数据通信原理与技术（第2版）.pdf

书书书高等学校电子信息类教材数据通信原理与技术（第版）达新宇周义建林家薇朱海峰编著 北京 内 容 简 介本书系统地介绍了数据通信的基本原理、基本技术及其设备和网络的知识。具体内容包括：数据通信的基本概念、传输方式、主要指标和发展趋势，数据传输信道，数据通信的数据编码、数据压缩、差错控制、多路复用和数据复接等技术，数据基带和频带传输，数据交换，数据通信协议，数据信号的同步，数据通信设备，以及数据通信网介绍。本书可作为高等院校通信、计算机及电子信息类专业数据通信课程的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。本书配有教学课件，任课教师可从华信教育资源网（）免费注册后下载。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（）数据数据通信原理与技术达新宇等编著版北京：电子工业出版社，高等学校电子信息类教材 数达数据通信高等学校教材 中国版本图书馆 数据核字（）第 号责任编辑：张来盛（）印刷：装订：北京市李史山胶印厂出版发行：电子工业出版社北京市海淀区万寿路 信箱邮编 开本：印张：字数：千字印次：年月第次印刷印数：册定价：元凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（）。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（）。第版前言数据通信是通信技术与计算机网络技术的交叉融合，它伴随着信息产业的蓬勃发展，促进世界进入信息时代，已成为当今网络信息技术发展的重要技术基础。因此，数据通信的基本知识和技术，已不仅仅局限在相关专业技术人员中，而越来越多地成为广大科技人员和技术管理人员学习和掌握的必备知识。本书主要面向计算机和电子信息类专业的学生、广大工程技术人员及技术管理干部，系统介绍了数据通信的基本原理、基本技术及其设备和网络的知识。全书共分章。第章概论，主要介绍数据通信、数据通信网及计算机网的基本概念，数据通信的传输方式、主要指标、发展趋势及数据通信研究的内容等；第章数据通信技术基础，主要介绍数据通信的传输信道特性、数据编码技术、数据压缩技术、差错控制技术、多路复用技术和数字复接技术等；第章数据信号的传输，涉及数据信号的基带特性、基带传输以及频带传输的基本方法、系统组成、工作原理、主要技术、系统分析和性能等；第章数据交换，主要介绍电路交换、报文交换、分组交换、帧中继和交换技术的技术原理和特点；第章数据通信协议，在介绍通信协议的概念和分层结构的基础上，重点介绍物理层协议、数据链路传输控制规程、建议、相关协议、建议；第章数据信号的同步，简单地介绍同步的概念、作用，位（码元）同步、群（帧）同步及网同步的实现方法及性能指标；第章数据通信设备，主要从功能、分类、技术特点等方面介绍各种终端设备、调制解调器、多路复用器、集中器、协议转换器、网络适配器、前端处理器以及中继器、路由器、网桥、网关等网络设备；第章数据通信网介绍，结合具体网络和设备介绍了分组交换网、数字数据网（）和帧中继网（）的组成、技术特点等。在每章后均有内容小结与思考练习题。为了便于阅读，在书后附加了数据通信常用技术标准和缩略语英汉对照表。全书在选材上注重数据通信原理与技术内容的系统性、实用性、先进性及未来发展；编写上力求简明扼要、深入浅出；注重内容提炼，避免抽象的理论表述与复杂的公式推导；强调基本概念、基本技术的准确易懂，具体网络和设备的实用性。本书第，章由达新宇编写，第，章由林家薇编写，张德纯编写了第，章部分内容，全书由达新宇统稿。由于数据通信技术（特别是网络技术）发展非常迅猛，加上编著者水平有限，本书错误在所难免，敬请广大读者不吝赐教。：编著者 年月第版前言本书第版自 年出版发行以来，先后次印刷，在十多所高校使用，受到广大读者的厚爱，使我们倍感欣慰。几年来，通过与使用本教材的老师们交流，获得了许多有益的建议；另外，数据通信技术的发展迅速，出现了不少新系统、新设备与新技术。这是我们再版的动因。考虑到教材内容的系统性以及院校使用需求的连贯性，本书第版在选材上仍然注重数据通信理论的系统性、实用性与现代数据技术先进性的有机结合。第版保持了第版的风貌与格式，内容上尽量避免进行大幅度的变动。与第版相比，改动较大的地方如下：（）在 节中，增加了数据链路层点对点协议（）的内容；（）删掉了原来 节有关 的内容，增加了目前应用广泛的网络层协议；（）在 节中增加了关于 调制解调器的内容。另外，对个别章节的内容和名词术语进行了订正和完善，并对原来各章中的个别错漏之处进行了更正。本书第版的编写工作主要由达新宇、周义建、林家薇和朱海峰完成，参加部分编写工作的还有：谢丽静、翁木云、谢铁城、伍文、王艳岭、曾武、申勇和欧阳向京等。最后达新宇对全书进行了统稿。由于编著者水平有限，书中错误在所难免，敬请广大读者不吝赐教。：；编著者 年月目录第章概论（）数据通信的概念（）消息、信息、数据和信号（）模拟通信、数字通信和数据通信（）数据通信的特点（）数据通信系统的组成（）数据通信网与计算机网（）数据通信网（）计算机网（）联系与区别（）数据传输方式（）串行传输与并行传输（）异步传输与同步传输（）单工、半双工和全双工传输（）数据通信系统的主要质量指标（）传输速率（）差错率（）频带利用率（）可靠度（）数据通信的发展（）通信的简单回顾（）数据通信的发展趋势（）数据通信研究的主要内容（）本章小结（）思考与练习（）第章数据通信技术基础（）传输信道概述（）信道的类型（）信道容量（）有线传输介质（）无线传输信道（）数据编码技术（）国际号码（码）（）码（）国际号码（码）（）信息交换用汉字编码（）语音的数据编码（）数据压缩技术（）编码（）编码（）相关编码（）游程编码（）差错控制技术（）基本概念（）差错控制的基本方式（）最小码距与检错和纠错能力的关系（）几种常用的检错码（）线性分组码（）循环码（）卷积码（）多路复用技术（）时分多路复用（）（）频分多路复用（）（）统计时分多路复用（）（）码分多址复用（）（）波分复用（）（）数字复接技术（）数字复接系统（）数字复接的方法（）准同步数字复接系列（）（）同步数字系列（）（）与 的比较（）本章小结（）思考与练习（）第章数据信号的传输（）概述（）常见基带数据信号波形（）对数据基带信号的要求（）基带信号的谱特性（）数据信号的传输（）数据信号的基带传输（）基带数据传输系统的组成（）码间串扰的概念（）码间串扰的消除（）无码间串扰的基带传输系统（）基带数据传输系统的主要技术（）均衡技术（）部分响应技术（）数据扰乱技术（）基带传输系统的性能（）误码率的一般公式（）双极性信号的误码率（）单极性信号的误码率（）眼图（）数据信号的频带传输（）频带传输系统组成（）幅移键控（）（）频移键控（）（）相移键控（）（）多进制数字调制（）正交幅度调制（）（）幅度相位键控（）（）网格编码调制（）（）频带传输系统的性能（）的性能（）的性能（）的性能（）性能比较（）本章小结（）思考与练习（）第章数据交换（）概述（）为什么要进行数据交换（）数据交换的实现（）电路交换方式（）电路交换原理（）电路交换机（）电路交换的主要优缺点（）报文交换方式（）报文交换原理（）报文交换的优缺点（）分组交换方式（）为什么提出分组交换方式（）分组的基本格式和长度选取（）分组交换原理（）分组交换的优缺点（）帧中继（）帧中继技术的提出（）帧中继的工作原理（）帧中继的特点（）技术（）的提出（）基本原理（）交换机（）的特点（）面临的问题及技术展望（）几种交换方式的比较（）本章小结（）思考与练习（）第章数据通信协议（）通信协议和协议分层结构（）通信协议的一般概念（）通信协议的分层（）物理层协议（）基本概念（）建议（）建议（）系列建议（）建议（）数据链路传输控制规程（）概述（）面向字符型的传输控制规程（）面向比特型的传输控制规程（）数据链路层点对点协议（）的 建议（）建议的基本概念（）物理层及其建议（）数据链路层及其建议（）分组层（）相关建议（）建议及功能（）建议（）建议（）建议（）网络层协议（）地址结构（）数据包（）地址解析协议（）逆地址解析协议（）控制报文协议（）本章小结（）思考与练习（）第章数据信号的同步（）概述（）同步的概念（）不同功用的同步（）位同步（）插入导频法（）直接法（）位同步的性能指标（）群同步（）群同步的帧格式（）群同步的工作过程（）群同步的性能指标（）群同步系统的抗干扰设计（）网同步（）全网同步系统（）准同步系统（）本章小结（）思考与练习（）第章数据通信设备（）终端设备（）终端设备输入信息的方式（）终端设备的组成和功能（）终端设备的分类（）调制解调器（）调制解调器的功能（）调制解调器的标准（）调制解调器的速率标准（）调制解调器的分类（）调制解调器的选择（）几种 简介（）调制解调器新技术（）多路复用器（）分类（）复用器的标准（）复用器介绍（）集中器（）协议转换器（）网络适配器（）前端处理器（）网络设备（）网络设备的分类（）中继器（）网桥（）路由器（）网络交换机（）网关（）本章小结（）思考与练习（）第章数据通信网介绍（）概述（）数据通信网的组成和分类（）数据通信网的性能指标（）分组交换网（）分组交换网的构成（）分组交换网的主要技术原理简介（）中国公用分组交换网（）（）数字数据网（）（）数字数据网概述（）数字数据网的组成与原理（）专用数字数据网举例（）帧中继网（）（）帧中继网的组成和用户接入（）帧中继网的服务质量指标和要求（）帧中继网的管理系统（）帧中继业务的应用（）本章小结（）思考与练习（）附录数据通信常用技术标准（）附录缩略语英汉对照表（）参考文献（）书书书第章概论随着计算机的广泛应用，特别是 的出现，人们对信息的需求和依赖性越来越大，促使着数据通信的快速发展。本章简要介绍有关数据通信的一些基本概念，包括数据通信的传输方式、主要技术指标、发展趋势以及数据通信网、计算机网的基本知识。数据通信的概念人们普遍认为，我们所处的时代是一个信息与网络的时代，我国目前已有的七大互联网络：中国科学技术网（）、中国教育与科研网（）、中国公用经济信息通信网即金桥网（）、中国公用计算机互联网（）（即 网）、中国联通网（）、中国网通互联网（）以及与其他网络物理隔离而服务于军队的军网。七大网络的形成，为我国数据通信的应用和发展提供了强大而多样的网络平台；反过来，数据通信也为这些网络提供了可靠而坚实的技术基础。因此，数据通信已进入了一个崭新的高速发展时期。数据通信的知识与技术已越来越普遍地受到人们的关注与重视。!#$%#$&(%)在通信中，消息、信息、数据、信号等是经常使用的名词，在某些场合，它们也相互替换，混合使用。消息（）所谓消息，是指通信过程中传输的具体原始对象，例如，电话中语音，电视中的图像画面，电报中的电文，雷达中目标的距离、高度和方位，遥测系统中测量的数据等。很显然，这些语音、图像、电文、参量、数据、符号等消息在物理特征上极不相同，各种具体消息的组成亦不可能相同。消息通常可以分成两大类：一类是离散消息，另一类是连续消息，它们的共同特点是都具有随机性，并且都可以进行度量。离散消息和连续消息的统计特性归纳如下：离散消息组成离散消息的不同符号的个数是有限的消息中各符号出现的概率可能不同，也可能相同烅烄烆相邻符号的出现具有统计关联性连续消息是一个随机过程在某一状态出现的概率无意义烅烄烆具有统计关联性 信息（）信息在意义上与消息相似，但它的含义却更抽象。通信中通常把有用的消息认为是信息，消息可以包含信息，但消息不完全等于信息。信息在本质上看是事物的不确性的一种描述。例如，“今天中午我们去吃饭”这句话是消息，对消息的接收者来说，是经常发生的情况，可能没有什么信息；但如果是“今天中午我们吃满汉全席”，这一消息平常不可能出现，或出现的可能性很小，它可能就包含着较多的信息。可见，消息的有用程度与信息的多少有关系。消息出现的概率愈小，则消息中包含的信息就愈多。信息可以进行度量，消息中信息的多少可直观地用信息量来衡量。根据香农（）的理论，对于离散消息，信息量可表述为 （）式中，