信的基本概念 2.了解数据传输方式 3.理解数据交换技术
4.理解差错检验与校正技术
二、教学重点、难点
数据通信的数据传输方式、数据交换技术、差错检验与校正技术
三、教学方法
教师讲解、演示、提问；
四、教具使用
计算机一台、多媒体幻灯片演示
五、教学内容
一、数据通信的基本概念
（一）信息、数据、信号 1、数据
是把时间的某些属性规范化后的表现形式，可被识别、也可被描述。1）数据的内容是事件的反映或描述；2）数据以某种媒体为载体，即数据是存储在媒体上的。数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。
2、信息：信息是对客观事物的反映,可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可表示物质与外部的联系。信息有各种存在形式。 3、信号：是数据的具体无力表现，具有确定的物理描述
数据是信息的载体，信息是数据的内涵，信号是数据的具体体现形式 （二）信道和信道容量 1．基本概念
信道是传送信号的一条通道，可以分为物理信道和逻辑信道。
物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，由传输及其附属设备组成。 逻辑信道也是指传输信息的一条通路，但在信号的收、发节点之间并不一定存在与之对应的物理传输介质，而是在物理信道基础上，由节点设备内部的连接来实现。
2．信道的分类
信道按使用权限可分为专业信道和共用信道。
信道按传输介质可分为有线信道、无线信道和卫星信道。 信道按传输信号的种类可分为模拟信道和数字信道。 3．信道容量
信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用数据传输率来表示。 即单位时间内传送的比特数越大，则信息的传输能力也就越大，表示信道容量大。 （三）码元和码字 在数字传输中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，是构成信息编码的最小单位。
计算机网络传送中的每一位二进制数字称为“码元”或“码位”，例如二进制数字10000001是由7个码元组成的序列，通常称为“码字”。 （四）数据通信系统主要技术指标
1．比特率：比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间内所传送的二进制代码的有效位（bit）数，单位用比特每秒（bps）或千比特每秒（Kbps）表示。
2．波特率：波特率是一种调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率，其单位为波特（baud）。
3．误码率：误码率指信息传输的错误率，也称误码率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。
4．吞吐量：吞吐量是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。在单信道总线型网络中，吞吐量=信道容量×传输效率。
5．通道的传播延迟：信号在信道中传播，从信源端到达信宿端需要一定的时间，这个时间叫做传播延迟（或时延）。 （五）带宽与数据传输率 1.信道带宽
信道带宽是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为信道上可传送信号的最高频率减去最低频率之差。 带宽越大，所能达到的传输速率就越大，所以通道的带宽是衡量传输系统的一个重要指标。 2.数据传输率
数据传输率是指单位时间信道内传输的信息量，即比特率，单位为比特/秒。 一般来说，数据传输率的高低由传输每一位数据所占时间决定，如果每一位所占时间越小，则速率越高。
二、数据传输方式
（一）数据通信系统模型 （二）数据线路的通信方式
根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有：单工通信半双工通信双工通信
（三）信道的通讯方式
1. 串行通信：数据在一个信道上一位一位依次传输。 特点：
（1）.通信线路数小，线路利用率高适合于远距离传输。 （2）.在发送端和接收端需要并/串转换和串/并转换。 （3）.需要实施同步措施，以确保不产生错字。 2. 并行通信：数据在多个信道上同时传输。 特点：
（1）.不需要对传输代码进行时序转换 （2）.需要数据线数目多。 （3）.传输速率高。
三、数据交换技术
通常使用四种交换技术： 电路交换
报文交换 分组交换
（一）电路交换
电路交换（也称线路交换） 是一种直接交换方式，是多个输入线和多个输出线之间直接形成传输信息的物理链路，一般分为电路建立、数据传送和电路释放三个阶段
特点： 呼损
不同速率和不同电码之间的用户不能进行交换 信息延时短，且固定不变 用于连续、大批量数据传输 （二）报文交换
又称为存储转发，报文是交换的单位，主要包括报文的正文信息，发和收节点的地址信息以及各种控制信息。
要求网络每个节点有较大的存储空间，延时性强，多条报文可以共享一条通信通道
不同速率的节点可以连接，可以进行数据格式转换，建立报文传输优先权。 缺点：不利于实时交互通信
（三）分组交换分组交换也称包交换，又称为：包交换，是针对报文交换的缺点而提出的改进方式
属于存储转发交换方式，以比报文更短的“分组”为单位进行交换传输 数据报传输分组交换和虚拟电路传输分组交换
报文分组交换方式是把长的报文分成若干个较短的报文组，报文组是交换单位，交换要包括分组编号，各组报文可按不同的路径进行传输，到达目的节点后，重新组成报文。 较报文传输优点： 数据传输灵活 转发延时性降低
转发差错少，对差错容易进行恢复处理 便于控制转发
增加了目的节点对报文的加工处理时间和复杂性
虚拟电路传输分组交换源节点和目的节点之间建立一条逻辑通路。每个分组除了包含数据以外还包括一个虚电路标识符。在预先建立好的这个路径上，每个节点都知道把这些分组引导到哪里去，不再需要路由选择判定。 该通路是虚拟的，不是专用的。
四、信道复用
多路复用是指在数据传输系统中，允许两个或多个数据源共享同一个传输介质，就像每一个数据源都有自己的信道一样，在信号的接收端必须可以将复合信号分离出来。
目前有四种技术：
频分多路复用（FDMA） 波分多路复用（WDMA） 时分多路复用（TDMA）
数据通信基础教案
