網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(第3章)

1、 第第3 3章章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)曹曹 晶晶第第3章章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信技術(shù)n3.1 概述概述n3.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)n3.3 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式n3.4 調(diào)制解調(diào)技術(shù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)n3.5 編碼技術(shù)編碼技術(shù)n3.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)n3.7 寬帶接入技術(shù)寬帶接入技術(shù)n3.8 傳輸媒體傳輸媒體3.1 概述概述幾個(gè)概念：幾個(gè)概念：n數(shù)據(jù)通信：經(jīng)計(jì)算機(jī)編碼后的二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信：經(jīng)計(jì)算機(jī)編碼后的二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信技術(shù)。通信技術(shù)。數(shù)據(jù)通信模型數(shù)據(jù)通信模型n基帶傳輸方式：數(shù)字信號(hào)在數(shù)字信道上傳輸。編碼基帶傳輸方式：數(shù)字信號(hào)在數(shù)字信道上傳輸。

2、編碼和解碼。和解碼。n頻帶傳輸方式：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸。調(diào)制頻帶傳輸方式：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸。調(diào)制和解調(diào)。和解調(diào)。n數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備(DCE)：發(fā)送器和接收器的統(tǒng)稱。：發(fā)送器和接收器的統(tǒng)稱。n信源：產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。信源：產(chǎn)生要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。n信宿：接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。信宿：接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。n數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)：信源和信宿的統(tǒng)稱。：信源和信宿的統(tǒng)稱。n信號(hào)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，用它的特征參數(shù)表示所傳信號(hào)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，用它的特征參數(shù)表示所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。輸?shù)臄?shù)據(jù)。n信道：信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ馈Ｐ诺溃盒盘?hào)傳輸?shù)耐ǖ馈?3.2 3.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的

3、性能指標(biāo)3.2.1 數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率n數(shù)據(jù)傳輸速率、帶寬和吞吐量：數(shù)據(jù)傳輸速率、帶寬和吞吐量：n數(shù)據(jù)傳輸速率，又稱比特率，是指每秒傳輸?shù)木帞?shù)據(jù)傳輸速率，又稱比特率，是指每秒傳輸?shù)木幋a前的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的二進(jìn)制比特?cái)?shù)。單位為比特碼前的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的二進(jìn)制比特?cái)?shù)。單位為比特/ /秒秒（bpsbps）。）。n帶寬：帶寬是指信道上能夠正常通過模擬信號(hào)的帶寬：帶寬是指信道上能夠正常通過模擬信號(hào)的頻率范圍。單位為赫茲（頻率范圍。單位為赫茲（HzHz）?；蛘咧笖?shù)字信道）?；蛘咧笖?shù)字信道上最大數(shù)據(jù)傳輸速率。上最大數(shù)據(jù)傳輸速率。n吞吐量：?jiǎn)挝粫r(shí)間發(fā)送的比特?cái)?shù)、字節(jié)數(shù)和分組吞吐量：?jiǎn)挝粫r(shí)

4、間發(fā)送的比特?cái)?shù)、字節(jié)數(shù)和分組數(shù)等來(lái)表示。數(shù)等來(lái)表示。n碼元傳輸速率：碼元傳輸速率：n單位為波特單位為波特(baud)(baud)，又稱為波特率。是指每秒傳，又稱為波特率。是指每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)。輸?shù)拇a元數(shù)。什么是碼元？什么是碼元？NoImage3.2.1 數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率n數(shù)據(jù)傳輸速率與碼元傳輸速率的關(guān)系：數(shù)據(jù)傳輸速率與碼元傳輸速率的關(guān)系：n多級(jí)編碼方式，獲得更高的傳輸速率，有多種多級(jí)編碼方式，獲得更高的傳輸速率，有多種碼元狀態(tài)。碼元狀態(tài)。n碼元狀態(tài)數(shù)碼元狀態(tài)數(shù)M M。n數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率C C和碼元傳輸速率和碼元傳輸速率B B，有如下關(guān)系：，有如下關(guān)系

5、： C C = Blog= Blog2 2M M3.2.1 數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率和碼元傳輸速率四級(jí)編碼的例子四級(jí)編碼的例子 3.2.2 時(shí)延和時(shí)延帶寬積時(shí)延和時(shí)延帶寬積n時(shí)延：指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或一條鏈路）時(shí)延：指一個(gè)報(bào)文或分組從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或一條鏈路）的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。 n時(shí)延由以下時(shí)延由以下3 3部分組成：部分組成：n發(fā)送時(shí)延：節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)發(fā)送時(shí)延：節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使數(shù)據(jù)塊從結(jié)點(diǎn)進(jìn)入到傳輸媒體所需要的時(shí)間入到傳輸媒體所需要的時(shí)間n傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播一定的距離傳播時(shí)延：電磁波在信道中需要傳播

6、一定的距離而花費(fèi)的時(shí)間。而花費(fèi)的時(shí)間。 3.2.2 時(shí)延和時(shí)延帶寬積時(shí)延和時(shí)延帶寬積n轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延：指數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)等候發(fā)送而在緩存轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延：指數(shù)據(jù)在交換結(jié)點(diǎn)等候發(fā)送而在緩存的隊(duì)列中排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。的隊(duì)列中排隊(duì)所經(jīng)歷的時(shí)延。數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是以上三種時(shí)延之和：數(shù)據(jù)經(jīng)歷的總時(shí)延就是以上三種時(shí)延之和： 總時(shí)延總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延傳播時(shí)延 + 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延n往返時(shí)間往返時(shí)間RTT：在：在TCP中，中，RTT表示報(bào)文段從發(fā)送表示報(bào)文段從發(fā)送出去時(shí)刻到確認(rèn)返回時(shí)刻這一段時(shí)間。出去時(shí)刻到確認(rèn)返回時(shí)刻這一段時(shí)間。n時(shí)延帶寬積：時(shí)延帶寬積：n時(shí)延帶寬積時(shí)延帶寬積 = = 傳播時(shí)延傳播時(shí)延

7、 * * 帶寬（帶寬（bitbit）n時(shí)延帶寬積又稱為比特長(zhǎng)度。時(shí)延帶寬積又稱為比特長(zhǎng)度。 3.2.3 誤碼率和比特誤碼率誤碼率和比特誤碼率n誤碼率：誤碼率：Pe = 傳錯(cuò)的碼元數(shù)傳錯(cuò)的碼元數(shù) / 傳輸?shù)拇a元總數(shù)傳輸?shù)拇a元總數(shù)n比特誤碼率比特誤碼率 Pb = 傳錯(cuò)的比特?cái)?shù)傳錯(cuò)的比特?cái)?shù) / 傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)傳輸?shù)谋忍乜倲?shù) 3.2.4 奈奎斯特準(zhǔn)則和香農(nóng)定理奈奎斯特準(zhǔn)則和香農(nóng)定理n奈奎斯特準(zhǔn)則和香農(nóng)定理分別給出了無(wú)噪聲和有噪奈奎斯特準(zhǔn)則和香農(nóng)定理分別給出了無(wú)噪聲和有噪聲的情況下信道的極限傳輸能力，稱為聲的情況下信道的極限傳輸能力，稱為信道容量信道容量。n奈奎斯特準(zhǔn)則：帶寬為奈奎斯特準(zhǔn)則：帶寬為WHz

8、WHz，無(wú)噪聲：，無(wú)噪聲：最大碼元傳輸速率：最大碼元傳輸速率：B BMAXMAX = 2W = 2W信道容量信道容量C CMAX MAX = 2Wlog= 2Wlog2 2M M 其中：其中：M M為碼元的狀態(tài)為碼元的狀態(tài)數(shù)數(shù)n香農(nóng)定理：帶寬為香農(nóng)定理：帶寬為WHzWHz，有噪聲：，有噪聲：C CMAXMAX = Wlog = Wlog2 2(1 + S/N) (1 + S/N) S/NS/N例例1 普通電話線的帶寬約為普通電話線的帶寬約為3KHz,則其碼元速率極則其碼元速率極限為：限為：例例2 若每個(gè)碼元可能取的離散值為若每個(gè)碼元可能取的離散值為16，則信道容量，則信道容量為：為： Cmax

9、=2*3k*log216=24（kb/s）例例3 信噪比為信噪比為30dB，帶寬為，帶寬為3.1KHz的信道容量：的信道容量： Cmax=3.1K*log2（1+1000）=3.1klog2（1001）=3.1K*9.6 31（kb/s）6KBaud 信噪比信噪比S/N指信號(hào)中原有部分和由于設(shè)備自身、指信號(hào)中原有部分和由于設(shè)備自身、環(huán)境干擾等原因造成的噪聲的比例。環(huán)境干擾等原因造成的噪聲的比例。 信噪比的單位是信噪比的單位是dB，計(jì)算公式是：，計(jì)算公式是： S/N=10Lg（S/N） 其中其中S是信號(hào)電平，是信號(hào)電平，N是噪聲電平。是噪聲電平。 信噪比越大，說明系統(tǒng)的噪聲和信號(hào)的差距越大信噪比

10、越大，說明系統(tǒng)的噪聲和信號(hào)的差距越大，系統(tǒng)的特性就越好。，系統(tǒng)的特性就越好。 30=10Lg(S/N) S/N=1030/10無(wú)量綱無(wú)量綱S/N S/N 信噪比信噪比S/N(dB) S/N(dB) 3.3 3.3 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 3.3.1 單工、全雙工和半雙工傳輸單工、全雙工和半雙工傳輸n單工傳輸：又稱為單工傳輸：又稱為單向單向通信。單工通信是數(shù)據(jù)信通信。單工通信是數(shù)據(jù)信號(hào)僅從號(hào)僅從A端傳送到端傳送到B端，亦即信息流僅沿一個(gè)方向端，亦即信息流僅沿一個(gè)方向流動(dòng)，發(fā)送端（發(fā)送設(shè)備）和接收端（接收設(shè)備）流動(dòng)，發(fā)送端（發(fā)送設(shè)備）和接收端（接收設(shè)備）是固定的。是固定的。 n全雙工傳輸：又稱為

11、雙向全雙工傳輸：又稱為雙向同時(shí)同時(shí)通信。全雙工通信通信。全雙工通信要使用全雙工信道，同一時(shí)刻能在兩站間的兩個(gè)要使用全雙工信道，同一時(shí)刻能在兩站間的兩個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)信息。方向傳輸數(shù)據(jù)信息。n半雙工傳輸：又稱為雙向半雙工傳輸：又稱為雙向交替交替通信。半雙工通信通信。半雙工通信是數(shù)據(jù)可以從是數(shù)據(jù)可以從A端傳送到端傳送到B端，又可以由端，又可以由B端傳送端傳送到到A端，但不能在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸。端，但不能在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸。 3.3.2 異步傳輸和同步傳輸異步傳輸和同步傳輸串行通信：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的通信技術(shù)。串行通信：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的通信技術(shù)。n異步傳輸異步傳輸n同步傳輸同步傳輸異步傳輸：異步傳輸

12、： 以以字符字符為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每一個(gè)字為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每一個(gè)字符前后各加一個(gè)起始位和一個(gè)停止位，實(shí)現(xiàn)符前后各加一個(gè)起始位和一個(gè)停止位，實(shí)現(xiàn)字符同步，通信的雙方各自使用獨(dú)立的基準(zhǔn)字符同步，通信的雙方各自使用獨(dú)立的基準(zhǔn)定位時(shí)鐘，并約定同樣的傳輸速率，以實(shí)現(xiàn)定位時(shí)鐘，并約定同樣的傳輸速率，以實(shí)現(xiàn)位同步，也稱起止式。位同步，也稱起止式。 3.3.2 異步傳輸和同步傳輸異步傳輸和同步傳輸同步傳輸同步傳輸 同步傳輸方式中數(shù)據(jù)是以同步傳輸方式中數(shù)據(jù)是以幀幀的較大的數(shù)據(jù)的較大的數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行傳送。同步傳輸使用特殊的標(biāo)志塊為單位進(jìn)行傳送。同步傳輸使用特殊的標(biāo)志進(jìn)行幀同步，同步傳輸還必須進(jìn)行嚴(yán)格的位同

13、進(jìn)行幀同步，同步傳輸還必須進(jìn)行嚴(yán)格的位同步，一般是內(nèi)同步方式：步，一般是內(nèi)同步方式： 面向字符的同步傳輸方式。面向字符的同步傳輸方式。 面向位的同步傳輸方式。面向位的同步傳輸方式。 3.3.3 頻帶傳輸和基帶傳輸頻帶傳輸和基帶傳輸n頻帶傳輸：也稱為寬帶傳輸。頻帶傳輸：也稱為寬帶傳輸。n將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬化，用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬化，用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制調(diào)制載波，將載波，將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)寄生在載波的某個(gè)參數(shù)上，借助于模數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)寄生在載波的某個(gè)參數(shù)上，借助于模擬信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。擬信道傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。n基帶傳輸基帶傳輸n以數(shù)字傳輸信號(hào)為載體在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字以數(shù)字傳輸信號(hào)為載體在數(shù)字信道上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。基帶傳輸

14、在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸前不需調(diào)制，數(shù)據(jù)。基帶傳輸在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸前不需調(diào)制，但要對(duì)它進(jìn)行線路但要對(duì)它進(jìn)行線路編碼編碼。 3.4 調(diào)制解調(diào)技術(shù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)n調(diào)制：調(diào)制：n使用一個(gè)正弦信號(hào)作為載波，用被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)使用一個(gè)正弦信號(hào)作為載波，用被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)去調(diào)制它。據(jù)去調(diào)制它。n有三個(gè)參數(shù)可調(diào)：幅值有三個(gè)參數(shù)可調(diào)：幅值 A A、頻率、頻率 f f 和相位和相位 。 S S ( (t t ) = ) = A A sin( 2sin( 2 f f t t + + ) )n基本的調(diào)制方法也相應(yīng)有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和基本的調(diào)制方法也相應(yīng)有幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。相位調(diào)制。n3.4.1 幅移鍵控幅移鍵控nAm

15、plitude Shift Keying, Amplitude Shift Keying, ASKASK。n又稱幅度調(diào)制。又稱幅度調(diào)制。n3.4.2 頻移鍵控頻移鍵控nFrequency Shift Keying, Frequency Shift Keying, FSKFSK。n又稱頻率調(diào)制。又稱頻率調(diào)制。n3.4.3 相移鍵控相移鍵控nPhase Shift Keying, Phase Shift Keying, PSKPSK。n又稱相位調(diào)制。又稱相位調(diào)制。 3.4 調(diào)制解調(diào)技術(shù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)基本的調(diào)制方法基本的調(diào)制方法 3.4.4 多級(jí)調(diào)制和幅相鍵控多級(jí)調(diào)制和幅相鍵控n多級(jí)調(diào)制：級(jí)數(shù)（狀態(tài)數(shù)

16、）為多級(jí)調(diào)制：級(jí)數(shù)（狀態(tài)數(shù)）為n n的調(diào)制信號(hào)，的調(diào)制信號(hào)，可以表示可以表示loglog2 2n n個(gè)二進(jìn)制符號(hào)。個(gè)二進(jìn)制符號(hào)。n多級(jí)幅移鍵控多級(jí)幅移鍵控(MASK)(MASK)、多級(jí)頻移鍵控、多級(jí)頻移鍵控(MFSK)(MFSK)和和多級(jí)相移鍵控多級(jí)相移鍵控(MPSK)(MPSK)。n調(diào)制信號(hào)在調(diào)制信號(hào)在8PSK8PSK中攜帶了中攜帶了_個(gè)比特的數(shù)字個(gè)比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)000001010011100101110111相位相位04590135180225270315級(jí)數(shù)越多，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸速率越高，解調(diào)的難級(jí)數(shù)越多，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸速率越高，解調(diào)的難度越大。為什么？度越大。為什

17、么？log28=3 3.4.4 多級(jí)調(diào)制和幅相鍵控多級(jí)調(diào)制和幅相鍵控 幅相鍵控幅相鍵控(APK)(APK)，由幅度和相位兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行，由幅度和相位兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行復(fù)合多級(jí)調(diào)制，也稱復(fù)合多級(jí)調(diào)制，也稱正交幅度調(diào)制正交幅度調(diào)制(QAM)(QAM)。 QAM QAM不同的幅度和相位代表不同的編碼符號(hào)。不同的幅度和相位代表不同的編碼符號(hào)。因此，因此，QAMQAM星座圖中可以容納更多的星座點(diǎn)，即可星座圖中可以容納更多的星座點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)更高的頻帶利用率。實(shí)現(xiàn)更高的頻帶利用率。 64QAM的星座圖 3.5 3.5 編碼技術(shù)編碼技術(shù) 3.5.1 不歸零制編碼不歸零制編碼nNon-Return to Zero, N

18、RZ，不歸零編碼，不歸零編碼 用不同的電平信號(hào)表示數(shù)字用不同的電平信號(hào)表示數(shù)字0和和1，這一電平信，這一電平信號(hào)要占滿整個(gè)碼元的寬度，中間不歸零。號(hào)要占滿整個(gè)碼元的寬度，中間不歸零。n不歸零編碼存在一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)：不歸零編碼存在一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)：n有時(shí)不容易判斷有時(shí)不容易判斷0 0和和1 1；n可能存在直流分量。可能存在直流分量。3.5.2 曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼n曼徹斯特編碼：每一數(shù)據(jù)位的中間位置都有一個(gè)曼徹斯特編碼：每一數(shù)據(jù)位的中間位置都有一個(gè)跳變，用跳變的相位表示數(shù)字跳變，用跳變的相位表示數(shù)字0（正跳變正跳變）和）和1（負(fù)跳變負(fù)跳變）。）。n曼徹斯特編

19、碼方式帶來(lái)的好處：曼徹斯特編碼方式帶來(lái)的好處：n實(shí)現(xiàn)內(nèi)同步方式，又稱自帶時(shí)鐘碼。實(shí)現(xiàn)內(nèi)同步方式，又稱自帶時(shí)鐘碼。n利用跳變的相位容易判斷出利用跳變的相位容易判斷出0 0和和1 1。n無(wú)直流分量。無(wú)直流分量。n差分曼徹斯特編碼：每一數(shù)據(jù)位的中間也有一個(gè)差分曼徹斯特編碼：每一數(shù)據(jù)位的中間也有一個(gè)跳變，但它只用來(lái)生成同步時(shí)鐘信號(hào)，而用每位跳變，但它只用來(lái)生成同步時(shí)鐘信號(hào)，而用每位開始是否有跳變來(lái)表示數(shù)字開始是否有跳變來(lái)表示數(shù)字0（有跳變有跳變）和）和1（無(wú)無(wú)跳變跳變）。）。 3.5 編碼技術(shù)編碼技術(shù)3.5.3 mB/nB編碼（略）編碼（略）nmB/nB(m out of n, mn)把把m比特的二進(jìn)

20、制數(shù)據(jù)比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)塊，用塊，用n比特的二進(jìn)制代碼塊來(lái)表示，稱為比特的二進(jìn)制代碼塊來(lái)表示，稱為塊編碼塊編碼。n2m個(gè)數(shù)據(jù)碼是從個(gè)數(shù)據(jù)碼是從2n個(gè)個(gè)nB碼選出來(lái)的。使碼選出來(lái)的。使“0” 和和“1”等概率，連續(xù)的等概率，連續(xù)的“0”和和“1”數(shù)目小。這樣，其頻譜數(shù)目小。這樣，其頻譜低頻分量小、直流基線漂移小、頻率范圍較窄、時(shí)鐘低頻分量小、直流基線漂移小、頻率范圍較窄、時(shí)鐘成分豐富、定時(shí)提取方便。另外，除成分豐富、定時(shí)提取方便。另外，除2m個(gè)數(shù)據(jù)碼外，個(gè)數(shù)據(jù)碼外，總可有一些可以作控制碼的?？偪捎幸恍┛梢宰骺刂拼a的。nmB/nB碼，編碼開銷增加了碼，編碼開銷增加了(n-m)/m *100%。 3.

21、5.3 mB/nB編碼編碼代表符號(hào)代表符號(hào)4B5B代表符號(hào)代表符號(hào)4B5B00000111108100010010100010100191001100112001010100A1010101103001110101B1011101114010001010C1100110105010101011D1101110116011001110E1110111007011101111F1111111014B/5B4B/5B編碼的數(shù)據(jù)碼元對(duì)照情況編碼的數(shù)據(jù)碼元對(duì)照情況 3.5.4 多級(jí)編碼多級(jí)編碼nM 級(jí)編碼的碼元狀態(tài)數(shù)為級(jí)編碼的碼元狀態(tài)數(shù)為M (M為為2的整數(shù)次冪的整數(shù)次冪)，一個(gè)碼元可攜帶一個(gè)碼元可攜帶

22、 log2M 個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)。個(gè)比特的數(shù)字信號(hào)。四級(jí)編碼的例子四級(jí)編碼的例子 3.6 3.6 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù) 3.6 信道復(fù)用技術(shù) 3.6.1 頻分復(fù)用頻分復(fù)用n頻分復(fù)用頻分復(fù)用(FDM)(FDM)用于用于模擬傳輸模擬傳輸。 3.6.2 時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用n時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用(TDM)n用于用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。nTDMTDM將傳輸分成固定長(zhǎng)度的幀將傳輸分成固定長(zhǎng)度的幀( (電話系統(tǒng)中幀長(zhǎng)電話系統(tǒng)中幀長(zhǎng)為為125s)125s)，每個(gè)幀又劃分為若干個(gè)時(shí)隙，采用，每個(gè)幀又劃分為若干個(gè)時(shí)隙，采用固定時(shí)隙分配方式。固定時(shí)隙分配方式。n統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用

23、(STDM)n按需要?jiǎng)討B(tài)地分配時(shí)隙，時(shí)隙位置與數(shù)據(jù)源沒按需要?jiǎng)討B(tài)地分配時(shí)隙，時(shí)隙位置與數(shù)據(jù)源沒有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以充分利用有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以充分利用TDMTDM中的空閑中的空閑時(shí)隙，但每一個(gè)時(shí)隙中必須加入地址字段。時(shí)隙，但每一個(gè)時(shí)隙中必須加入地址字段。為什么為什么STDMSTDM的每個(gè)時(shí)隙中要加入地址字段？的每個(gè)時(shí)隙中要加入地址字段？ 3.6.2 時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 ( (灰色為數(shù)據(jù)，黑色為地址，白色為空閑時(shí)隙灰色為數(shù)據(jù)，黑色為地址，白色為空閑時(shí)隙) ) 3.6.3 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHn準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH和同步數(shù)字系列和同步數(shù)字系

24、列SDH，都是，都是使用使用TDM技術(shù)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，主要用于電話系技術(shù)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，主要用于電話系統(tǒng)的數(shù)字干線，也可作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的底層傳輸統(tǒng)的數(shù)字干線，也可作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的底層傳輸網(wǎng)。網(wǎng)。 兩類兩類PDH：T系列和系列和E系列。系列。nT系列系列(北美、日本采用北美、日本采用)，將語(yǔ)音采樣間隔時(shí)間，將語(yǔ)音采樣間隔時(shí)間125s分成分成24個(gè)個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙含時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙含8bit，再加上，再加上1bit幀同步，總共幀同步，總共193bit構(gòu)成一個(gè)基群幀。構(gòu)成一個(gè)基群幀。nE系列（歐洲、中國(guó)采用），它將語(yǔ)音采樣間隔時(shí)系列（歐洲、中國(guó)采用），它將語(yǔ)音采樣間隔時(shí)間間125s分成分成32個(gè)個(gè)時(shí)隙

25、，每個(gè)時(shí)隙含時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙含8bit，總共，總共256bit構(gòu)成一個(gè)基群幀。構(gòu)成一個(gè)基群幀。 3.6.3 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDHn脈沖代碼調(diào)制脈沖代碼調(diào)制(PCM)：模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化。：模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化。 處理過程有三個(gè)階段：處理過程有三個(gè)階段：采樣、量化和編碼。采樣、量化和編碼。n編碼解碼器每秒采樣編碼解碼器每秒采樣8000次，即次，即125s/次。次。在在電話電話TDM系統(tǒng)中幾乎所有的時(shí)間間隔都是以系統(tǒng)中幾乎所有的時(shí)間間隔都是以125s為基數(shù)。為基數(shù)。TDM是把是把125s長(zhǎng)度的一幀分為長(zhǎng)度的一幀分為若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙安排多路話音信號(hào)。若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙安排多路話音信號(hào)。 3.

26、6.3 準(zhǔn)同步數(shù)字系列準(zhǔn)同步數(shù)字系列8 8比特比特* *2424通道通道+1=193+1=193比特比特?cái)?shù)據(jù)傳輸速率：數(shù)據(jù)傳輸速率：193193比特比特125s=1.544Mb/s 125s=1.544Mb/s T1 T1的時(shí)分復(fù)用幀的時(shí)分復(fù)用幀 3.6.5 波分復(fù)用波分復(fù)用n波分復(fù)用波分復(fù)用(WDM)是在一根光纖上傳輸是在一根光纖上傳輸多路不同波多路不同波長(zhǎng)的光信號(hào)長(zhǎng)的光信號(hào)。nWDM系統(tǒng)一般使用單模光纖系統(tǒng)一般使用單模光纖1.55m的波段，寬的波段，寬度度0.2m，帶寬可達(dá)，帶寬可達(dá)24THz，如果波長(zhǎng)間隔為，如果波長(zhǎng)間隔為1.6nm，一根光纖上可傳輸，一根光纖上可傳輸100多路光波。多路

27、光波。n密集波分多路復(fù)用：密集波分多路復(fù)用： 同一個(gè)波段中通道間隔較小。同一個(gè)波段中通道間隔較小。n稀疏波分復(fù)用：稀疏波分復(fù)用： 低成本的低成本的WDM，光波分布的更稀疏。，光波分布的更稀疏。 3.7 3.7 寬帶接入技術(shù)（略）寬帶接入技術(shù)（略） 3.7.1 寬帶接入簡(jiǎn)介寬帶接入簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)接入因特網(wǎng)主要使用二種有線接入方式：計(jì)算機(jī)接入因特網(wǎng)主要使用二種有線接入方式： 窄帶接入方式：窄帶接入方式：PSTN撥號(hào)接入，撥號(hào)接入，ISDN接入。接入。 寬帶接入方式：數(shù)字用戶線寬帶接入方式：數(shù)字用戶線xDSL，混合光纖同，混合光纖同軸電纜網(wǎng)軸電纜網(wǎng)HFC，直接，直接LAN，光纖到，光纖到x(FTTx)。

28、n三網(wǎng)融合：三網(wǎng)融合：電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)通過通過技術(shù)滲透，業(yè)務(wù)交叉融為一體。技術(shù)滲透，業(yè)務(wù)交叉融為一體。 3.8 3.8 傳輸媒體傳輸媒體 3.8 傳輸媒體傳輸媒體3.8.1 3.8.1 雙絞線雙絞線 把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法絞合起來(lái)就構(gòu)成了雙絞線。用規(guī)則的方法絞合起來(lái)就構(gòu)成了雙絞線。 n無(wú)屏蔽雙絞線無(wú)屏蔽雙絞線(UTP)(UTP)。n屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP)(STP)。 目前，局域網(wǎng)中常用到的雙絞線一般都是非屏目前，局域網(wǎng)中常用到的雙絞線一般都是非屏蔽的電纜線。這些雙絞線的傳輸速率

29、都能達(dá)到蔽的電纜線。這些雙絞線的傳輸速率都能達(dá)到100Mbps100Mbps。 3.8 傳輸媒體傳輸媒體3.8.2 同軸電纜同軸電纜 由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線(單股實(shí)心線或多股絞合線單股實(shí)心線或多股絞合線)、絕、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)塑料外層緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層以及保護(hù)塑料外層所組成。所組成。n基帶基帶同軸電纜：阻抗是同軸電纜：阻抗是5050歐姆，又分為粗纜和細(xì)歐姆，又分為粗纜和細(xì)纜兩種，都用于直接傳輸數(shù)字信號(hào)。纜兩種，都用于直接傳輸數(shù)字信號(hào)。 n寬帶寬帶同軸電纜：阻抗是同軸電纜：阻抗是7575歐姆，用于模擬傳輸系歐姆，用于模擬傳輸系統(tǒng)，它是有線電視系統(tǒng)統(tǒng)，它是有線電視系統(tǒng)CATVCATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。 3.8.3 光纖光纖n光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳遞光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖光脈沖進(jìn)行通信。進(jìn)行通信。 n光傳輸系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)：光源、光纖和光敏元件接收裝置。：光源、光纖和光敏元件接收裝置。n實(shí)用的光纜由三個(gè)部分組成：芯子即光纖，包層和實(shí)用的光纜由三個(gè)部分組成：芯子即光纖，包層和套管。幾根乃至數(shù)百根這樣的光纜常常合在一起，套管。幾根乃至數(shù)百根這樣的光纜常常合在一起，加上加強(qiáng)芯和填充物，最外面再加護(hù)