《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》課程單元教案本課編號本課課時內(nèi)容提要項目2數(shù)據(jù)通信任務(wù)1了解數(shù)據(jù)通信的相關(guān)知識任務(wù)2熟悉數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶蛡鬏斀橘|(zhì)任務(wù)3熟悉數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐皆砣蝿?wù)4熟悉數(shù)據(jù)的編碼任務(wù)5熟悉數(shù)據(jù)通信技術(shù)教學(xué)目的1.理解數(shù)字信號和模擬信號的概念,理解有線信道和無線信道的定義。2.了解數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的帶寬、波特率、比特率和差錯率等指標(biāo)。3.熟悉基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸概念,熟悉并行傳輸與串行傳輸?shù)葦?shù)據(jù)傳輸方式。4.掌握數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號和模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號等編碼方式。知識能力結(jié)構(gòu)1.能夠區(qū)別數(shù)據(jù)通信中的數(shù)字信號與模擬信號。2.學(xué)會使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的各種傳輸介質(zhì)。3.能夠應(yīng)用報文交換和分組交換等技術(shù)。教學(xué)重點難點重點：能夠區(qū)別數(shù)據(jù)通信中的數(shù)字信號與模擬信號；難點：能夠應(yīng)用報文交換和分組交換等技術(shù)。教學(xué)手段方法教學(xué)方法：項目任務(wù)驅(qū)動法、啟發(fā)式教學(xué)手段：課堂講授法、操作演示法、多媒體教學(xué)思考題與習(xí)題1.簡述并行傳輸與串行傳輸?shù)膮^(qū)別。2.簡述數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞接心男?.簡述頻分多路復(fù)用和時分多路復(fù)用的概念。4.簡述電路交換、報文交換和分組交換3種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的工作原理。教學(xué)內(nèi)容進(jìn)程設(shè)計任務(wù)1了解數(shù)據(jù)通信的相關(guān)知識1.1信息、數(shù)據(jù)和信號概念信息是指通信系統(tǒng)傳輸和處理的對象。數(shù)據(jù)是信息的表示形式,是信息的物理表現(xiàn),即所有信息都要用某種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行表示和傳播。信號是在特定通信方式中數(shù)據(jù)的物理表達(dá)形式,信號有具體的物理描述。1.2通信信道信道是指傳輸信號的通道,包括通信線路和傳輸設(shè)備。根據(jù)適合傳輸信號的類型,信道可以分為模擬信道和數(shù)字信道。根據(jù)信道使用的傳輸介質(zhì),信道可以分為有線信道和無線信道。1.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指,通過通信線路和通信控制處理設(shè)備將分布在各處的數(shù)據(jù)終端設(shè)備連接起來,執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型如下。1.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)在模擬通信系統(tǒng)中,常使用帶寬和波特率來分別描述通信信道傳輸能力和數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率;在數(shù)字通信中,一般使用比特率和誤碼率來分別描述數(shù)據(jù)信號傳輸速率的大小和傳輸質(zhì)量的好壞。任務(wù)2熟悉數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶蛡鬏斀橘|(zhì)2.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?一)基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸(二)并行傳輸與串行傳輸(三)單工、半雙工、全雙工通信(四)同步傳輸與異步傳輸2.2傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)根據(jù)傳播形式可分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì)兩大類。有線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設(shè)備之間用物理信道完成傳輸?shù)奈镔|(zhì),它能將信號從一方傳輸?shù)搅硪环?主要有同軸電纜、雙絞線和光纖等。無線傳輸介質(zhì)是指在兩個通信設(shè)備之間不使用任何物理連接充當(dāng)傳輸媒介的傳輸介質(zhì)。無線傳輸介質(zhì)主要有紅外線、微波、無線電波和激光。任務(wù)3熟悉數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐皆?.1位同步位同步是指接收端接收的每一位數(shù)據(jù)信息都與發(fā)送端準(zhǔn)確地保持同步。實現(xiàn)位同步的方法有外同步法和自同步法。3.2字符同步字符同步有同步制和異步制。3.3幀同步常用的幀同步方法有使用字符填充的首尾定界符法、使用比特填充的首尾標(biāo)志法、違法編碼法和字節(jié)計數(shù)法。任務(wù)4熟悉數(shù)據(jù)的編碼4.1關(guān)于數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼是實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信最基本的一項工作,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳輸需要數(shù)字信號編碼,模擬數(shù)據(jù)在數(shù)字信道上傳遞需要采樣編碼,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸需要調(diào)制編碼,而用模擬信號傳輸模擬數(shù)據(jù)則不需要編碼。4.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)需要編碼成數(shù)字信號序列才能在數(shù)字信道上傳輸。通常使用的二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼方法有雙極性歸零編碼、雙極性不歸零編碼、單極性不歸零編碼和雙相位編碼等。雙相位編碼是網(wǎng)絡(luò)中常用的編碼方式,主要有曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼兩種方式。4.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制編碼對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號進(jìn)行調(diào)制有3種基本形式:幅移鍵控法、頻移鍵控法和相移鍵控法。4.4模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼(一)采樣頻率根據(jù)奈奎斯特定理,采樣頻率是原始有效信號中最高頻率分量或帶寬的2倍。(二)脈沖振幅調(diào)制(三)脈沖編碼調(diào)制任務(wù)5熟悉數(shù)據(jù)通信技術(shù)5.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)有電路交換、報文交換和分組交換等技術(shù)。5.2信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)是利用一條通信線路實現(xiàn)多個終端之間同時傳輸信息的技術(shù)。多路復(fù)用技術(shù)一般有頻分多路復(fù)用、時分多路復(fù)用和波分多路復(fù)用3種基本形式。5.3差錯控制技術(shù)在數(shù)據(jù)通信中,差錯是指接收端接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。數(shù)據(jù)傳輸中所產(chǎn)生的差錯多是由熱噪聲引起的。熱噪聲是由元器件中電子或電荷受熱激發(fā)所產(chǎn)生的噪聲信號。差錯控制的方法主要有向前糾錯和自動請求重發(fā)兩類。教學(xué)小結(jié)本項目首先介紹數(shù)據(jù)通信的基本概念,然后介紹數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞胶蛡鬏斀橘|(zhì)、數(shù)