第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1、2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l第一節(jié)第一節(jié) 相關(guān)基本概念相關(guān)基本概念l教學(xué)目標(biāo) l了解數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成l掌握數(shù)據(jù)通信的基本概念和常用術(shù)語(yǔ)、主要技術(shù)指標(biāo)和通信方式 l重點(diǎn)/難點(diǎn):l數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語(yǔ)和主要技術(shù)指標(biāo)2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)2第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型l數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由信源數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由信源/ /信宿、信道和變換器組成信宿、信道和變換器組成 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l二、數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語(yǔ)二、數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語(yǔ)l信息是人腦對(duì)客觀物質(zhì)的反映。l數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋?zhuān)鴏信號(hào)

2、是數(shù)據(jù)的電或磁的編碼。l信道是傳輸信號(hào)的通路，信號(hào)帶寬指信號(hào)的頻率范圍，信道帶寬指信道上能夠傳輸信號(hào)的最大頻率范圍。2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l三、數(shù)據(jù)通信的方式三、數(shù)據(jù)通信的方式l按照通信中字節(jié)使用的信道數(shù)，數(shù)據(jù)通信的方式可分為:l串行傳輸和并行傳輸串行傳輸和并行傳輸；2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)5第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l根據(jù)數(shù)據(jù)通信的傳輸方向可分為根據(jù)數(shù)據(jù)通信的傳輸方向可分為：l單工通信、半雙工通信和全雙工通信；2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)6第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l四、數(shù)據(jù)通信中的同步方式 l同步，就是要求通信的收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致（以下圖說(shuō)明同步的意義）

3、。2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)7第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l數(shù)據(jù)通信中常用的兩種同步方式是：數(shù)據(jù)通信中常用的兩種同步方式是：l異步傳輸和同步傳輸l異步傳輸方式（起止式）或字符同步：在被傳送的字符前后加起止位，實(shí)現(xiàn)定時(shí)的傳輸方式。（起始位處于低電平，停止位處于高電平）2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)8第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l異步傳輸方式的過(guò)程和特點(diǎn)異步傳輸方式的過(guò)程和特點(diǎn)l每傳輸一個(gè)字符，就用起始位來(lái)通知收方，以此來(lái)重新核對(duì)收發(fā)雙方同步l不會(huì)因偏差的累積而導(dǎo)致錯(cuò)位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高l由于要在每個(gè)字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位，使得傳輸效

4、率變低，一般用在數(shù)據(jù)速率較慢的場(chǎng)合2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)9第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l同步傳輸方式：一次傳送由若干個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)塊，而不是只傳送一個(gè)字符。2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)10第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l特點(diǎn)：不需要在每個(gè)字符前后附加起始和停止特點(diǎn)：不需要在每個(gè)字符前后附加起始和停止位，因此，傳輸效率提高了。同時(shí)，由于采用位，因此，傳輸效率提高了。同時(shí)，由于采用了一些傳輸控制字，故增強(qiáng)了通信控制能力和了一些傳輸控制字，故增強(qiáng)了通信控制能力和校驗(yàn)功能。校驗(yàn)功能。2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)11第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l五、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)五、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)l1 1、數(shù)據(jù)傳輸

5、速率：用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的快慢，是信道的、數(shù)據(jù)傳輸速率：用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的快慢，是信道的實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率。有以下兩種表示方法。實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸速率。有以下兩種表示方法。l比特率S：數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，單位：b/s,kb/s,mb/s等l波特率B：B1/T(Baud)(也表示碼元的傳輸率)l比特率和波特率的關(guān)系：lSBlog2N(N表示一個(gè)脈沖所表示的有效狀態(tài)數(shù))（舉例如下）2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)12第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l例如，一連續(xù)信號(hào)碼元傳輸速率為例如，一連續(xù)信號(hào)碼元傳輸速率為 1200Baud1200Baud，每個(gè)，每個(gè)信號(hào)可表示信號(hào)可表示4 4個(gè)不同的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)傳輸速率（比特

6、個(gè)不同的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)傳輸速率（比特率）為率）為2400bps2400bps： 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)13第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l2 2、誤碼率：表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)位在傳輸中出錯(cuò)的概率，、誤碼率：表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)位在傳輸中出錯(cuò)的概率，用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。l公式： PeNe/Nl例如，若數(shù)據(jù)傳輸10000個(gè)bit，接收經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有一個(gè)bit錯(cuò)了，則誤碼率Pe = 10-4 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)14第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l3 3、信道容量：指信道所能承受的最大傳輸速率，用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的能力。l信道容量有兩種衡量的方法：奈奎斯特公式和香農(nóng)公式。l(

7、1) 奈奎斯特公式（Nyquist）對(duì)有限帶寬無(wú)噪聲信道，信道容量可用如下公式計(jì)算： l其中，C 最大數(shù)據(jù)速率（信道容量）H 信道的帶寬（Hz）N 一個(gè)脈沖所表示的有效狀態(tài)數(shù) 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)15第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l例如，若某信道帶寬為例如，若某信道帶寬為4kHz4kHz，任何時(shí)刻信號(hào)可取，任何時(shí)刻信號(hào)可取0 0、1 1、2 2和和3 3四種電平之一，則信道容量為：四種電平之一，則信道容量為：2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)16第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l(2) 香農(nóng)公式（Shannon）l對(duì)有限帶寬隨機(jī)噪聲（服從高斯分布）信道，信道容量可用如下公式計(jì)算：l l其中，H 信道的帶寬（H

8、z）S 信道內(nèi)信號(hào)的功率N 信道內(nèi)服從高斯分布的噪聲的功率 S/N是信噪比，通常用分貝表示，單位dB（分貝） 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)17第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l例：計(jì)算信噪比為30dB，帶寬為4kHz的信道最大容量：l解:由 ，得出 S/N=1000則，C=4klog2(1+1000)40kbpsl表示無(wú)論采用何種調(diào)制技術(shù)，信噪比為30dB，帶寬為4kHz的信道最大的數(shù)據(jù)速率約為40kbps。2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)18第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)l教學(xué)目標(biāo) l了解數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的概念及分類(lèi) l了解網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)l重點(diǎn)/難點(diǎn)：l雙絞線和光纖的特點(diǎn)及應(yīng)用2002年計(jì)

9、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)19第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l一、傳輸介質(zhì)基本概念l指?jìng)魉托畔⒌妮d體，是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。常用的傳輸介質(zhì)可分為有線（雙絞線、同軸電纜和光纖）和無(wú)線兩類(lèi) 。l選擇傳輸介質(zhì)應(yīng)考慮的因素（介質(zhì)特性）l物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述l傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳輸數(shù)字或模擬信號(hào)，以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍。l地理范圍：傳輸介質(zhì)最大的物理傳輸距離l抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力l易用性：安裝連接是否方便。l可維護(hù)性：維護(hù)費(fèi)用2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l二、二、雙絞線l 雙絞線分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏

10、蔽雙絞線（STP）兩類(lèi)，可以用于傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)，常用點(diǎn)到點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，雙絞線的地理范圍最小、抗干擾性最低，但價(jià)格最便宜，是當(dāng)前使用最普遍的傳輸介質(zhì)。（如下圖所示） UTP 屏蔽雙絞線2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)21第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l三、同軸電纜三、同軸電纜l同軸電纜有基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種基本類(lèi)型。其中，基帶同軸電纜用來(lái)傳輸數(shù)字信號(hào)，寬帶同軸電纜可以傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)。同軸電纜可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，同軸電纜的地理范圍中等、抗干擾性中等，價(jià)格也中等。 同軸電纜結(jié)構(gòu) 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)22第二章 數(shù)據(jù)通信基

11、礎(chǔ)l四、四、光纖l光纖分單模光纖和多模光纖兩種，只能單向傳輸數(shù)字信號(hào)，用于點(diǎn)到點(diǎn)連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，光纖性能最好、傳輸距離長(zhǎng)、不受電磁干擾或噪聲影響、體積小、重量輕，但價(jià)格也是最高的。 2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)23第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l五、無(wú)線介質(zhì)五、無(wú)線介質(zhì)l常用的無(wú)線介質(zhì)是無(wú)線電波和微波等。無(wú)線傳輸不需鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸線，而且網(wǎng)絡(luò)終端移動(dòng)方便。其中，微波通信常用的有地面微波通信和衛(wèi)星通信兩種。 雙絞線和光纖的特點(diǎn)及應(yīng)用2002年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)24第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)l第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)據(jù)編碼與傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)編碼與傳輸技術(shù)l教學(xué)目標(biāo) l了解數(shù)據(jù)通信的編碼與傳輸方式l掌握數(shù)據(jù)通信的

12、基本概念和常用術(shù)語(yǔ)、主要技術(shù)指標(biāo)和通信方式 l重點(diǎn)/難點(diǎn):l數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語(yǔ)和主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基本內(nèi)容數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸方式串行通信、并行通信單工通信、半雙工通信、全雙工通信基帶傳輸、頻帶傳輸、寬帶傳輸數(shù)據(jù)的同步技術(shù)異步傳輸、同步傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)模擬傳輸幅移鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK數(shù)字傳輸不歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼模擬數(shù)據(jù)信號(hào)模擬傳輸調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相數(shù)字傳輸脈沖編碼調(diào)制PCM多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用、頻分多路復(fù)用、波分多路復(fù)、碼分多路復(fù)用數(shù)據(jù)交換技術(shù)線路交換、報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)

13、發(fā)交換、報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（數(shù)據(jù)報(bào)方式、虛線路方式）傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)類(lèi)型與特點(diǎn)差錯(cuò)控制技術(shù)檢錯(cuò)碼、糾錯(cuò)碼和差錯(cuò)控制機(jī)制數(shù)據(jù)的編碼和傳輸技術(shù) v在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)是以離散的二進(jìn)制“0”、“1”比特序列方式表示的。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)編碼類(lèi)型主要取決于它采用的通信信道所支持的數(shù)據(jù)通信類(lèi)型。v通信信道分為模擬信道和數(shù)字信道，而依賴(lài)于信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)的編碼方法包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼與調(diào)制和模擬數(shù)據(jù)的編碼與調(diào)制。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼l利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱(chēng)作數(shù)字信號(hào)的基帶傳利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱(chēng)作數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在

14、傳輸之前，需要進(jìn)行數(shù)字編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方式輸，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在傳輸之前，需要進(jìn)行數(shù)字編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方式有四種：不歸零碼、歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼有四種：不歸零碼、歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 。l不歸零編碼（不歸零編碼（Non-Return to Zero，NRZ）lNRZ編碼規(guī)定可用負(fù)電平表示邏輯編碼規(guī)定可用負(fù)電平表示邏輯“1”，用正電平表示邏輯，用正電平表示邏輯“0”，反之亦然。反之亦然。l曼徹斯特編碼（曼徹斯特編碼（Manchester）l曼徹斯特編碼是目前應(yīng)用最廣泛的編碼方法之一，其特點(diǎn)是每一位曼徹斯特編碼是目前應(yīng)用最廣泛的編碼方法之一，其特點(diǎn)是每一位二進(jìn)

15、制信號(hào)的中間都有跳變，若從低電平跳變到高電平，就表示數(shù)二進(jìn)制信號(hào)的中間都有跳變，若從低電平跳變到高電平，就表示數(shù)字信號(hào)字信號(hào)“1”，若從高電平跳變到低電平，就表示數(shù)字信號(hào)，若從高電平跳變到低電平，就表示數(shù)字信號(hào)“0”；l差分曼徹斯特編碼（差分曼徹斯特編碼（Difference Manchester）l差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)。其特點(diǎn)是每一位二進(jìn)差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)。其特點(diǎn)是每一位二進(jìn)制信號(hào)的跳變依然提供收發(fā)端之間的同步，但每位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的取制信號(hào)的跳變依然提供收發(fā)端之間的同步，但每位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的取值，要根據(jù)其開(kāi)始邊界是否發(fā)生跳變來(lái)決定，若一個(gè)比特開(kāi)始處存值，要根

16、據(jù)其開(kāi)始邊界是否發(fā)生跳變來(lái)決定，若一個(gè)比特開(kāi)始處存在跳變則表示在跳變則表示“0”，無(wú)跳變則表示，無(wú)跳變則表示“1”。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼的示例幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控 l幅移鍵控幅移鍵控ASK（Amplitude Shift Keying）lASK是通過(guò)改變載波信號(hào)的幅度值表示數(shù)字信號(hào)是通過(guò)改變載波信號(hào)的幅度值表示數(shù)字信號(hào)“1”、“0”，以幅，以幅度度A1表示數(shù)字信號(hào)的表示數(shù)字信號(hào)的“1”，用載波幅度，用載波幅度A2表示數(shù)字信號(hào)的表示數(shù)字信號(hào)的“0”（通（通常常A1取取1，A2取取0），而載波信號(hào)的參數(shù)），而載波信號(hào)的參數(shù)f 和和恒定。恒定。l頻移鍵控頻移鍵控FSK（Frequency Shift

17、 Keying）lFSK是通過(guò)改變載波信號(hào)頻率的方法表示數(shù)字信號(hào)是通過(guò)改變載波信號(hào)頻率的方法表示數(shù)字信號(hào)“1”、“0”，用，用f 1表示數(shù)字信號(hào)表示數(shù)字信號(hào)“1”，用，用f 2表示數(shù)字信號(hào)表示數(shù)字信號(hào)“0”，而載波信號(hào)的，而載波信號(hào)的A和和不變。不變。l相移鍵控相移鍵控PSK（Phase Shift Keying）lPSK是通過(guò)改變載波信號(hào)的相位值表示數(shù)字信號(hào)是通過(guò)改變載波信號(hào)的相位值表示數(shù)字信號(hào)“1”、“0”，而載，而載波信號(hào)的波信號(hào)的A和和f不變。不變。PSK包括兩種類(lèi)型：包括兩種類(lèi)型：l絕對(duì)調(diào)相絕對(duì)調(diào)相l(xiāng)絕對(duì)調(diào)相使用相位的絕對(duì)值，絕對(duì)調(diào)相使用相位的絕對(duì)值，為為0表示數(shù)字信號(hào)表示數(shù)字信號(hào)“

18、1”，、，、為為表表示數(shù)字信號(hào)示數(shù)字信號(hào)“0”。l相對(duì)調(diào)相相對(duì)調(diào)相l(xiāng)相對(duì)調(diào)相使用相位的相對(duì)偏移值，當(dāng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為相對(duì)調(diào)相使用相位的相對(duì)偏移值，當(dāng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為0時(shí)，相位不變化，時(shí)，相位不變化，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1時(shí)，相位要偏移時(shí)，相位要偏移。模擬數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼 l在模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源的信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，形成在模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源的信息經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，形成電信號(hào)，比如人說(shuō)話的聲音經(jīng)過(guò)電話轉(zhuǎn)變?yōu)槟M的電電信號(hào)，比如人說(shuō)話的聲音經(jīng)過(guò)電話轉(zhuǎn)變?yōu)槟M的電信號(hào)，這也是模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)。信號(hào)，這也是模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)。l模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)具有比較低的頻率，不宜直接在模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)具有比較低的頻率，不宜

19、直接在信道中傳輸，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將信號(hào)搬移到適信道中傳輸，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將信號(hào)搬移到適合信道傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)，接收端將接收的已調(diào)信號(hào)合信道傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)，接收端將接收的已調(diào)信號(hào)再搬回到原來(lái)信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，恢復(fù)成原來(lái)的消息，再搬回到原來(lái)信號(hào)的頻率范圍內(nèi)，恢復(fù)成原來(lái)的消息，比如無(wú)線電廣播。比如無(wú)線電廣播。模擬數(shù)據(jù)的編碼 l脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制PCM（Pulse Code Modulation）是）是模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。由于數(shù)字信號(hào)傳輸失真模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。由于數(shù)字信號(hào)傳輸失真小、誤碼率低、數(shù)據(jù)傳輸速率高，因此在網(wǎng)絡(luò)中除計(jì)小、誤碼率低、數(shù)據(jù)傳輸速率高，因此在網(wǎng)絡(luò)中除

20、計(jì)算機(jī)直接產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)外，語(yǔ)音、圖像信息必須數(shù)算機(jī)直接產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)外，語(yǔ)音、圖像信息必須數(shù)字化才能經(jīng)計(jì)算機(jī)處理。字化才能經(jīng)計(jì)算機(jī)處理。lPCM技術(shù)的典型應(yīng)用是語(yǔ)音數(shù)字化。在發(fā)送端通過(guò)技術(shù)的典型應(yīng)用是語(yǔ)音數(shù)字化。在發(fā)送端通過(guò)PCM編碼器將語(yǔ)音數(shù)據(jù)變換為數(shù)字化的語(yǔ)音信號(hào)，編碼器將語(yǔ)音數(shù)據(jù)變換為數(shù)字化的語(yǔ)音信號(hào)，通過(guò)通信信道傳送到接收方，接收方再通過(guò)通過(guò)通信信道傳送到接收方，接收方再通過(guò)PCM解解碼器還原成模擬語(yǔ)音信號(hào)。碼器還原成模擬語(yǔ)音信號(hào)。l數(shù)字化語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸速率高、失真小，可以存儲(chǔ)在計(jì)數(shù)字化語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸速率高、失真小，可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行必要的處理。因此在網(wǎng)絡(luò)與通信的發(fā)展算機(jī)中，進(jìn)行必

21、要的處理。因此在網(wǎng)絡(luò)與通信的發(fā)展中語(yǔ)音數(shù)字化成為重要的部分。中語(yǔ)音數(shù)字化成為重要的部分。PCM編碼的典型應(yīng)用 PCM的工作原理 脈沖編碼調(diào)制包括三部分：采樣、量化和編碼。 采樣 每隔一定的時(shí)間間隔，采集模擬信號(hào)的瞬時(shí)電平值做為樣本，表示模擬數(shù)據(jù)在某一區(qū)間隨時(shí)間變化的值。 量化 量化是將取樣樣本幅度按量化級(jí)決定取值的過(guò)程。 量化級(jí)可以分為8級(jí)、16級(jí)，或者更多的量化級(jí)，這取決于系統(tǒng)的精確度要求。 編碼 編碼是用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制代碼表示量化后的采樣樣本的量級(jí)。PCM的工作過(guò)程PCM用于數(shù)字化語(yǔ)音系統(tǒng)，將聲音分為128個(gè)量化級(jí)，采用7位二進(jìn)制編碼表示，再使用1個(gè)比特進(jìn)行差錯(cuò)控制，采樣速率8000次秒

22、，因此，一路話音的數(shù)據(jù)傳輸速率為88000 bps64kbps2.4 多路復(fù)用技術(shù)l應(yīng)用原因應(yīng)用原因:一是通信工程中用于通信線路鋪設(shè)的一是通信工程中用于通信線路鋪設(shè)的費(fèi)用相當(dāng)昂貴費(fèi)用相當(dāng)昂貴,需要充分利用通信線路的通信量需要充分利用通信線路的通信量.二是無(wú)論在廣域網(wǎng)還是局域網(wǎng)中二是無(wú)論在廣域網(wǎng)還是局域網(wǎng)中,傳輸介質(zhì)的容傳輸介質(zhì)的容量往往都超過(guò)了單一信道傳輸?shù)耐ㄐ帕苛客汲^(guò)了單一信道傳輸?shù)耐ㄐ帕?為了充為了充分利用傳輸介質(zhì)分利用傳輸介質(zhì),人們研究與應(yīng)用了在一條物理人們研究與應(yīng)用了在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)線路上建立多條通信信道的技術(shù).l實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì):將來(lái)自若干信息源的信息進(jìn)行合并將來(lái)

23、自若干信息源的信息進(jìn)行合并,然后將然后將這一合成的信息群經(jīng)單一的線路和傳輸設(shè)備進(jìn)這一合成的信息群經(jīng)單一的線路和傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸行傳輸.在接受方在接受方,則使用能將信息群分離成各個(gè)則使用能將信息群分離成各個(gè)單獨(dú)信息的設(shè)備對(duì)信號(hào)群進(jìn)行分離單獨(dú)信息的設(shè)備對(duì)信號(hào)群進(jìn)行分離.信道復(fù)用技術(shù) l信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道資源。信道資源。l四種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用四種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用FDM、時(shí)分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用TDM、波分復(fù)用、波分復(fù)用WDM和碼分復(fù)用。和碼分復(fù)用。 頻分多路復(fù)用FDMlFDM是把信道的可用頻帶分成多個(gè)

24、互不交疊的頻段（帶）是把信道的可用頻帶分成多個(gè)互不交疊的頻段（帶） ，每，每個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。波分多路復(fù)用WDMlWDM主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復(fù)用就是光的頻主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。人們借用傳統(tǒng)的載波電話的頻分復(fù)用的概念，可以做分復(fù)用。人們借用傳統(tǒng)的載波電話的頻分復(fù)用的概念，可以做到使用一根光纖來(lái)同時(shí)傳輸多個(gè)頻率很接近的光載波信號(hào)到使用一根光纖來(lái)同時(shí)傳輸多個(gè)頻率很接近的光載波信號(hào),提高提高了光纖的傳輸能力。了光纖的傳

25、輸能力。l最初，在一根光纖上只能復(fù)用兩路光載波信號(hào)，隨著技術(shù)的發(fā)最初，在一根光纖上只能復(fù)用兩路光載波信號(hào)，隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復(fù)用的路數(shù)越來(lái)越多?，F(xiàn)在已達(dá)到在一根光展，在一根光纖上復(fù)用的路數(shù)越來(lái)越多?，F(xiàn)在已達(dá)到在一根光纖上復(fù)用纖上復(fù)用80路或更多路數(shù)的光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式就是路或更多路數(shù)的光載波信號(hào)，這種復(fù)用方式就是密密集波分復(fù)用集波分復(fù)用DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)。時(shí)分多路復(fù)用TDMlTDM又分為同步時(shí)分復(fù)用（又分為同步時(shí)分復(fù)用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）

26、和異步時(shí)分復(fù)用）和異步時(shí)分復(fù)用（Asynchronous Time Division Multiplexing，ATDM）。）。 同步時(shí)分復(fù)用STDMlSTDM采用固定時(shí)間片分配方式，將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)采用固定時(shí)間片分配方式，將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成特定時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每一時(shí)間段劃度連續(xù)地劃分成特定時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每一時(shí)間段劃分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙。字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙。l由于在同步時(shí)分復(fù)用

27、方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無(wú)論由于在同步時(shí)分復(fù)用方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無(wú)論時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時(shí)隙，形成了時(shí)隙浪費(fèi)，時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時(shí)隙，形成了時(shí)隙浪費(fèi)，其時(shí)隙的利用率很低其時(shí)隙的利用率很低 。異步時(shí)分復(fù)用l異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。lATDM就是只有當(dāng)某一路用戶(hù)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它。當(dāng)用戶(hù)就是只有當(dāng)某一路用戶(hù)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它。當(dāng)用戶(hù)暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。線路

28、的空閑時(shí)隙可用于其他用戶(hù)的暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。線路的空閑時(shí)隙可用于其他用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 。l在所有的數(shù)據(jù)幀中，除最后一個(gè)幀外，其他所有幀均不會(huì)出現(xiàn)空閑的時(shí)隙，在所有的數(shù)據(jù)幀中，除最后一個(gè)幀外，其他所有幀均不會(huì)出現(xiàn)空閑的時(shí)隙，從而提高了資源的利用率，也提高了傳輸速率。從而提高了資源的利用率，也提高了傳輸速率。碼分多路復(fù)用l碼分多路復(fù)用又稱(chēng)為碼分多址碼分多路復(fù)用又稱(chēng)為碼分多址CDMA (Coding Division Multiplexing Access)。lCDMA也是一種共享信道的方法，每個(gè)用戶(hù)可在同一也是一種共享信道的方法，每個(gè)用戶(hù)可在同一時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但

29、使用基于碼型的分時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但使用基于碼型的分割信道方法，即每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)地址碼，各個(gè)碼型割信道方法，即每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)地址碼，各個(gè)碼型互不重疊，通信各方之間不會(huì)相互干擾，且抗干擾能互不重疊，通信各方之間不會(huì)相互干擾，且抗干擾能力強(qiáng)。力強(qiáng)。2.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)線路交換 l線路交換（線路交換（Circuit Switching）l也稱(chēng)為電路交換，是一種直接的交換方式，為一對(duì)也稱(chēng)為電路交換，是一種直接的交換方式，為一對(duì)需要進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)之間提供一條臨時(shí)的專(zhuān)用通道，需要進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)之間提供一條臨時(shí)的專(zhuān)用通道，即提供一條專(zhuān)用的傳輸通道，既可以是物理通道又即提供一條專(zhuān)用的

30、傳輸通道，既可以是物理通道又可以是邏輯通道（使用時(shí)分或頻分復(fù)用技術(shù)）。這可以是邏輯通道（使用時(shí)分或頻分復(fù)用技術(shù)）。這條通道是由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部線路對(duì)節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑經(jīng)過(guò)適條通道是由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部線路對(duì)節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑經(jīng)過(guò)適當(dāng)選擇、連接而完成的，是一條由多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多條當(dāng)選擇、連接而完成的，是一條由多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多條節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑組成的鏈路。節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑組成的鏈路。線路交換通信的三個(gè)階段 l線路的建立線路的建立l通過(guò)源節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求完成交換網(wǎng)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的連接過(guò)程，通過(guò)源節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求完成交換網(wǎng)中相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的連接過(guò)程，這個(gè)過(guò)程建立起一條由源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)傳輸通道。這個(gè)過(guò)程建立起一條由源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)傳輸通道。l數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸l線路

31、建立完成后，就可以在這條臨時(shí)的專(zhuān)用線路上傳線路建立完成后，就可以在這條臨時(shí)的專(zhuān)用線路上傳輸數(shù)據(jù)，通常為全雙工傳輸。輸數(shù)據(jù)，通常為全雙工傳輸。l線路的拆除線路的拆除l在完成數(shù)據(jù)傳輸后，源節(jié)點(diǎn)發(fā)出釋放請(qǐng)求信息，請(qǐng)求在完成數(shù)據(jù)傳輸后，源節(jié)點(diǎn)發(fā)出釋放請(qǐng)求信息，請(qǐng)求終止通信，若目的節(jié)點(diǎn)接受釋放請(qǐng)求，則發(fā)回釋放應(yīng)終止通信，若目的節(jié)點(diǎn)接受釋放請(qǐng)求，則發(fā)回釋放應(yīng)答信息。在線路拆除階段，各節(jié)點(diǎn)相應(yīng)地拆除該線路答信息。在線路拆除階段，各節(jié)點(diǎn)相應(yīng)地拆除該線路的對(duì)應(yīng)連接，釋放由該線路占用的節(jié)點(diǎn)和信道資源。的對(duì)應(yīng)連接，釋放由該線路占用的節(jié)點(diǎn)和信道資源。線路交換的特點(diǎn)l呼叫建立時(shí)間長(zhǎng)且存在呼損。呼叫建立時(shí)間長(zhǎng)且存在呼損。

32、l線路交換的信道利用率低。線路交換的信道利用率低。l對(duì)通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方對(duì)通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式和傳輸控制等一致才能完成通信。法、信息格式和傳輸控制等一致才能完成通信。l通信線路一旦建立通信線路一旦建立,一固定的速度直接傳輸數(shù)據(jù)一固定的速度直接傳輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、有序，適用于實(shí)時(shí)大批量連續(xù)的數(shù)傳輸可靠、迅速、有序，適用于實(shí)時(shí)大批量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。據(jù)傳輸。l用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不足之處用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不足之處 資源浪費(fèi)資源浪費(fèi) 適應(yīng)性不強(qiáng)適應(yīng)性不強(qiáng) 不夠靈活不夠靈活數(shù)據(jù)交換技術(shù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換 l存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換（Sto

33、re and Forward Switching）l報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換l報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換l數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)l虛線路虛線路 報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換l對(duì)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信，廣泛使用的是報(bào)文交換技術(shù)對(duì)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信，廣泛使用的是報(bào)文交換技術(shù);l在報(bào)文交換中，每一個(gè)報(bào)文由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和報(bào)頭組成，在報(bào)文交換中，每一個(gè)報(bào)文由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和報(bào)頭組成，并且長(zhǎng)度不限且可變，報(bào)頭中有源地址和目標(biāo)地址。并且長(zhǎng)度不限且可變，報(bào)頭中有源地址和目標(biāo)地址。節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)頭中的目標(biāo)地址為報(bào)文進(jìn)行路徑選擇。并節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)頭中的目標(biāo)地址為報(bào)文進(jìn)行路徑選擇。并且對(duì)收發(fā)的報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的處理。且對(duì)收發(fā)的報(bào)文進(jìn)行相應(yīng)的處理

34、。 工作過(guò)程： 數(shù) 據(jù) 報(bào)頭中間結(jié)點(diǎn)檢查是否有誤存儲(chǔ)并選擇一條合適的空閑線路下一結(jié)點(diǎn)重復(fù)上一動(dòng)作目的結(jié)點(diǎn)報(bào)文交換的特點(diǎn)l源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在通信時(shí)不需要建立一條專(zhuān)用的通路；源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在通信時(shí)不需要建立一條專(zhuān)用的通路；l與線路交換相比，報(bào)文交換沒(méi)有建立線路和拆除線路所與線路交換相比，報(bào)文交換沒(méi)有建立線路和拆除線路所需的等待和時(shí)延；需的等待和時(shí)延；l線路利用率高，節(jié)點(diǎn)間可根據(jù)線路情況選擇不同的速度線路利用率高，節(jié)點(diǎn)間可根據(jù)線路情況選擇不同的速度傳輸，能高效地傳輸數(shù)據(jù)；傳輸，能高效地傳輸數(shù)據(jù)；l要求節(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，一般節(jié)點(diǎn)由微要求節(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，一般節(jié)點(diǎn)由微機(jī)或小

35、型機(jī)擔(dān)當(dāng)；機(jī)或小型機(jī)擔(dān)當(dāng)；l數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿撸總€(gè)節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中，都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中，都進(jìn)行差錯(cuò)控制，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。差錯(cuò)控制，即檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。l由于采用了對(duì)完整報(bào)文的存儲(chǔ)由于采用了對(duì)完整報(bào)文的存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)的轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)延較大，不適用于交互式通信。時(shí)延較大，不適用于交互式通信。 分組交換l由于計(jì)算機(jī)的廣泛使用由于計(jì)算機(jī)的廣泛使用,對(duì)數(shù)據(jù)交換提出了更高對(duì)數(shù)據(jù)交換提出了更高的要求的要求:l能適應(yīng)低速到高速的交換能適應(yīng)低速到高速的交換l有盡量快的連續(xù)速度有盡量快的連續(xù)速度l要適應(yīng)用戶(hù)實(shí)時(shí)通信的要求要適應(yīng)用戶(hù)實(shí)時(shí)通信的要求,網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要小網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要小l

36、有高的傳輸準(zhǔn)確性有高的傳輸準(zhǔn)確性l適應(yīng)多樣化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)適應(yīng)多樣化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 分組交換l分組交換屬于分組交換屬于“存儲(chǔ)存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”交換，它不像報(bào)文交換，它不像報(bào)文交換以報(bào)單位進(jìn)行交換、傳輸，而是以更短的、交換以報(bào)單位進(jìn)行交換、傳輸，而是以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的“報(bào)文分組報(bào)文分組”（Packet）為單位進(jìn)行交）為單位進(jìn)行交換傳輸。換傳輸。 l假如假如A站有一份比較長(zhǎng)的報(bào)文要發(fā)送給站有一份比較長(zhǎng)的報(bào)文要發(fā)送給C站。站。則它首先將報(bào)文按規(guī)定長(zhǎng)度劃分成若干分組，則它首先將報(bào)文按規(guī)定長(zhǎng)度劃分成若干分組，每個(gè)分組附加上地址及糾錯(cuò)等其他信息，然每個(gè)分組附加上地址及糾錯(cuò)等其他信息，然后將這些分組順序發(fā)送到交換

37、網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)后將這些分組順序發(fā)送到交換網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)C。l分組交換又分為數(shù)據(jù)報(bào)交換和虛線路交換。分組交換又分為數(shù)據(jù)報(bào)交換和虛線路交換。數(shù)據(jù)報(bào)分組交換l交換網(wǎng)把進(jìn)網(wǎng)的任一分組都當(dāng)作單獨(dú)的交換網(wǎng)把進(jìn)網(wǎng)的任一分組都當(dāng)作單獨(dú)的“小小報(bào)文報(bào)文”來(lái)處理，而不管它屬于哪個(gè)報(bào)文的分來(lái)處理，而不管它屬于哪個(gè)報(bào)文的分組，就像報(bào)文交換中把一份報(bào)文進(jìn)行單獨(dú)處組，就像報(bào)文交換中把一份報(bào)文進(jìn)行單獨(dú)處理一樣。這種分組交換方式簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)傳理一樣。這種分組交換方式簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)傳輸方式，作為基本傳輸單位的輸方式，作為基本傳輸單位的“小報(bào)文小報(bào)文”被被稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)（稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)（datagram）。）。數(shù)據(jù)報(bào)分組交換的特點(diǎn) l同一報(bào)文的不同分

38、組可以由不同的傳輸同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過(guò)通信子網(wǎng)；路徑通過(guò)通信子網(wǎng)；l同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)可同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失現(xiàn)象；能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失現(xiàn)象；l每一個(gè)報(bào)文在傳輸過(guò)程中都必須帶有源每一個(gè)報(bào)文在傳輸過(guò)程中都必須帶有源節(jié)點(diǎn)地址和目的節(jié)點(diǎn)地址；節(jié)點(diǎn)地址和目的節(jié)點(diǎn)地址；l使用數(shù)據(jù)報(bào)方式時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸延遲使用數(shù)據(jù)報(bào)方式時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長(zhǎng)較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長(zhǎng)報(bào)文、會(huì)話式通信。報(bào)文、會(huì)話式通信。虛線路分組交換l虛線路就是兩個(gè)用戶(hù)的終端設(shè)備在開(kāi)始虛線路就是兩個(gè)用戶(hù)的終端設(shè)備在開(kāi)始互相發(fā)送和

39、接收數(shù)據(jù)之前需要通過(guò)通信互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，所有分組都必網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，所有分組都必須沿著事先建立的虛線路傳輸，用戶(hù)不須沿著事先建立的虛線路傳輸，用戶(hù)不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)清除連接。需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)清除連接。l虛線路方式具有分組交換與線路交換兩虛線路方式具有分組交換與線路交換兩種方式的優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到廣種方式的優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。虛線路的特點(diǎn)l虛線路在每次報(bào)文分組發(fā)送之前，必須在源節(jié)虛線路在每次報(bào)文分組發(fā)送之前，必須在源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間建立一條邏輯連接，也包括點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間建立一條邏輯連接，也包括虛線路建立、數(shù)

40、據(jù)傳輸和虛線路拆除三個(gè)階段。虛線路建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛線路拆除三個(gè)階段。l報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息，報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息，只需要攜帶虛線路標(biāo)識(shí)號(hào)。報(bào)文分組到達(dá)目的只需要攜帶虛線路標(biāo)識(shí)號(hào)。報(bào)文分組到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象；節(jié)點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象；l報(bào)文分組通過(guò)每個(gè)虛線路上的節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)只報(bào)文分組通過(guò)每個(gè)虛線路上的節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇。需要做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇。l通信子網(wǎng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以和任何節(jié)點(diǎn)建立多條通信子網(wǎng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以和任何節(jié)點(diǎn)建立多條虛線路連接。虛線路連接。差錯(cuò)控制技術(shù) l根據(jù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

41、的模型，當(dāng)數(shù)據(jù)從信源發(fā)出，經(jīng)過(guò)根據(jù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型，當(dāng)數(shù)據(jù)從信源發(fā)出，經(jīng)過(guò)通信信道傳輸，由于信道總存在著一定的噪聲，數(shù)據(jù)通信信道傳輸，由于信道總存在著一定的噪聲，數(shù)據(jù)到達(dá)信宿端后，接收的信號(hào)實(shí)際上是數(shù)據(jù)信號(hào)和噪聲到達(dá)信宿端后，接收的信號(hào)實(shí)際上是數(shù)據(jù)信號(hào)和噪聲信號(hào)的疊加。接收端在取樣時(shí)鐘作用下接收數(shù)據(jù)，并信號(hào)的疊加。接收端在取樣時(shí)鐘作用下接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)閾值電平判斷信號(hào)電平。如果噪聲對(duì)信號(hào)的影響根據(jù)閾值電平判斷信號(hào)電平。如果噪聲對(duì)信號(hào)的影響非常大時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)的傳輸錯(cuò)誤，非常大時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)的傳輸錯(cuò)誤， 數(shù)據(jù)通信中的實(shí)際情況通信信道中的噪聲 l通信信道中的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲。通信信道

42、中的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲。l熱噪聲熱噪聲l是由傳輸媒體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是時(shí)刻是由傳輸媒體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，其特點(diǎn)是時(shí)刻存在，幅度小，干擾強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān)，但頻譜很寬，存在，幅度小，干擾強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān)，但頻譜很寬，屬于隨機(jī)噪聲。屬于隨機(jī)噪聲。l由熱噪聲引起的差錯(cuò)屬于一種隨機(jī)差錯(cuò)。由熱噪聲引起的差錯(cuò)屬于一種隨機(jī)差錯(cuò)。l沖擊噪聲沖擊噪聲l是由外界電磁干擾引起的，與熱噪聲相比，沖擊噪是由外界電磁干擾引起的，與熱噪聲相比，沖擊噪聲的幅度較大，是引起差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲聲的幅度較大，是引起差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲持續(xù)時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸中每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間相比，持續(xù)時(shí)間與數(shù)據(jù)傳輸中每個(gè)比特的發(fā)

43、送時(shí)間相比，可能較長(zhǎng)，因而沖擊噪聲引起的相鄰多個(gè)數(shù)據(jù)位出可能較長(zhǎng)，因而沖擊噪聲引起的相鄰多個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò)呈突發(fā)性。錯(cuò)呈突發(fā)性。l沖擊噪聲引起的傳輸差錯(cuò)稱(chēng)為突發(fā)差錯(cuò)。沖擊噪聲引起的傳輸差錯(cuò)稱(chēng)為突發(fā)差錯(cuò)。差錯(cuò)產(chǎn)生的原因l在通信過(guò)程中出現(xiàn)的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)在通信過(guò)程中出現(xiàn)的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的，而造成差錯(cuò)可能的原因包括：差錯(cuò)共同構(gòu)成的，而造成差錯(cuò)可能的原因包括：l在數(shù)據(jù)通信中，信號(hào)在物理信道上的線路本身的電在數(shù)據(jù)通信中，信號(hào)在物理信道上的線路本身的電氣特性隨機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)幅度、頻率、相位的畸形和氣特性隨機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)幅度、頻率、相位的畸形和衰減；衰減；l電氣信號(hào)在線路上產(chǎn)

44、生反射噪聲的回波效應(yīng)；電氣信號(hào)在線路上產(chǎn)生反射噪聲的回波效應(yīng)；l相鄰線路之間的串線干擾；相鄰線路之間的串線干擾；l大氣中的閃電、電源開(kāi)關(guān)的跳火、自然界磁場(chǎng)的變大氣中的閃電、電源開(kāi)關(guān)的跳火、自然界磁場(chǎng)的變化以及電源的波動(dòng)等外界因素。化以及電源的波動(dòng)等外界因素。 差錯(cuò)的控制 l在數(shù)據(jù)通信中，原發(fā)送信息，不具備抗干擾性能，如在數(shù)據(jù)通信中，原發(fā)送信息，不具備抗干擾性能，如果引入冗余度后，就可以使新的碼組具有一定的抗干果引入冗余度后，就可以使新的碼組具有一定的抗干擾能力。擾能力。l例如，兩個(gè)碼元構(gòu)成四種碼組例如，兩個(gè)碼元構(gòu)成四種碼組00、01、10、11，無(wú)，無(wú)法檢錯(cuò)，而使用三個(gè)碼元，有用碼組為法檢錯(cuò)，而使用