第二章物理層

1、第二章第二章 物理層物理層n物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)n模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸n同步與復(fù)用同步與復(fù)用n交換技術(shù)交換技術(shù)n信道的極限容量信道的極限容量n物理層的功能、模型與特性物理層的功能、模型與特性n物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例 物理層是開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型物理層是開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI/RMOSI/RM中的最底中的最底層，其作用是盡可能地屏蔽掉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)層，其作用是盡可能地屏蔽掉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的物理設(shè)備、傳輸媒體和通信手段等的差異。備、傳輸媒體和通信手段等的差異。 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是指通信中實(shí)際傳送信息的

2、載體，通?？梢苑譃橛芯€和無(wú)線兩類。是指通信中實(shí)際傳送信息的載體，通?？梢苑譃橛芯€和無(wú)線兩類。 2.1.1 2.1.1 有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)有線傳輸介質(zhì)傳輸信號(hào)的性能較好，成本低，易安裝和維護(hù)，主要適用于短傳輸信號(hào)的性能較好，成本低，易安裝和維護(hù)，主要適用于短距離通信和架設(shè)電纜比較容易的場(chǎng)合。距離通信和架設(shè)電纜比較容易的場(chǎng)合。1.1.雙絞線雙絞線TP(Twist PairTP(Twist Pairwire)wire) 組成：組成：為減少信號(hào)間的串?dāng)_，由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的密度互相為減少信號(hào)間的串?dāng)_，由兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的密度互相扭絞在一起。扭絞在一起。傳輸特性

3、：傳輸特性：模擬傳輸模擬傳輸每隔每隔5-65-6公里需加放大器將衰減了的信號(hào)放大到合適的量公里需加放大器將衰減了的信號(hào)放大到合適的量級(jí)；級(jí)；數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸每隔每隔2-32-3公里需加中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器）公里需加中繼器（轉(zhuǎn)發(fā)器）對(duì)失真了的信號(hào)進(jìn)行整形。對(duì)失真了的信號(hào)進(jìn)行整形。特點(diǎn)：特點(diǎn)：成本低、易維護(hù)和安裝，帶寬較寬，通成本低、易維護(hù)和安裝，帶寬較寬，通信距離通常為幾到幾十公里，速率達(dá)信距離通常為幾到幾十公里，速率達(dá)100-155100-155MbpsMbps。適用：適用：電話系統(tǒng)、微機(jī)局域網(wǎng)。電話系統(tǒng)、微機(jī)局域網(wǎng)。 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線1 1

4、類類含含兩兩個(gè)電線對(duì)，適用于話音通信，主要應(yīng)用于電話系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳個(gè)電線對(duì)，適用于話音通信，主要應(yīng)用于電話系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸速率僅達(dá)到幾十輸速率僅達(dá)到幾十KbpsKbps； 具有易具有易彎曲、彎曲、易安裝、易安裝、重量輕重量輕等優(yōu)點(diǎn)，等優(yōu)點(diǎn)，且更加且更加獨(dú)立和獨(dú)立和靈活，靈活，適用于適用于綜合布綜合布線，線， 2 2類類含含四四個(gè)電線對(duì)，數(shù)據(jù)傳輸速率不高，很少應(yīng)用于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中；個(gè)電線對(duì)，數(shù)據(jù)傳輸速率不高，很少應(yīng)用于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中； 3 3類類含含四四個(gè)電線對(duì)，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)個(gè)電線對(duì)，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)2 2類線要高，可以用于類線要高，可以用于1010MbpsMbps的的以太網(wǎng)和以太網(wǎng)和4

5、 4MbpsMbps的令牌環(huán)網(wǎng)；的令牌環(huán)網(wǎng)； 4 4類類含含四四個(gè)電線對(duì)，能夠提供更寬的帶寬，可以用于個(gè)電線對(duì)，能夠提供更寬的帶寬，可以用于1010MbpsMbps的以太網(wǎng)和的以太網(wǎng)和1616MbpsMbps的令牌環(huán)網(wǎng)，并能提供更多的保護(hù)以防串?dāng)_；的令牌環(huán)網(wǎng)，并能提供更多的保護(hù)以防串?dāng)_； 5 5類類含含四四個(gè)電線對(duì)，增加了單位長(zhǎng)度的纏繞密度，從而提高了線路的傳個(gè)電線對(duì)，增加了單位長(zhǎng)度的纏繞密度，從而提高了線路的傳輸特性，可以支持輸特性，可以支持100100MbpsMbps數(shù)據(jù)傳輸速率和如數(shù)據(jù)傳輸速率和如ATMATM等快速連網(wǎng)技術(shù)；等快速連網(wǎng)技術(shù)； 雙絞線雙絞線 屏蔽屏蔽3 3類類具有較高的數(shù)據(jù)

6、傳輸速率和較好的耐腐蝕能力；但由于其費(fèi)用相對(duì)較高，不具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較好的耐腐蝕能力；但由于其費(fèi)用相對(duì)較高，不易彎曲布線，且需要配有支持屏蔽功能的特殊的連接器和相應(yīng)的安裝技術(shù)，易彎曲布線，且需要配有支持屏蔽功能的特殊的連接器和相應(yīng)的安裝技術(shù)，所以并未真正得到流行。所以并未真正得到流行。 5 5類類 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)2.2.同軸電纜（同軸電纜（Coaxial CableCoaxial Cable）組成：組成：按同軸形式的一個(gè)線對(duì)構(gòu)成。按同軸形式的一個(gè)線對(duì)構(gòu)成。分類：分類：按照同軸電纜的按照同軸電纜的直徑大小直徑大小可將其分為可將其分為 粗纜粗纜適用于較大

7、型的局域網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)距離長(zhǎng)，適用于較大型的局域網(wǎng)，標(biāo)準(zhǔn)距離長(zhǎng)， 可靠性高，總體造價(jià)高，安裝難度大，可靠性高，總體造價(jià)高，安裝難度大， 但不必切斷電纜。但不必切斷電纜。 細(xì)纜細(xì)纜造價(jià)低，且安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，但要切開電纜。造價(jià)低，且安裝相對(duì)簡(jiǎn)單，但要切開電纜。傳輸特性：傳輸特性：按照按照特性阻抗數(shù)值特性阻抗數(shù)值的不同可以分為的不同可以分為 5050基帶同軸電纜基帶同軸電纜，傳輸，傳輸離散離散的數(shù)字信號(hào)，可以將的數(shù)字信號(hào)，可以將1010MbpsMbps速率的基帶數(shù)字速率的基帶數(shù)字 信號(hào)傳送信號(hào)傳送1 1Km-1.2KmKm-1.2Km，廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。 7575寬帶同軸電纜寬帶同軸電

8、纜，用于，用于模擬模擬傳輸系統(tǒng)（也可以傳輸數(shù)字信號(hào)，傳輸時(shí)需傳輸系統(tǒng)（也可以傳輸數(shù)字信號(hào)，傳輸時(shí)需 進(jìn)行進(jìn)行數(shù)模數(shù)模- -模數(shù)模數(shù)的轉(zhuǎn)換），可用的轉(zhuǎn)換），可用FDMFDM技術(shù)傳輸多路信號(hào)，覆蓋范圍廣泛，技術(shù)傳輸多路信號(hào)，覆蓋范圍廣泛， 遠(yuǎn)距離傳輸需用放大器，是有線電視系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。遠(yuǎn)距離傳輸需用放大器，是有線電視系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜。 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)頂端器頂端器頂端器頂端器出電纜出電纜進(jìn)電纜進(jìn)電纜因放大器只能單向工作，因此模擬傳輸系統(tǒng)又可分為因放大器只能單向工作，因此模擬傳輸系統(tǒng)又可分為雙纜系統(tǒng)雙纜系統(tǒng)和和單纜系統(tǒng)單纜系統(tǒng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：與雙絞線相比，成

9、本較高，安裝較復(fù)雜；頻帶較寬，數(shù)據(jù)速率較高，與雙絞線相比，成本較高，安裝較復(fù)雜；頻帶較寬，數(shù)據(jù)速率較高， 傳輸距離較大，抗干擾能力較強(qiáng)，是用途廣泛的傳輸介質(zhì)。傳輸距離較大，抗干擾能力較強(qiáng)，是用途廣泛的傳輸介質(zhì)。適用：適用：高速、高頻通信（如長(zhǎng)距離的電話、電報(bào)、有線電視系統(tǒng)和短距離高速、高頻通信（如長(zhǎng)距離的電話、電報(bào)、有線電視系統(tǒng)和短距離系統(tǒng)連接的通信線路以及局域網(wǎng)中）。系統(tǒng)連接的通信線路以及局域網(wǎng)中）。 3.3.光纖光纖( (fiber)fiber)組成：組成：光導(dǎo)纖維（光導(dǎo)纖維（Optical FiberOptical Fiber）簡(jiǎn)稱光纖，由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃簡(jiǎn)稱光纖，由能傳導(dǎo)光波的石英

10、玻璃 纖維外加低折射率的保護(hù)層組成。纖維外加低折射率的保護(hù)層組成。傳輸特性：傳輸特性：利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖來(lái)進(jìn)行利用光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖來(lái)進(jìn)行 的的, ,有光信號(hào)為有光信號(hào)為1 1，無(wú)光信號(hào)為，無(wú)光信號(hào)為0 0，光信號(hào)在光，光信號(hào)在光 纖中進(jìn)行纖中進(jìn)行全反射全反射。 光傳輸系統(tǒng)光傳輸系統(tǒng)一般由一般由光源光源、光纖線路光纖線路和和光探測(cè)器光探測(cè)器組成。組成。光源：光源：采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，在電信號(hào)脈沖作用下產(chǎn)生出光脈沖；采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，在電信號(hào)脈沖作用下產(chǎn)生出光脈沖；光纖線路：光纖線路：光脈沖在光纖線路上傳送；光脈沖在光纖線路上傳送；光探測(cè)器：光探測(cè)器：利用光電二極管做成

11、光探測(cè)器，將檢測(cè)出的光脈沖還原成電脈沖信號(hào)。利用光電二極管做成光探測(cè)器，將檢測(cè)出的光脈沖還原成電脈沖信號(hào)。 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì) 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)光纖的兩種基本光纖的兩種基本傳輸模式傳輸模式： 多模方式：多模方式：可以存在多條滿足全反射的入射角不同可以存在多條滿足全反射的入射角不同的光線在同一條光纖中傳輸；的光線在同一條光纖中傳輸；芯的直徑芯的直徑約為約為50-10050-100mm，光源可以使用普通的光源可以使用普通的發(fā)光二極管發(fā)光二極管，數(shù)據(jù)傳輸速率受限制。，數(shù)據(jù)傳輸速率受限制。 單模方式：?jiǎn)文７绞剑寒?dāng)光纖的直徑減少到一個(gè)光的

12、波長(zhǎng)左右當(dāng)光纖的直徑減少到一個(gè)光的波長(zhǎng)左右時(shí)，光纖像波導(dǎo)那樣使光線一直向前傳播而沒有折射；時(shí)，光纖像波導(dǎo)那樣使光線一直向前傳播而沒有折射；芯的直徑芯的直徑約為約為8-108-10mm，用價(jià)格較貴的用價(jià)格較貴的半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器做做光源，衰耗小，效率高，傳輸距離長(zhǎng)。光源，衰耗小，效率高，傳輸距離長(zhǎng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：傳輸頻帶寬、損耗小、中繼距離長(zhǎng)、無(wú)串傳輸頻帶寬、損耗小、中繼距離長(zhǎng)、無(wú)串音干擾、高保密性、抗雷電和抗電磁干擾性能好且音干擾、高保密性、抗雷電和抗電磁干擾性能好且質(zhì)量輕、體積小。質(zhì)量輕、體積小。 適用：適用：光纖既可以用于局域網(wǎng)也可以用于廣域網(wǎng)。光纖既可以用于局域網(wǎng)也可以用于廣域網(wǎng)。

13、 光纜光纜 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)光纖的連接方法有三種：光纖的連接方法有三種：將斷點(diǎn)接入將斷點(diǎn)接入連接頭連接頭, ,然后插入然后插入連接插座連接插座( (損耗損耗10%-20%10%-20%的光，但重新配置系統(tǒng)較容易的光，但重新配置系統(tǒng)較容易) )；用用機(jī)械方法機(jī)械方法將切割好的光纖將切割好的光纖鉗鉗起來(lái)起來(lái)( (光的損失大約為光的損失大約為10%)10%)；使用使用融合融合的方法將光纖的斷點(diǎn)處融合在一起的方法將光纖的斷點(diǎn)處融合在一起( (光的損耗最小，連接好的光纖和單根光纖光的損耗最小，連接好的光纖和單根光纖差不多差不多) )。 三種方法的結(jié)合處都有反射，且反射的

14、能量會(huì)和信號(hào)交互作用！三種方法的結(jié)合處都有反射，且反射的能量會(huì)和信號(hào)交互作用！ 繞過這種問題的方法是采用環(huán)網(wǎng)。繞過這種問題的方法是采用環(huán)網(wǎng)。 接口的結(jié)構(gòu)接口的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)光纖光纖光纖光纖與計(jì)算機(jī)相連與計(jì)算機(jī)相連 光發(fā)送器光發(fā)送器（發(fā)光二極管）（發(fā)光二極管）信號(hào)再生器信號(hào)再生器（電信號(hào)）（電信號(hào)） 光接收器光接收器（光電二極管）（光電二極管）銅線銅線光傳播的方向光傳播的方向 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)2.1.2 2.1.2 無(wú)線傳輸介質(zhì)無(wú)線傳輸介質(zhì)無(wú)線傳輸介質(zhì)無(wú)線傳輸介質(zhì)（又稱為視線媒體）用自由空間作為傳輸介質(zhì)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。（又稱為視線媒體）用自由空間作為傳輸介質(zhì)來(lái)

15、進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。特點(diǎn)：特點(diǎn)：信號(hào)沿直線傳播。信號(hào)沿直線傳播。適用：適用：架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方，廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方，廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂窩式無(wú)線電話網(wǎng)。窩式無(wú)線電話網(wǎng)。分類：分類：紅外通信紅外通信、激光通信激光通信和和微波通信微波通信（微波通信又主要有兩種方式：微波通信又主要有兩種方式：地面地面微波接力通信微波接力通信和和衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信）。）。1.1.地面微波接力通信地面微波接力通信原理：原理：長(zhǎng)距離傳輸時(shí)每隔一段距離就需架中繼站，長(zhǎng)距離傳輸時(shí)每隔一段距離就需架中繼站， 將前一信號(hào)放大向后傳。將前一信號(hào)放大向后傳。 適用：適用：微波接力通

16、信可傳輸電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等信息。微波接力通信可傳輸電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等信息。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見效快、靈活等。頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見效快、靈活等。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：相鄰站間必須直視，不能有障礙物；受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使相鄰站間必須直視，不能有障礙物；受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使用與維護(hù)問題等。用與維護(hù)問題等。 第一節(jié)第一節(jié) 物理層下的傳輸介質(zhì)物理層下的傳輸介質(zhì)2.2.衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信原理：原理：用位于用位于3600036000KmKm高空的人造同步通信衛(wèi)星作中繼器的一種微波接力通信。高空的人

17、造同步通信衛(wèi)星作中繼器的一種微波接力通信。特點(diǎn)：特點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)、費(fèi)用與距離遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)；具通信距離遠(yuǎn)、費(fèi)用與距離遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)；具 有較大的傳輸延遲，且傳輸延遲相對(duì)確定。有較大的傳輸延遲，且傳輸延遲相對(duì)確定。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：頻帶很寬，通信容量大，信號(hào)受干擾小，頻帶很寬，通信容量大，信號(hào)受干擾小， 通信比較穩(wěn)定。通信比較穩(wěn)定。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：保密性較差，造價(jià)較高。保密性較差，造價(jià)較高。適用：適用：廣播電視通信。廣播電視通信。3.3.紅外線與毫米波紅外線與毫米波特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有一定的方向性。具有一定的方向性。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，易制造，有良好的安全性，不易被竊聽或截取。價(jià)格便宜，易制造，有良好的安全性，不易被竊

18、聽或截取。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能穿透堅(jiān)硬的物體。不能穿透堅(jiān)硬的物體。適用：適用：被廣泛應(yīng)用于被廣泛應(yīng)用于短距離短距離通信，紅外線成為室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)的主要選擇對(duì)象。通信，紅外線成為室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)的主要選擇對(duì)象。地球地球衛(wèi)星衛(wèi)星3586035860KmKm4175641756KmKm1275212752KmKm 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸 2.2.1 基本概念、基本術(shù)語(yǔ)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本概念、基本術(shù)語(yǔ)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1.1.基本概念和基本術(shù)語(yǔ)基本概念和基本術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：能夠由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字、字母和符號(hào)等具有一定意義的實(shí)體。能夠由計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字、字母和符號(hào)等具有一定意義的實(shí)體。分類：分

19、類：模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)可以在一定的數(shù)據(jù)區(qū)域中取連續(xù)的值，如聲音和圖像；可以在一定的數(shù)據(jù)區(qū)域中取連續(xù)的值，如聲音和圖像； 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)只能取離散的數(shù)值，如整數(shù)、二進(jìn)制序列只能取離散的數(shù)值，如整數(shù)、二進(jìn)制序列 。信號(hào)：信號(hào)：是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)形式。是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)形式。分類：分類： 從通信的發(fā)送端所產(chǎn)生的信號(hào)形式來(lái)看從通信的發(fā)送端所產(chǎn)生的信號(hào)形式來(lái)看 模擬信號(hào)：模擬信號(hào)：在各種介質(zhì)上傳送的連續(xù)變化的電磁波。在各種介質(zhì)上傳送的連續(xù)變化的電磁波。 數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)：在介質(zhì)上傳送的電壓脈沖序列。在介質(zhì)上傳送的電壓脈沖序列。 從通信線路上傳送的信號(hào)來(lái)看從通信線路上傳送的信號(hào)來(lái)看 基帶信號(hào)：基帶信號(hào)：將數(shù)

20、字信號(hào)將數(shù)字信號(hào)1 1或或0 0直接用兩種不同的電壓來(lái)表示，在線路上傳輸。直接用兩種不同的電壓來(lái)表示，在線路上傳輸。 寬帶信號(hào)：寬帶信號(hào)：將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號(hào)。將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號(hào)。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸信道：信道：一般用來(lái)表示某一個(gè)方向上傳送信息的媒體。一般用來(lái)表示某一個(gè)方向上傳送信息的媒體。分類：分類：傳送模擬信號(hào)的傳送模擬信號(hào)的模擬信道模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道數(shù)字信道。信號(hào)的傳輸方式信號(hào)的傳輸方式： 模擬傳輸模擬傳輸：將信息在傳輸介質(zhì)中以將信息在傳輸介質(zhì)中以模擬信號(hào)模擬信號(hào)傳輸?shù)膫鬏敺绞健?/p>

21、輸?shù)膫鬏敺绞健?數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸：將信息在傳輸介質(zhì)中以：將信息在傳輸介質(zhì)中以數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)膫鬏敺绞?。傳輸?shù)膫鬏敺绞健?.2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信：數(shù)據(jù)通信：依據(jù)通信協(xié)依據(jù)通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個(gè)功能單元之間傳遞數(shù)兩個(gè)功能單元之間傳遞數(shù)據(jù)信息的技術(shù)，它可以實(shí)據(jù)信息的技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與終端、終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與終端、終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信電話、電報(bào)業(yè)務(wù)電話、電報(bào)業(yè)務(wù)通信對(duì)象通信對(duì)象人人- -機(jī)、機(jī)機(jī)、機(jī)- -機(jī)之間通信機(jī)之間通信人人- -人之間通信人之間通信通信信號(hào)通

22、信信號(hào)具有一定含義的二進(jìn)制形式具有一定含義的二進(jìn)制形式的字母、數(shù)字和符號(hào)的字母、數(shù)字和符號(hào)連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)或連續(xù)的語(yǔ)音信號(hào)或某種意義的報(bào)文某種意義的報(bào)文通信可靠性通信可靠性誤碼率要求較高誤碼率要求較高誤碼率要求較低誤碼率要求較低通信復(fù)雜性通信復(fù)雜性需要嚴(yán)格的協(xié)議，控制復(fù)雜需要嚴(yán)格的協(xié)議，控制復(fù)雜控制簡(jiǎn)單控制簡(jiǎn)單 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：是通過數(shù)據(jù)電路將分布在原地的遠(yuǎn)程終端設(shè)備如計(jì)算機(jī)系是通過數(shù)據(jù)電路將分布在原地的遠(yuǎn)程終端設(shè)備如計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的系統(tǒng)。統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信

23、系統(tǒng)的組成：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成：主要由主要由遠(yuǎn)程終端設(shè)備遠(yuǎn)程終端設(shè)備、數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路、中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三部分組成。三部分組成。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入輸出輸出設(shè)備設(shè)備傳輸傳輸控制控制器器通信通信控制控制器器主主機(jī)機(jī)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)電路電路端接端接設(shè)備設(shè)備DCE傳輸傳輸信道信道數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)電路電路端接端接設(shè)備設(shè)備DCE (DTE)遠(yuǎn)程終端設(shè)備遠(yuǎn)程終端設(shè)備(DTE)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口接口接口接口數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTEDTE：由數(shù)據(jù)輸入設(shè)備（數(shù)據(jù)源）、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備（數(shù)據(jù)宿）由數(shù)據(jù)輸入設(shè)備（數(shù)據(jù)源）、數(shù)

24、據(jù)輸出設(shè)備（數(shù)據(jù)宿）和傳輸控制器組成。和傳輸控制器組成。 數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCEDCE：是是DTEDTE與傳輸信道的接口設(shè)備，在與傳輸信道的接口設(shè)備，在DTEDTE和傳輸線路之和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。間提供信號(hào)變換和編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。 常用的常用的DCEDCE有有調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器和和數(shù)據(jù)服務(wù)單元數(shù)據(jù)服務(wù)單元。 1.1.遠(yuǎn)程終端設(shè)備：遠(yuǎn)程終端設(shè)備：使用一般終端，具有一定的數(shù)據(jù)處理能力及發(fā)送和接收數(shù)使用一般終端，具有一定的數(shù)據(jù)處理能力及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力，屬于數(shù)據(jù)終端設(shè)備據(jù)的能力，屬于數(shù)據(jù)終端設(shè)

25、備DTEDTE。2.2.數(shù)據(jù)電路：數(shù)據(jù)電路：由傳輸信道（傳輸線路）及兩端的數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備由傳輸信道（傳輸線路）及兩端的數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCEDCE組成，組成，位于遠(yuǎn)程終端設(shè)備和中央計(jì)算機(jī)之間，為數(shù)據(jù)通信提供數(shù)字傳輸信道。位于遠(yuǎn)程終端設(shè)備和中央計(jì)算機(jī)之間，為數(shù)據(jù)通信提供數(shù)字傳輸信道。 傳輸信道傳輸信道包括包括通信線路通信線路和和通信設(shè)備通信設(shè)備。3.3.中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：由通信控制器及主機(jī)構(gòu)成由通信控制器及主機(jī)構(gòu)成，也屬于，也屬于DTEDTE。 通信控制器：通信控制器：是對(duì)是對(duì)DTEDTE的信號(hào)進(jìn)行差錯(cuò)控制、終端接續(xù)控制、傳輸順序的信號(hào)進(jìn)行差錯(cuò)控制、終端接續(xù)控制、傳輸順序控制、切

26、斷控制等，同時(shí)將線路的信號(hào)從并行轉(zhuǎn)成串行或反之。控制、切斷控制等，同時(shí)將線路的信號(hào)從并行轉(zhuǎn)成串行或反之。 主機(jī)主機(jī)則主要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。則主要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸2.2.2 2.2.2 模擬傳輸系統(tǒng)模擬傳輸系統(tǒng)1.1.模擬數(shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸模擬數(shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸 傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)，采用分級(jí)交換分級(jí)交換；長(zhǎng)途干線采用；長(zhǎng)途干線采用頻分復(fù)用頻分復(fù)用的傳輸方式，即所謂的的傳輸方式，即所謂的載波電話載波電話。2.2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以模擬信號(hào)傳輸 在模擬信道中進(jìn)行數(shù)字傳輸，必須先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)！在模擬信道中進(jìn)行數(shù)字傳

27、輸，必須先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)！發(fā)送的發(fā)送的基帶信號(hào)基帶信號(hào) 0 1 0 0 1 1 1 0 0t接收到的接收到的失真信號(hào)失真信號(hào)tt取樣時(shí)刻取樣時(shí)刻0 1 0 0 1 0 1 0 0還原后還原后的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)出現(xiàn)差錯(cuò) 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸解決辦法：解決辦法：選取某一頻率的正（余）弦模擬信號(hào)作載波信號(hào)，運(yùn)載所要傳送的數(shù)字選取某一頻率的正（余）弦模擬信號(hào)作載波信號(hào)，運(yùn)載所要傳送的數(shù)字信號(hào)。信號(hào)。 實(shí)現(xiàn)的具體方法：實(shí)現(xiàn)的具體方法：用要傳送的數(shù)字信號(hào)改變載波的幅值、頻率或相位，然后使用要傳送的數(shù)字信號(hào)改變載波的幅值、頻率或相位，然后使之在信道上傳送，到達(dá)信道的

28、另一端再將數(shù)字信號(hào)從載波上提取出來(lái)。之在信道上傳送，到達(dá)信道的另一端再將數(shù)字信號(hào)從載波上提取出來(lái)。調(diào)制：調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)放到載波上去的過程，即將數(shù)字信號(hào)變換模擬信號(hào)的過程，將數(shù)字信號(hào)放到載波上去的過程，即將數(shù)字信號(hào)變換模擬信號(hào)的過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱為實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱為調(diào)制器調(diào)制器（ModulatorModulator）；）；解調(diào)：解調(diào)：是從載波上提取信號(hào)的過程，即將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的過程，是從載波上提取信號(hào)的過程，即將模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)的過程，實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱為實(shí)現(xiàn)設(shè)備稱為解調(diào)器解調(diào)器（DEModulatorDEModulator）。）。調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（MODEMMODEM）是既能實(shí)現(xiàn)調(diào)制又能

29、實(shí)現(xiàn)解調(diào)的設(shè)備。是既能實(shí)現(xiàn)調(diào)制又能實(shí)現(xiàn)解調(diào)的設(shè)備。工作站工作站A AModemModem工作站工作站B B 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 模擬信號(hào)模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) 公用電話網(wǎng)公用電話網(wǎng) 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸1.1.調(diào)制方法調(diào)制方法調(diào)幅（調(diào)幅（AMAM）：）：即載波的幅度隨數(shù)字信號(hào)的值改變，也稱為即載波的幅度隨數(shù)字信號(hào)的值改變，也稱為幅移鍵控法幅移鍵控法ASKASK。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單，抗干擾性較差，適合光纜使用。技術(shù)簡(jiǎn)單，抗干擾性較差，適合光纜使用。 調(diào)頻（調(diào)頻（FMFM）：）：即載波的頻率隨數(shù)字信號(hào)的值改變即載波的頻率隨數(shù)字信號(hào)的值改變, , 也稱為也稱為頻移

30、鍵控法頻移鍵控法FSKFSK。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：抗干擾性較高，但抗干擾性較高，但所占頻帶較寬，是常用的一種所占頻帶較寬，是常用的一種調(diào)制方法。調(diào)制方法。調(diào)相（調(diào)相（PMPM）: :即載波的相位即載波的相位隨數(shù)字信號(hào)的值改變，也稱為隨數(shù)字信號(hào)的值改變，也稱為相移鍵控法相移鍵控法PSKPSK。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：抗干擾性較高，抗干擾性較高，數(shù)據(jù)傳輸速率高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。數(shù)據(jù)傳輸速率高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。基帶信號(hào)基帶信號(hào)010 01 1 10 0調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸調(diào)相又可以分為：調(diào)相又可以分為： 絕對(duì)調(diào)相：絕對(duì)調(diào)相：用固定的不同相位分別代表數(shù)字信號(hào)用固定的不同相位

31、分別代表數(shù)字信號(hào)1 1和和0 0。 相對(duì)（差分）調(diào)相：相對(duì)（差分）調(diào)相：用相對(duì)最近前一組位相位的變化來(lái)代表數(shù)字信號(hào)。用相對(duì)最近前一組位相位的變化來(lái)代表數(shù)字信號(hào)。 相對(duì)調(diào)相比絕對(duì)調(diào)相更易實(shí)現(xiàn)，且具有更好的抗干擾性和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)調(diào)相比絕對(duì)調(diào)相更易實(shí)現(xiàn)，且具有更好的抗干擾性和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。2.2.調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器按按調(diào)制方法調(diào)制方法分可分為：分可分為：調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器、調(diào)相調(diào)制解調(diào)器和復(fù)合調(diào)制的調(diào)制調(diào)頻調(diào)制解調(diào)器、調(diào)相調(diào)制解調(diào)器和復(fù)合調(diào)制的調(diào)制解調(diào)器；解調(diào)器；按按數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)率分可分為：分可分為：低速調(diào)制解調(diào)器（低于低速調(diào)制解調(diào)器（低于600600bpsbps）、）、中速調(diào)制解調(diào)器中

32、速調(diào)制解調(diào)器（600600bps-9600bpsbps-9600bps）和高速調(diào)制解調(diào)器（高于和高速調(diào)制解調(diào)器（高于96009600bpsbps）；）；按按撥號(hào)方式撥號(hào)方式分可分為：分可分為：手動(dòng)撥號(hào)和自動(dòng)撥號(hào)手動(dòng)撥號(hào)和自動(dòng)撥號(hào)；此外此外，還可分為內(nèi)插和外接式調(diào)制解調(diào)器等等。還可分為內(nèi)插和外接式調(diào)制解調(diào)器等等。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸3.3.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以數(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)傳輸字信號(hào)傳輸 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以數(shù)字信號(hào)傳輸，數(shù)字信號(hào)傳輸，但需對(duì)信號(hào)進(jìn)行但需對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼以編碼以提高數(shù)據(jù)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蕚鬏數(shù)男屎秃蛯?shí)實(shí)現(xiàn)通信雙方的信現(xiàn)通信雙方的信號(hào)同步號(hào)同步。 常

33、用編碼常用編碼：不不歸零碼歸零碼、歸零碼歸零碼、曼徹斯特碼曼徹斯特碼和和差差分曼徹斯特碼分曼徹斯特碼。 單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)判決門限判決門限 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -

34、5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0 1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸 不歸零碼不歸零碼NRZNRZ是一種最簡(jiǎn)單和是一種最簡(jiǎn)單和最原始的編碼方最原始的編碼方式，可分為單極式，可分為單極性不歸零碼和雙性不歸零碼和雙極性不歸零碼。極性不歸零碼。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：有效利有效利用了帶寬，簡(jiǎn)單，用了帶寬，簡(jiǎn)單，低頻相應(yīng)性能較低頻相應(yīng)性能較好。好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)當(dāng)連續(xù)連續(xù)發(fā)送發(fā)送“1”“1”或或“0”“0”時(shí)時(shí)，難以確定每，難以確定每位的開始或結(jié)束。位的開始或結(jié)束。 單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)判決門限判決門限 位值位值

35、5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0 1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 單極性不歸零碼：?jiǎn)螛O性不歸零碼：用用零電壓零電壓代表代表“0”“0”，用用正電

36、壓正電壓代表代表“1”“1”，采樣時(shí)間為每個(gè)碼，采樣時(shí)間為每個(gè)碼元時(shí)間的中間點(diǎn)元時(shí)間的中間點(diǎn), ,判決門限為判決門限為半幅度電平半幅度電平。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸判決門限判決門限 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單

37、極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0 1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼用用負(fù)電壓負(fù)電壓代表代表“0”“0”，用正電壓代表用正電壓代表“1”“1”，采樣時(shí)間為每個(gè)，采樣時(shí)間為每個(gè)碼元時(shí)間的中間點(diǎn)，但判決門限為碼元時(shí)間的中間點(diǎn)，但判決門限為零電平零電平。 不歸零碼不歸零碼NRZNRZ是一種最簡(jiǎn)單和是一種最簡(jiǎn)單和最原始的編碼方最原始的編碼方式，可分為單極式，可分為單極性不歸零碼和雙性不歸零碼和雙極性不歸零碼。極性不歸零碼。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：有效利有效利用了帶寬，簡(jiǎn)單，用了帶寬，簡(jiǎn)單，低頻相應(yīng)性能較低頻相應(yīng)

38、性能較好。好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)當(dāng)連續(xù)連續(xù)發(fā)送發(fā)送“1”“1”或或“0”“0”時(shí)時(shí)，難以確定每，難以確定每位的開始或結(jié)束。位的開始或結(jié)束。單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn) 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸 歸零碼特點(diǎn)：歸零碼特點(diǎn)：每一個(gè)碼元脈沖間每一個(gè)碼元脈沖間要有間隔，脈沖寬要有間隔，脈沖寬度比碼元間隔短，度比碼元間隔短，其采樣時(shí)間和判決其采樣時(shí)間和判決門限與不歸零碼類門限與不歸零碼類似。似。 歸零碼優(yōu)點(diǎn)：歸零碼優(yōu)點(diǎn)：接收端可以從收到接收端可以從收到的脈沖間隔中得到的脈沖間隔中得到同步信息同步信息。 歸零碼缺點(diǎn)：歸零碼缺點(diǎn)：當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間“0”“0”碼碼時(shí)，

39、同步信號(hào)將時(shí)，同步信號(hào)將會(huì)丟失。會(huì)丟失。 單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)判決門限判決門限 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0

40、1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 單極性歸零碼：?jiǎn)螛O性歸零碼：發(fā)送發(fā)送“1”“1”信號(hào)時(shí)發(fā)出信號(hào)時(shí)發(fā)出一個(gè)短于一個(gè)碼元時(shí)間寬度的正脈沖，一個(gè)短于一個(gè)碼元時(shí)間寬度的正脈沖，發(fā)送發(fā)送“0”“0”信號(hào)時(shí)，則完全不發(fā)出任何電信號(hào)時(shí)，則完全不發(fā)出任何電流。流。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸判決門限判決門限 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決

41、門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0 1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 歸零碼特點(diǎn)：歸零碼特點(diǎn)：每一個(gè)碼元脈沖間每一個(gè)碼元脈沖間要有間隔，脈沖寬要有間隔，脈沖寬度比碼元間隔短，度比碼元間隔短，其采樣時(shí)間和判決其采樣時(shí)間和判決門限與不歸零碼類門限與不歸零碼類似。似。 歸零碼優(yōu)點(diǎn)：歸零碼優(yōu)點(diǎn)：接收端可以從收到接收端可以從收到的脈沖間隔中得到的脈沖間隔中得到同步信息同步信息。 歸零碼缺點(diǎn)：歸零碼缺點(diǎn)：當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間

42、“0”“0”碼碼時(shí)，同步信號(hào)將時(shí)，同步信號(hào)將會(huì)丟失。會(huì)丟失。 單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn) 雙極性歸零碼：雙極性歸零碼：發(fā)送發(fā)送“1”“1”信號(hào)時(shí)信號(hào)時(shí)發(fā)出一個(gè)短于一個(gè)碼元時(shí)間寬度發(fā)出一個(gè)短于一個(gè)碼元時(shí)間寬度的的正脈沖正脈沖，發(fā)送，發(fā)送“0”“0”信號(hào)時(shí)發(fā)出短信號(hào)時(shí)發(fā)出短于一個(gè)碼元時(shí)間寬度的于一個(gè)碼元時(shí)間寬度的負(fù)脈沖負(fù)脈沖，其余時(shí)間則不發(fā)出任何電流。，其余時(shí)間則不發(fā)出任何電流。 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸判決門限判決門限 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (a) 單極性不歸零碼單極性不歸零碼 位值位值 5V 0V -5V ( (f) f) 差分曼

43、徹斯特碼差分曼徹斯特碼 ( (e) e) 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 位值位值 5V 0V - 5V判決門限判決門限 (b) 雙極性不歸零碼雙極性不歸零碼 位值位值 10V 5V 0V判決門限判決門限 (c) 單極性歸零碼單極性歸零碼 位值位值 5V 0V -5V判決門限判決門限 (d) 雙極性歸零碼雙極性歸零碼1 0 1 1 0 0 1 1時(shí)鐘時(shí)鐘 曼徹斯特碼：曼徹斯特碼：是是自帶同步信號(hào)的編自帶同步信號(hào)的編碼，常用于局域網(wǎng)碼，常用于局域網(wǎng)的傳輸。的傳輸。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：每一位中每一位中間均有一次跳變，間均有一次跳變，該跳變既作為時(shí)鐘該跳變既作為時(shí)鐘信號(hào)

44、又作為數(shù)據(jù)信信號(hào)又作為數(shù)據(jù)信號(hào)；號(hào)；每位編碼的前每位編碼的前半位表示數(shù)據(jù)信號(hào)半位表示數(shù)據(jù)信號(hào)的實(shí)際取值，后半的實(shí)際取值，后半位與之相反。位與之相反。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：克服了不克服了不歸零碼和歸零碼的歸零碼和歸零碼的同步信號(hào)丟失問題。同步信號(hào)丟失問題。 單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn)單擊圖標(biāo)顯示編碼特點(diǎn) 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸4.4.模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)傳輸模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)傳輸 數(shù)字傳輸?shù)倪^程數(shù)字傳輸?shù)倪^程: : 發(fā)送端：發(fā)送端：將模擬信號(hào)通過將模擬信號(hào)通過編碼器（編碼器（CoderCoder）變換為數(shù)字信號(hào)。變換為數(shù)字信號(hào)。 接收端：接收端：將收到的數(shù)字信號(hào)用將收到的數(shù)字信號(hào)用解

45、碼器（解碼器（DecoderDecoder）還原成模擬信號(hào)。還原成模擬信號(hào)。 編碼解碼器編碼解碼器( (Codec):Codec):既有編碼功能又有解碼功能的裝置。既有編碼功能又有解碼功能的裝置。 脈碼調(diào)制技術(shù)脈碼調(diào)制技術(shù)( (Pulse Code Modulation-Pulse Code Modulation-PCMPCM) )：將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，常用于對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理。的技術(shù)，常用于對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理。 脈碼調(diào)制過程的三個(gè)脈碼調(diào)制過程的三個(gè)步驟步驟：采樣采樣、量化量化和和編碼編碼。工作站工作站A編碼編碼解碼器解碼器工作站工作站B數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬

46、信號(hào)模擬信號(hào)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)模擬信號(hào)模擬信號(hào)編碼編碼解碼器解碼器 第二節(jié)第二節(jié) 模擬傳輸與數(shù)字傳輸模擬傳輸與數(shù)字傳輸1.1.采樣：采樣：按照一定的時(shí)間間隔采樣測(cè)量模擬信號(hào)幅值。按照一定的時(shí)間間隔采樣測(cè)量模擬信號(hào)幅值。 采樣定理采樣定理：只要采樣頻率不低于模擬信號(hào)最高頻率的：只要采樣頻率不低于模擬信號(hào)最高頻率的2 2倍，就可以從采樣倍，就可以從采樣脈沖信號(hào)無(wú)失真的恢復(fù)出原來(lái)的模擬信號(hào)。脈沖信號(hào)無(wú)失真的恢復(fù)出原來(lái)的模擬信號(hào)。2.2.量化：量化：將采樣點(diǎn)測(cè)得的信號(hào)幅值分級(jí)取整的過程。將采樣點(diǎn)測(cè)得的信號(hào)幅值分級(jí)取整的過程。 經(jīng)過量化后的樣本經(jīng)過量化后的樣本幅度為離散的整數(shù)值，幅度為離散的整數(shù)值，而

47、不是連續(xù)的值。而不是連續(xù)的值。3.3.編碼：編碼：用相應(yīng)位數(shù)的用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制碼表示已經(jīng)量化二進(jìn)制碼表示已經(jīng)量化的采樣樣本的量級(jí)。的采樣樣本的量級(jí)。 如果有如果有N N個(gè)量化級(jí)，個(gè)量化級(jí)，則二進(jìn)制位的位數(shù)為則二進(jìn)制位的位數(shù)為loglog2 2N N。 3.01.46.21.32.85.94T( (B)B)抽樣抽樣( (A)A)原來(lái)信號(hào)原來(lái)信號(hào)( (C)C)量化及編碼量化及編碼31613640 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用（b）帶應(yīng)答信號(hào)的形式帶應(yīng)答信號(hào)的形式發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸信道傳輸信道接收設(shè)備接收設(shè)備A

48、B信息信息（a）基本形式基本形式AB信息信息監(jiān)測(cè)信號(hào)監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備傳輸信道傳輸信道接收設(shè)備接收設(shè)備2.3.1 2.3.1 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式按照信號(hào)在信道或傳輸介質(zhì)中的傳輸方向分為：按照信號(hào)在信道或傳輸介質(zhì)中的傳輸方向分為：1.1.單工通信單工通信( (simplex)simplex)：數(shù)據(jù)總是沿信道的一個(gè)固定方向傳送數(shù)據(jù)總是沿信道的一個(gè)固定方向傳送( (如如廣播、電視廣播、電視) )。 數(shù)據(jù)是單工的，信號(hào)是雙工的數(shù)據(jù)是單工的，信號(hào)是雙工的 單擊此處顯示信息傳輸過程單擊此處顯示信息傳輸過程 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用2.2.半雙工通信：半雙工通信：信息流可以在兩個(gè)方向上

49、傳輸，但同一時(shí)刻只限于在一個(gè)方信息流可以在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限于在一個(gè)方向傳輸。向傳輸。 通信的雙方通信的雙方輪流輪流使用使用共享信道共享信道發(fā)送發(fā)送信息信息或或應(yīng)答信號(hào)應(yīng)答信號(hào)。單擊此處顯示信息傳遞過程單擊此處顯示信息傳遞過程信息信息傳輸信道傳輸信道AA發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備接收設(shè)備接收設(shè)備接收設(shè)備B發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備B 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用3.3.全雙工通信：全雙工通信：數(shù)據(jù)能數(shù)據(jù)能同時(shí)同時(shí)沿信道的兩個(gè)方向傳輸，即通信的一方在發(fā)送信沿信道的兩個(gè)方向傳輸，即通信的一方在發(fā)送信息的同時(shí)也能接收信息，其收、發(fā)信道分開設(shè)置，應(yīng)答信號(hào)通?？衫昧硐⒌耐瑫r(shí)也能接收信息，其收、發(fā)

50、信道分開設(shè)置，應(yīng)答信號(hào)通?？衫昧硪粋鬏斝诺纻魉?。一傳輸信道傳送。四線制：四線制：采用采用兩個(gè)單工兩個(gè)單工通信設(shè)備完成全雙工通信；通信設(shè)備完成全雙工通信；二線制：二線制：采用采用頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用技術(shù)，將一條線路分成高頻和低頻兩條信道。技術(shù)，將一條線路分成高頻和低頻兩條信道。單擊此處顯示信息傳遞過程單擊此處顯示信息傳遞過程信息信息傳輸信道傳輸信道發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備A接收設(shè)備接收設(shè)備A接收設(shè)備接收設(shè)備B發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備B傳輸信道傳輸信道 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用2.3.2 2.3.2 同步技術(shù)同步技術(shù) 同步：同步：通信雙方的收發(fā)數(shù)據(jù)序列必須在時(shí)間上一致，以使接收方能準(zhǔn)確地區(qū)通信雙方

51、的收發(fā)數(shù)據(jù)序列必須在時(shí)間上一致，以使接收方能準(zhǔn)確地區(qū)分和接收發(fā)送方發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)。分和接收發(fā)送方發(fā)來(lái)數(shù)據(jù)。 同步方式同步方式：同步傳輸、異步傳輸。：同步傳輸、異步傳輸。1.1.異步傳輸（起異步傳輸（起止式同步方式）止式同步方式） 異步傳輸：異步傳輸：發(fā)送端和接收端的時(shí)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘信號(hào)是各自獨(dú)立的。鐘信號(hào)是各自獨(dú)立的。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：信息以信息以字符字符為單位傳輸。為單位傳輸。 字符組成：字符組成： 1 1位起始位位起始位 5-85-8位數(shù)據(jù)位位數(shù)據(jù)位 0-10-1位奇位奇/ /偶校驗(yàn)位偶校驗(yàn)位 1-21-2位停止位位停止位 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)，出錯(cuò)只需重發(fā)該字符即可，且控制簡(jiǎn)單。無(wú)

52、需統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)，出錯(cuò)只需重發(fā)該字符即可，且控制簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：傳輸效率低、速度慢。傳輸效率低、速度慢。 適合：適合：終端誤碼率要求高或數(shù)據(jù)率低的線路中。終端誤碼率要求高或數(shù)據(jù)率低的線路中。1 1 1 1 0 0 0 10 0 1 0 0 1 1 0停止位停止位 線路空閑線路空閑停止位停止位起始位起始位校驗(yàn)位校驗(yàn)位起始位起始位校驗(yàn)位校驗(yàn)位 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用2.2.同步傳輸同步傳輸 同步傳輸：同步傳輸：發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘是一致（同步）的。發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘是一致（同步）的。 實(shí)現(xiàn)方法：實(shí)現(xiàn)方法：自同步法、外同步法。自同步法、外同步法。 自同步法：自同步法：從數(shù)據(jù)信息波形

53、的本身提取同步信號(hào)（如曼徹斯特碼、差分曼從數(shù)據(jù)信息波形的本身提取同步信號(hào)（如曼徹斯特碼、差分曼 徹斯特碼）。徹斯特碼）。 外同步法：外同步法：不是在每個(gè)字符進(jìn)行同步，而是在一組數(shù)據(jù)信息前后進(jìn)行同步。不是在每個(gè)字符進(jìn)行同步，而是在一組數(shù)據(jù)信息前后進(jìn)行同步。 又可分為又可分為面向字符的同步方式面向字符的同步方式和和面向位的同步方式面向位的同步方式。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：接收端靠提取其中的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)和發(fā)送方保持同步；每幀的控制信息接收端靠提取其中的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)和發(fā)送方保持同步；每幀的控制信息 常少于常少于100100比特。比特。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于大塊的數(shù)據(jù)，可獲得更高的效率和速率。對(duì)于大塊的數(shù)據(jù)，可獲得更高的

54、效率和速率。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：若數(shù)據(jù)有一位出錯(cuò)，必須重發(fā)整塊數(shù)據(jù)，且控制比較復(fù)雜。若數(shù)據(jù)有一位出錯(cuò)，必須重發(fā)整塊數(shù)據(jù)，且控制比較復(fù)雜。 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用 面向字符的同步方式：面向字符的同步方式：數(shù)據(jù)傳輸以數(shù)據(jù)傳輸以字符串字符串為單位，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)信息前，為單位，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)信息前，先向接收端發(fā)出一個(gè)或多個(gè)先向接收端發(fā)出一個(gè)或多個(gè)同步字符同步字符SYNSYN( (編碼為編碼為00101000) 00101000) 。 面向位的同步方式：面向位的同步方式：數(shù)據(jù)傳輸以數(shù)據(jù)傳輸以數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為單位，發(fā)送端在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的為單位，發(fā)送端在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的前后加上前后加上同步位模式

55、同步位模式F F標(biāo)志標(biāo)志( (編碼為編碼為0111111001111110）。）。 插插0 0刪刪0 0技術(shù)技術(shù)SYN SYN 一個(gè)或多個(gè)一個(gè)或多個(gè)SYNSYN字符字符 控制字符控制字符 數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)字符 控制字符控制字符 F 8 8比特標(biāo)志比特標(biāo)志 控制字符控制字符 數(shù)據(jù)字符數(shù)據(jù)字符 控制字符控制字符 8 8比特標(biāo)志比特標(biāo)志F 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用2.3.3 2.3.3 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 多路復(fù)用技術(shù)：多路復(fù)用技術(shù)：通過通過多路復(fù)用器多路復(fù)用器將多路信號(hào)將多路信號(hào)組合組合在一條物理信道上傳輸，在一條物理信道上傳輸，到接收端再用到接收端再用多路譯碼器多路譯碼器將各路信號(hào)將

56、各路信號(hào)分離分離開輸出，從而大大降低通信成本，開輸出，從而大大降低通信成本，提高通信線路的利用率。提高通信線路的利用率。1.1.頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用FDMA(Frequency Division Multiplexing Access)FDMA(Frequency Division Multiplexing Access) 信號(hào)的頻譜信號(hào)的頻譜：信號(hào)的能量隨頻率的分布規(guī)律。：信號(hào)的能量隨頻率的分布規(guī)律。 信號(hào)的帶寬信號(hào)的帶寬：信號(hào)頻譜中能量集中的區(qū)域。：信號(hào)頻譜中能量集中的區(qū)域。 多多 路路 復(fù)用器復(fù)用器 多多 路路 譯碼器譯碼器n n個(gè)輸入個(gè)輸入n n個(gè)輸出個(gè)輸出 1 1條鏈路，條鏈路，

57、n n個(gè)信道個(gè)信道 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用 原理：原理：在信道帶寬大于各路信號(hào)在信道帶寬大于各路信號(hào)總帶寬時(shí)，將具有一定帶寬的信道總帶寬時(shí)，將具有一定帶寬的信道分割成若干個(gè)占有較小帶寬的子信分割成若干個(gè)占有較小帶寬的子信道，使每個(gè)子信道用來(lái)傳輸一路信道，使每個(gè)子信道用來(lái)傳輸一路信號(hào)；為保證各路信號(hào)的頻譜不重疊，號(hào)；為保證各路信號(hào)的頻譜不重疊，在復(fù)用前需通過在復(fù)用前需通過頻譜搬移頻譜搬移技術(shù)。技術(shù)。 適合：適合：較適用于傳輸較適用于傳輸模擬信號(hào)模擬信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，系統(tǒng)效率較高，可充分利用信道的頻帶原理簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，系統(tǒng)效率較高，可充分利用信道的頻帶。 缺點(diǎn)：

58、缺點(diǎn)：各路信號(hào)之間容易產(chǎn)生串?dāng)_。各路信號(hào)之間容易產(chǎn)生串?dāng)_。 使用使用要求：要求：一、復(fù)用頻譜之間有足夠大的保護(hù)間隔；一、復(fù)用頻譜之間有足夠大的保護(hù)間隔； 二、調(diào)制系統(tǒng)具有很高的線性濾波功能。二、調(diào)制系統(tǒng)具有很高的線性濾波功能。 CCITTCCITT標(biāo)準(zhǔn)是將標(biāo)準(zhǔn)是將1212條條4 4KHzKHz的話音信道復(fù)用在的話音信道復(fù)用在60-10860-108KHzKHz的頻帶上（的頻帶上（1212條話路構(gòu)成一個(gè)條話路構(gòu)成一個(gè)基群基群，5 5個(gè)基群組成一個(gè)個(gè)基群組成一個(gè)超群超群，5 5個(gè)超群組成一個(gè)個(gè)超群組成一個(gè)主群）主群）。 MUXDEMUX 1號(hào)信道號(hào)信道 1 1 2號(hào)信道號(hào)信道 2 2 6號(hào)信道號(hào)信

59、道 6 6126126輸入輸入輸出輸出保護(hù)頻帶保護(hù)頻帶 第三節(jié)第三節(jié) 同步與復(fù)用同步與復(fù)用2.2.時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用TDMA(Time Division Multiplexing Access)TDMA(Time Division Multiplexing Access) 原理：原理：當(dāng)信道能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率大于各路信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率總和時(shí)，可當(dāng)信道能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸率大于各路信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸率總和時(shí)，可以將使用信道的時(shí)間分成一個(gè)個(gè)的以將使用信道的時(shí)間分成一個(gè)個(gè)的時(shí)間片時(shí)間片，按一定規(guī)則將這些時(shí)間片分配給，按一定規(guī)則將這些時(shí)間片分配給各路信號(hào)，每一路信號(hào)只能在自己的時(shí)間片內(nèi)各路信號(hào)，每一路信號(hào)

60、只能在自己的時(shí)間片內(nèi)獨(dú)占獨(dú)占信道進(jìn)行傳輸。信道進(jìn)行傳輸。 (1).(1).同步時(shí)分多路復(fù)用同步時(shí)分多路復(fù)用 原理：原理：分配給每個(gè)終端數(shù)據(jù)源的時(shí)間分配給每個(gè)終端數(shù)據(jù)源的時(shí)間片是片是固定的固定的，不管該終端是否有數(shù)據(jù)發(fā)，不管該終端是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，其時(shí)間片都不能被其它終端占用。送，其時(shí)間片都不能被其它終端占用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：復(fù)用同一信道的各個(gè)信號(hào)源所復(fù)用同一信道的各個(gè)信號(hào)源所分配的時(shí)隙隨固定但分配的時(shí)隙隨固定但可以不相等可以不相等。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單?？刂坪?jiǎn)單。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能充分利用信道。不能充分利用信道。 適用：適用：主要用于主要用于電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)中。中。MUX輸入輸入DEMUX輸出輸