第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) Computer Technology 本章導(dǎo)讀 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是計算機網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，數(shù)據(jù)通信技術(shù)是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)。本章主要介紹了數(shù)據(jù)通信的重要概念，比較詳細地講解了數(shù)據(jù)通信技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)、通信方式、復(fù)用技術(shù)、交換技術(shù)及差錯控制技術(shù)等。第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)Computer Technology 學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握數(shù)據(jù)通信基本原理和方式 掌握數(shù)據(jù)通信三種模式 掌握基帶傳輸?shù)母鞣N編碼方式 掌握數(shù)據(jù)交換的幾種方式第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)Computer Technology 數(shù)據(jù)通信是一門獨立的學(xué)科，它涉及的范圍很廣。數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是通過某種類型的介質(zhì)（如電話線、

2、光纖等）將數(shù)據(jù)從一個地點傳送到另一個地點的通信方式。數(shù)據(jù)是信息的載體，是信息的表示形式，而信息是數(shù)據(jù)的具體含義。數(shù)據(jù)通信就是要研究用什么媒體、什么技術(shù)來使信息數(shù)據(jù)化以及如何傳輸它。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念Computer Technology 數(shù)據(jù) 對于數(shù)據(jù)通信來說，被傳輸?shù)亩M制代碼稱之為“數(shù)據(jù)”（Data）。數(shù)據(jù)涉及對事物的表示形式，人們習(xí)慣將被傳輸?shù)亩M制代碼的0.1稱為碼元。2.1.1 數(shù)據(jù)和信號Computer Technology 信號 信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表示形式。數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)化為信號才能在媒體上傳輸。 數(shù)據(jù)以模擬信號或數(shù)字信號的形式由一端傳輸?shù)搅硪欢?。模擬信號是一種波形連續(xù)

3、變化的電信號，它的取值可以是無限個，如電話送出的話音信號，電視攝像產(chǎn)生的圖像信號等；2.1.1 數(shù)據(jù)和信號Computer Technology 數(shù)字信號是一種離散信號，它的取值是有限的，信號波形如圖2-1所示。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，傳輸模擬信號的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，而傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。2.1.1 數(shù)據(jù)和信號圖2-1 模擬信號（a）與數(shù)字信號（b）波形Computer Technology信源： 產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫信源信宿：接收信息的一端叫信宿 信道：將通信線路稱為信道 2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型圖2-2

4、簡單的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology 模擬通信系統(tǒng) 普通的電話、廣播、電視等都屬于模擬通信系統(tǒng)，模擬通信系統(tǒng)模型如圖2-3所示。模擬通信系統(tǒng)通常由信源、非電/電變換器（發(fā)話器）、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、電/非電變換器、信宿以及噪聲源組成。2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型圖2-3 模擬通信系統(tǒng)模型Computer Technology在模擬通信系統(tǒng)中，需要兩種變換 （1）第一種變換：發(fā)送端的連續(xù)消息要變換成原始電信號，接收端收到的信號要反變換成原連續(xù)消息。（2）第二種變換：調(diào)制和解調(diào)。調(diào)制：將原始電信號變換成其頻

5、帶適合信道傳輸?shù)男盘枴＝庹{(diào)：在接收端將信道中傳輸?shù)男盘栠€原成原始的電信號。 2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology 數(shù)字通信系統(tǒng) 計算機通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信系統(tǒng)，數(shù)字通信系統(tǒng)是指利用數(shù)字信號傳遞消息的通信系統(tǒng)，數(shù)字通信系統(tǒng)的模型如圖2-4所示 2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型圖2-4 數(shù)字通信系統(tǒng)模型Computer Technology數(shù)字通信的主要特點：（1）抗干擾能力強，尤其是數(shù)字信號通過中繼再生后可消除噪聲積累；（2）數(shù)字信號通過差錯控制編碼，可提高通信的可靠性；（3）由于數(shù)字

6、通信傳輸一般采用二進制碼，所以可使用計算機對數(shù)字信號進行處理，實現(xiàn)復(fù)雜的遠距離大規(guī)模自動控制系統(tǒng)和自動數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)以計算機為中心的通信網(wǎng)；2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology（4）在數(shù)字通信中，各種消息（模擬的和離散的）都可變成統(tǒng)一的數(shù)字信號進行傳輸。在系統(tǒng)中對數(shù)字信號傳輸情況的監(jiān)視信號、控制信號及業(yè)務(wù)信號都可采用數(shù)字信號。（5）數(shù)字信號易于加密處理，所以數(shù)字通信保密性強。2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型Computer Technology 信道是傳輸信號的通道，是通信系統(tǒng)的三要素之一，是通信系統(tǒng)的重要組成部分。任何信號離開信道都不能進行傳輸。 信道包括傳輸介

7、質(zhì)和通信設(shè)備。傳輸介質(zhì)可以是有形介質(zhì)，如同軸電纜及光纖等，也可以是無形介質(zhì)，如傳輸電磁波的空間。通信設(shè)備有：發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、調(diào)制器、解調(diào)器等。 2.2 信道特性Computer Technology 信道按所使用的傳輸介質(zhì)可以分為有線信道與無線信道兩類。 （1）有線信道：使用有形的介質(zhì)作為傳輸介質(zhì)的信道稱之為有線信道，它包括電話線、雙絞線、同軸電纜和光纖等。 （2）無線信道：以電磁波在空間傳播的方式傳送信息的信道稱為無線信道，它包括無線電、微波、紅外線和衛(wèi)星通信信道。2.2 信道特性Computer Technology2模擬信道與數(shù)字信道 （1）模擬信道：能傳輸模擬信號的信道稱為模擬信道

8、。模擬信號的電平隨時間連續(xù)變化，語音信號是典型的模擬信號。如果利用模擬信道傳送數(shù)字信號，則必須經(jīng)過數(shù)字與模擬信號之間的變換。 2.2 信道特性Computer Technology （2）數(shù)字信道：能傳輸離散數(shù)字信號的信道稱為數(shù)字信道。離散的數(shù)字信號在計算機中是指由“0”和“1”的二進制代碼組成的數(shù)字序列。當(dāng)利用數(shù)字信道傳輸數(shù)字信號時不需要進行變換，而通常需要進行數(shù)字編碼。2.2 信道特性Computer Technology 專用信道和公用信道 （1）專用信道：專用信道又稱專線，這是一種連接用戶之間設(shè)備的固定線路，它可以是自行架設(shè)的專門線路，也可以是向電信部門租用的專線。專用信道一般用在距離

9、較短或數(shù)據(jù)傳輸量較大的場合。 （2）公用信道：公用信道是一種通過公共交換機轉(zhuǎn)接，為大量用戶提供服務(wù)的信道。顧名思義，采用公共信道是用戶與用戶之間的通信，通過公共交換機到交換機之間的線路轉(zhuǎn)接。公共電話交換網(wǎng)就屬于公共交換信道。2.2 信道特性Computer Technology 信道帶寬是指信道所能傳送的信號的最高頻率與最低頻率之差，是信道中傳輸?shù)男盘栐诓皇д娴那闆r下所占用的頻率范圍，單位用赫茲（Hz）表示。 信道容量是指單位時間內(nèi)信道所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘浚呛饬恳粋€信道傳輸數(shù)字信號的重要參數(shù)。 2.2.1 信道帶寬和信道容量Computer Technology 時延主要由發(fā)送時延、傳播時延

10、、處理時延組成。 發(fā)送時延 是節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)時使數(shù)據(jù)塊從節(jié)點進入到傳輸媒體所需要的時間，也就是從數(shù)據(jù)塊的第一比特開始發(fā)送算起，到最后一個比特發(fā)送完畢所需要的時間。有人把發(fā)送時延稱為傳輸時延，它的計算公式是：2.2.2 信道時延Computer Technology 傳播時延 是指從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到接收端收到數(shù)據(jù)（或者從接收端發(fā)送確認(rèn)幀，到發(fā)送端收到確認(rèn)幀）總共經(jīng)歷的時間。是電磁波在信道中需要傳輸一定的距離而花費的時間。傳播時延的計算公式是：2.2.2 信道時延Computer Technology 處理時延 是指計算機處理數(shù)據(jù)所需的時間，與計算機CPU的性能有關(guān)。這是數(shù)據(jù)在交換點位存儲轉(zhuǎn)

11、發(fā)而進行一些必要的處理而花費的時間。 2.2.2 信道時延Computer Technology 誤碼率 是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常情況下傳輸可靠性的指標(biāo)，它定義為二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸中被傳錯的概率，因此，也稱為“出錯率” 2.2.3 誤碼率Computer Technology 所謂數(shù)據(jù)的編碼，就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號或?qū)⒁环N數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)據(jù)形式的過程；解碼就是將信號還原成數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)形式還原的過程。而調(diào)制和解調(diào)是最常用的一種編碼與解碼方法。2.3 數(shù)據(jù)的編碼和調(diào)制技術(shù)圖2-6 數(shù)據(jù)的編碼和調(diào)制Computer Technology 非歸零編碼（NRZ,non-return to zero

12、） 非歸零編碼的特征是采用雙極性的不同電平表示二進制值“0”和“1”，用正電壓代表“1”。負電壓代表“0”，當(dāng)然也可以采用負邏輯雙極性表示。 2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology 曼徹斯特（Manchester）編碼 在局域網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的是曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。曼徹斯特編碼的規(guī)則是在每個比特的中間電平跳變一次，在表示數(shù)據(jù)“0”的時間區(qū)間內(nèi)，信號的前半周為高電平，后半周為低電平，電平由高到低跳變一次；在表示數(shù)據(jù)“1”的時間區(qū)間內(nèi)，信號的前半周為低電平，后半周為高電平，電平從低到高跳變一次。 2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology曼徹斯特

13、編碼的優(yōu)點是： （1）每個比特的中間有一次電平跳變，兩次電平跳變的時間間隔可以是T/2或T，利用電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號。因此，曼徹斯特編碼信號又稱作“自含時鐘編碼”信號，發(fā)送曼徹斯特編碼信號時無需另發(fā)同步信號。 （2）曼徹斯特編碼信號不含直流分量。2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology 曼徹斯特編碼的缺點是： 效率較低，如果信號傳輸速率是10Mbps，那么發(fā)送時鐘信號頻率應(yīng)為20MHz，另外一位數(shù)據(jù)可能有兩次跳變，對帶寬的利用率只有50%，降低了效率。2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology 差分曼徹斯特編碼（Difference Ma

14、nchester）編碼 差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼的改進。在差分曼徹斯特編碼中，每個比特中間的跳變只用做時鐘，并不表示數(shù)據(jù)本身，而用每個比特開始處是否產(chǎn)生跳變來表示“0”或“1”，如果某一比特開始處不跳變，就表示“1”，跳變則表示“0”。 2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology2.3.1 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼圖2-7數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼Computer Technology1.什么是信道？可以分為哪幾類？2.什么是信道帶寬？什么是信道容量？數(shù)據(jù)傳輸中的時延有哪3種？3.常用的基帶信號編碼方式有幾種？試畫出二進制位流“110110010”的各種編碼圖。作業(yè)Computer Tech

15、nology 發(fā)送端將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號變換成模擬數(shù)據(jù)信號的過程稱為調(diào)制（Modulation），調(diào)制設(shè)備就稱為調(diào)制器（Modulator）；接收端將模擬數(shù)據(jù)信號還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號的過程稱為解調(diào)（Demodulation），解調(diào)設(shè)備就稱為解調(diào)器（Demodulator）。若發(fā)送端和接收端以全雙工方式進行通信時，就需要一個同時具備調(diào)制和解調(diào)功能的設(shè)備，稱為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。 2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)Computer Technology 振幅調(diào)制（Amplitude Shift Keying，ASK） 振幅調(diào)制又叫振幅鍵控，這種方式使用載波的兩個不同振幅來表示二進制“0”和“1”。 2.3.2

16、 數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖2-8振幅調(diào)制Computer Technology 頻率調(diào)制（Frequency Shift Keying，F(xiàn)SK） 頻率調(diào)制簡稱調(diào)頻（FM），也叫頻移鍵控。這種方式使用載波頻率附近的兩個不同頻率分別表示二進制“0”和“1”。2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖2-9頻率調(diào)制Computer Technology 相位調(diào)制（Phase Shift Keying，PSK） 相位調(diào)制也叫相位鍵控（PSK）。是指幅度和頻率保持不變，而載波的相位隨發(fā)送的數(shù)字信號而變化的調(diào)制方法，它是用數(shù)字基帶信號控制正弦載波信號的相位。 相位調(diào)制包括絕對調(diào)相和相對調(diào)相兩種方式。2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)Comp

17、uter Technology 絕對調(diào)相，用相位的絕對值來表示數(shù)字信號“0”和“1”，而與前一位數(shù)據(jù)的相位無關(guān)。例如，用初始相位為的載波信號表示“0”，用初始相位為0的載波信號表示“1”。 2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖2-10絕對調(diào)相Computer Technology 相對調(diào)相，每位數(shù)據(jù)的起始相位以前一位結(jié)束點的相位為基準(zhǔn)進行變化，表示“0”的載波的起始相位相對于前一位的偏移為0，表示“1”的載波的起始相位相對于前一位的偏移為。2.3.2 數(shù)字調(diào)制技術(shù)圖2-11相對調(diào)相Computer Technology 脈沖編碼調(diào)制（Pulse Code Modulation），簡稱PCM。是數(shù)字信號對

18、連續(xù)變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生。 脈沖編碼調(diào)制主要經(jīng)過3個過程：采樣、量化和編碼 2.3.3 脈沖編碼調(diào)制Computer Technology 采樣 模擬信號數(shù)字化的第一步是采樣模擬信號是電平連續(xù)變化的信號，按大于或等于有效信號最高頻率或其帶寬兩倍的采樣頻率，將模擬信號的電平幅值取出來作為樣本信號 ，它對模擬信號進行周期性掃描，把時間上連續(xù)的信號變成時間上離散的信號。該模擬信號經(jīng)過采樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號中所有信息，也就是說能無失真的恢復(fù)原模擬信號。 2.3.3 脈沖編碼調(diào)制Computer Technology 量化 量化是將采樣所得到的樣本信號幅值按量級比較、取整的過程。經(jīng)過量

19、化后的樣本幅值為離散的量級值，而不是連續(xù)值。 2.3.3 脈沖編碼調(diào)制Computer Technology 編碼 一個模擬信號經(jīng)過采樣量化后，得到已量化的脈沖幅度調(diào)制信號，它僅為有限個數(shù)值。編碼，就是用一組二進制碼組來表示每一個有固定電平的量化值。 2.3.3 脈沖編碼調(diào)制Computer Technology 同步 是指通信的收/發(fā)雙方發(fā)送和接收數(shù)據(jù)在時間基準(zhǔn)上必須保持一致。 同步方法分為異步方式和同步方式。如果采用異步方式進行同步，就叫異步傳輸方式；如果采用同步方式進行同步，就叫做同步傳輸方式。2.4 數(shù)據(jù)同步技術(shù)Computer Technology 異步傳輸方式 又稱起止式同步方式，

20、是最早使用也是最簡單的一種方法，在異步傳輸方式中，以字符為一個整體進行傳輸，每個字符之間有一定的時間間隔，間隔的大小并不限定，為了給接收端提供一個字符開始和結(jié)尾的信息，在每個字符前設(shè)置“起”信號和在結(jié)尾處設(shè)置“止”信號。在每個字符前設(shè)置“起”信號是低電平，相當(dāng)于數(shù)字“0”狀態(tài) 2.4.1 異步傳輸方式Computer Technology2.4.1 異步傳輸方式圖2-12 異步傳輸方式Computer Technology 為了保證收發(fā)雙方的同步，數(shù)據(jù)塊在發(fā)送之前，在數(shù)據(jù)塊的前面必須加上一個或多個用特殊的字符或標(biāo)識符表示的同步字符SYN（以01101000表示）或一個同步字節(jié)（01111110

21、）用于接收方進行同步檢測，從而使收發(fā)雙方進入同步狀態(tài)，如圖2-13所示。這些同步字符用于標(biāo)記數(shù)據(jù)塊的開始，也用于區(qū)分和隔離連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，從而使發(fā)送端與接收端建立起一個同步的傳輸過程。 2.4.2 同步傳輸方式Computer Technology 常采用以下兩種方法來實現(xiàn)同步時鐘。 （1）采用單獨的同步時鐘線，把發(fā)送端的時鐘作為基本時鐘傳輸給接收端，而接收端以此為依據(jù)對數(shù)據(jù)信號采樣，完成數(shù)據(jù)的正確接收。這種方法通信成本較高，可以應(yīng)用于短距離高速傳輸?shù)那闆r。2.4.2 同步傳輸方式Computer Technology （2）發(fā)送端把時鐘信號與數(shù)據(jù)信號一起編碼（如曼徹斯特編碼方法），形成一個

22、包含時鐘信息的數(shù)據(jù)代碼進行發(fā)送，而接收端從代碼中分離出時鐘信號，用此時鐘信號作為接收采樣的工作時鐘，同樣達到同步時鐘的目的。這種方法可以應(yīng)用于基帶局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸中，如10Base以太網(wǎng)就是使用曼徹斯特編碼來實現(xiàn)同步時鐘的提取。2.4.2 同步傳輸方式Computer Technology2.4.2 同步傳輸方式圖2-13 同步傳輸方式Computer Technology 在通信系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)中，大多數(shù)傳輸介質(zhì)的傳輸能力通常大大超過傳輸單一信息的信道需求，為了更加有效地利用通信線路，希望一個信道中能夠同時傳輸多路信息。人們把利用一條物理線路同時傳輸多路信息的過程稱為信道復(fù)用（又稱多路復(fù)用）

23、。2.5 信道復(fù)用技術(shù)Computer Technology2.5 信道復(fù)用技術(shù)圖2-14信道復(fù)用Computer Technology 目前主要有4種信道復(fù)用方式：頻分多路復(fù)用（Frequency Division Multiplexing，F(xiàn)DM）、時分多路復(fù)用（Time Division Multiplexing，TDM）、波分多路復(fù)用（Wave-Length Division Multiplexing，WDM）和碼分多路復(fù)用（Code Division Multiplexing Access，CDMA）。2.5 信道復(fù)用技術(shù)Computer Technology 如果一個物理信道的可用

24、帶寬超過單個信號源的信號帶寬，就可以把信道帶寬按頻率劃分為若干個子信道，從而在同一介質(zhì)上實現(xiàn)同時傳送多路信號，即將信道的可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號的方法劃分為若干互不交疊的頻段，每路信號占據(jù)其中一個頻段，從而形成許多個子信道。 2.5.1 頻分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology2.5.1 頻分多路復(fù)用技術(shù)圖2-15 頻分多路復(fù)用Computer Technology 如果一條通信線路的位傳輸速率大于單一信號源所要求的傳輸速率，就可以采用時分多路復(fù)用。 時分多路復(fù)用是把一個物理信道從時間上分割為多個很短的時間段，稱為間隙，使多個信號源輪流占用信道，每個信號源每次使用一個間

25、隙，按一定時間間隔循環(huán)使用，所有信號源一次占用的間隙組成一個時分復(fù)用幀，每個信號源占用的所有時隙構(gòu)成一條子信道，所有子信道分配的傳輸容量相同。2.5.2 時分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology 時分多路復(fù)用又可分為同步時分多路復(fù)用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）與異步時分多路復(fù)用（Asynchronous Time Division Multiplexing，ATDM）2.5.2 時分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology （1）同步時分多路復(fù)用 同步時分多路復(fù)用采用固定時間片分配方式，即將傳輸信號的時間按特

26、定長度連續(xù)地劃分成特定時間段，再將每一時間段劃分成等長度的多個時隙，每個時隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號，在每一時間段各路數(shù)字信號都按順序地分配到一個時隙。2.5.2 時分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology （2）異步時分多路復(fù)用 異步時分多路復(fù)用技術(shù)能動態(tài)地按需分配時隙，以避免每個時間段中出現(xiàn)空閑時隙。也就是說，只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才把時隙分配給它。當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時，則不給它分配時隙，電路的空閑時隙可用于其它用戶的數(shù)據(jù)傳輸。 2.5.2 時分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology2.5.2 時分多路復(fù)用技術(shù)圖2-16時分多路復(fù)用Computer T

27、echnology 波分多路復(fù)用是指在一根光纖上使用不同的波長同時傳送多路光波信號的一種技術(shù)。主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分多路復(fù)用就是光纖的頻分復(fù)用。由于光載波的頻率很高，而習(xí)慣上是用波長而不用頻率來表示所使用的光載波，因而稱其為波分多路復(fù)用。 2.5.3 波分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology2.5.3 波分多路復(fù)用技術(shù)圖2-17波分多路復(fù)用Computer Technology 波分復(fù)用的技術(shù)特點和主要優(yōu)勢 （1）可靈活增加光纖傳輸容量 （2）同時傳輸多路信號 （3）成本低、維護方便 （4）可靠性高，應(yīng)用廣泛2.5.3 波分多路復(fù)用技術(shù)Computer Techno

28、logy 碼分多路復(fù)用常稱為碼分多址（coding division multiplexing access，CDMA），是另一種共享信道的方法，每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信，但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個用戶分配一個地址碼，各個碼型互不重疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強。2.5.4 碼分多路復(fù)用技術(shù)Computer Technology 計算機網(wǎng)絡(luò)的通信方式有多種分類方法,現(xiàn)主要按照以下三個方面來介紹通信方式。 （1）并行傳輸和串行傳輸 （2）點對點、點對多點通信 （3）單工、雙工通信 2.6 通信方式Computer Technology 在計算機中，

29、通常用8位二進制代碼來表示一個字符。根據(jù)組成字符的各個二進制位是否同時傳輸，將字符在發(fā)送端與接收端之間的傳輸方式分為串行傳輸和并行傳輸。如果以一個二進制位為單位傳輸，就是串行傳輸,如果以字節(jié)為單位傳輸就是并行傳輸。2.6.1 并行傳輸和串行傳輸Computer Technology 串行傳輸 串行傳輸是指數(shù)據(jù)以串行方式在一條信道上傳輸，即一位一位地傳送，在通信時一次只能傳送一位。2.6.1 并行傳輸和串行傳輸圖2-18串行數(shù)據(jù)通信Computer Technology 并行傳輸 并行傳輸是把多個比特以成組的方式在多個并行的信道上同時傳輸，通常以8個比特構(gòu)成的一個字符為單位，一次傳輸8個比特，占

30、用8條信道。2.6.1 并行傳輸和串行傳輸Computer Technology 并行傳輸?shù)奶攸c是：傳輸速度快，一位（比特）時間內(nèi)可傳輸一個字符；通信成本高，每位傳輸要求一個單獨的信道支持。 2.6.1 并行傳輸和串行傳輸圖2-19并行數(shù)據(jù)通信Computer Technology 為適應(yīng)不同的需要，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的各終端節(jié)點可以采用不同的線路連接方式進行連接，根據(jù)計算機與計算機、計算機與終端之間不同的線路連接方式，相應(yīng)的也有不同的通信方式。2.6.2 點對點、點對多點通信Computer Technology 點對點通信方式 點對點通信，又稱一對一通信。它是由一條通信線路把兩個DTE（數(shù)據(jù)

31、終端設(shè)備）連接起來構(gòu)成的通信方式。 2.6.2 點對點、點對多點通信Computer Technology 點對多點 根據(jù)通信系統(tǒng)中一個端點與多個端點間的線路連接形式不同，一對多通信又可以分為分支式通信和集線式通信兩種。2.6.2 點對點、點對多點通信Computer Technology 數(shù)據(jù)在通信線路上的傳輸是有方向的。按照信道的多少和在某一時間內(nèi)信息傳輸?shù)姆较?，通信方式又可分為以下三種。 （ 1）單工通信 （2）半雙工通信 （3）全雙工通信2.6.3 單工、雙工通信Computer Technology 單工通信 單工通信信道是單向信道，發(fā)送端和接收端的身份是固定的，發(fā)送端只能發(fā)送信息，

32、不能接收信息；接收端只能接收信息，不能發(fā)送信息。數(shù)據(jù)信號僅從一端傳送到另一段，即信息流是單向的。 2.6.3 單工、雙工通信Computer Technology 半雙工通信 半雙工通信是指數(shù)據(jù)可沿兩個方向傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送，雙方通信只能交替進行，采用分時間段傳輸，而不能同時進行。 2.6.3 單工、雙工通信Computer Technology 全雙工通信 是指同時可在兩個通信設(shè)備間進行兩個方向上的信息傳輸。兩端應(yīng)同時具有發(fā)送和接收的功能。 2.6.3 單工、雙工通信Computer Technology2.6.3 單工、雙工通信（a）單工通信 （b）半雙工通信 （c）全雙工

33、通信圖2-21 數(shù)據(jù)通信方式Computer Technology 交換技術(shù)，就是動態(tài)地分配傳輸線路資源的技術(shù)。典型的交換技術(shù)有兩種電路交換（Circuit Switching，CS）方式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（Store and Forward Switching）方式，其中存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式又可以分為報文交換（Message Switching，MS）和分組交換（Packet Switching，PS）兩種。2.7 數(shù)據(jù)交換技術(shù)Computer Technology 電路交換（Circuit Switching ）也稱為線路交換，是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域最早使用的交換方式。它是一種直接的交換方式，為一對需要進

34、行通信的節(jié)點之間建立一條臨時的專用通信鏈路，即提供一條專用的傳輸信道，既可以是物理通道又可以是邏輯通道（使用時分或頻分復(fù)用技術(shù)）。 2.7.1 電路交換Computer Technology 目前，公用電話交換網(wǎng)廣泛使用的交換方式是電路交換，經(jīng)由電路交換的通信包括3個階段。 1建立電路 2傳輸數(shù)據(jù) 3電路拆除2.7.1 電路交換Computer Technology 電路交換的特點： （1）需先建立連接，然后才能進行通信。建立連接、拆除連接時間長，有效通信效率低。 （2）通信線路利用率低。 （3）一旦電路建立后，數(shù)據(jù)以固定的速率傳輸，除傳輸鏈路的延時外，不再存在其它延時，適用于實時大批量數(shù)據(jù)的傳輸。 （4）不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難互相進行通信。 （5）不夠靈活，通信過程中一旦出現(xiàn)故障需重新建立連接。2.7.1 電路交換Computer Technology 報文交換方式傳輸?shù)膯挝皇菆笪?，在報文中包括要發(fā)送的正文信息和指明收發(fā)站的地址及其它控制信息。在報文交換方式中，不需要在兩個站之間建立一條專用通路。 2.7.2 報文交換Computer Technology 報文交換具有如下特點： （1）源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點在通信時不需要建立一條專用的通路。 （2）電路利用率高。由于許