數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)-第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)詳細(xì)

1、PAGE 50計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù)PAGE 49第2章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)第2章數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)密切相關(guān),是促進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要因素之一.因此,學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),必然涉及許多關(guān)于數(shù)據(jù)通信的問(wèn)題,數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是利用通信媒體傳輸信息.數(shù)據(jù)通信是兩實(shí)體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中占有十分重要的地位,它是通過(guò)各種不同的方式和傳輸介質(zhì),把處在不同地理位置的終端與主計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)連接起來(lái),從而完成數(shù)據(jù)傳輸、信息交換和通信處理等任務(wù).本章重點(diǎn)介紹與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)傳輸方式、多路復(fù)用技術(shù)、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和差錯(cuò)控制技術(shù)等內(nèi)容,主要是為計(jì)

2、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐打好基礎(chǔ).2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信就是指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間交換數(shù)據(jù)的過(guò)程.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)就是指以計(jì)算機(jī)為中心,用通信線路連接分布在各地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備而執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸功能的系統(tǒng).2.1.1 簡(jiǎn)單的通信模型通信系統(tǒng)的基本作用是在發(fā)送方(信源)和接收方(信宿)之間傳遞和交換信息.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成有3個(gè)要素:信源、信宿和信道,如圖2-1所示,它就是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型.圖2-1 簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型1信源和信宿信源就是信息的發(fā)送端,是發(fā)出待傳送信息的設(shè)備;信宿就是信息的接收端,是接收所傳送信息的設(shè)備.大部分信源和信宿設(shè)備都是計(jì)算機(jī)或其他數(shù)據(jù)終端設(shè)備.2信號(hào)變換器

3、信號(hào)變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?hào),如圖2-2所示.圖2-2 信號(hào)變換器的作用對(duì)應(yīng)不同的信源和信宿,信號(hào)變換器有不同的組成和變換功能.發(fā)送端的信號(hào)變換器可以是編碼器或調(diào)制器,接收端的信號(hào)變換器相對(duì)應(yīng)的就是譯碼器或解調(diào)器.編碼器的功能是把信源或其他設(shè)備輸入的信息作相應(yīng)的變換,使之成為適合在通信信道上傳輸?shù)男盘?hào);譯碼器的功能是在接收端完成編碼的反過(guò)程.信源輸入的信息可以是離散變化的數(shù)字信號(hào)也可以是連續(xù)變化的模擬信號(hào).調(diào)制器的作用是把信源輸入的二進(jìn)制脈沖信號(hào)變換(調(diào)制)成模擬信號(hào),以便在模擬信道上進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸;解調(diào)器的作用是反調(diào)制,即把接收端接收的模擬信號(hào)還原成二進(jìn)制脈

4、沖數(shù)字信號(hào).由于網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)?所以在大多數(shù)情況下,信源也作為信宿,信宿也作為信源;編碼器也具有譯碼功能,譯碼器也能編碼,因此統(tǒng)稱為編碼譯碼器;同樣調(diào)制器也能解調(diào),解調(diào)器也能調(diào)制,因此統(tǒng)稱為調(diào)制解調(diào)器.2.1.2 數(shù)據(jù)、信息和信號(hào)1數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)是由數(shù)字、字符和符號(hào)等組成的,可以用來(lái)描述任何概念和事物,是傳送信息的載體.數(shù)據(jù)中的各種數(shù)字、字符和符號(hào)等在沒(méi)有被定義前,是沒(méi)有實(shí)際意義的,因此,數(shù)據(jù)是尚未組織起來(lái)的事實(shí)的集合,是抽象的.信息則是數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容和解釋,有具體的意義.信息是數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工處理后所得到的,即信息是按一定要求以一定格式組織起來(lái)的、具有一定意義的數(shù)據(jù).信息必須依

5、賴于各種載體才有意義,才能被傳遞.數(shù)據(jù)是信息的表示形式,是信息的載體,信息是數(shù)據(jù)形式的內(nèi)涵,即數(shù)據(jù)是信息傳送的形式,信息是數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)涵.2信號(hào)為了使數(shù)據(jù)可以在傳輸介質(zhì)中傳輸,必須把數(shù)據(jù)變換成某種信號(hào)(電信號(hào)或光信號(hào))的形式.信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表示,具有確定的物理描述,是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其他編碼等.信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào).3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)表達(dá)數(shù)據(jù)的方式與承載數(shù)據(jù)的媒體是緊密相關(guān)的,不同的媒體能夠表達(dá)數(shù)據(jù)的方式是有限的.有兩種基本的表達(dá)數(shù)據(jù)的方式,這就是模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù).當(dāng)數(shù)據(jù)采用離散的電信號(hào)表示時(shí),這樣的數(shù)據(jù)就是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù).數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指有限個(gè)離散值,如字符串、整數(shù)數(shù)列.當(dāng)

6、數(shù)據(jù)采用電波表示時(shí),這樣的數(shù)據(jù)就是模擬數(shù)據(jù).模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間產(chǎn)生的連續(xù)值,如聲音、視頻、溫度、壓力.4模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)是在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào),是一種連續(xù)變化的電信號(hào),它可以以不同的頻率在介質(zhì)上傳輸,如正弦波信號(hào),如圖2-3所示.圖2-3 正弦波信號(hào)數(shù)字信號(hào)是一種離散的脈沖序列信號(hào),它的取值是有限個(gè)數(shù),它用恒定的正電壓負(fù)電壓或正電壓0電壓來(lái)表示“1”/“0”,它可以以不同的位速率在介質(zhì)上傳輸,如脈沖信號(hào),如圖2-4所示.圖2-4 脈沖信號(hào)2.1.3 數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)衡量和評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的好壞,必須要涉及到系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)問(wèn)題.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)是衡量數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

7、有效性和可靠性的參數(shù).有效性主要由數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率、調(diào)制速度、傳輸延遲、信道帶寬和信道容量等指標(biāo)來(lái)衡量;可靠性一般由數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率指標(biāo)來(lái)衡量.常用的數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)有以下幾種.1信道帶寬和信道容量信道是通信雙方以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的傳輸信息的通道,它是建立在通信線路及其附屬設(shè)備(如收發(fā)設(shè)備)上的.表面上看,信道與傳輸介質(zhì)好像差不多,但信道又不能等同于傳輸介質(zhì),同一條傳輸介質(zhì)可以同時(shí)存在多條信號(hào)通道,即一條通信介質(zhì)構(gòu)成的線路上往往包含了多個(gè)信道.與信號(hào)的分類相似,信道也可分為傳送模擬信號(hào)的模擬信道和傳送數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信道兩大類.但數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)模變換后就可以在模擬信道上進(jìn)行傳送,而模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)

8、模數(shù)變換后也可以在數(shù)字信道上進(jìn)行傳送.由有線傳輸介質(zhì)(如雙絞線、同軸電纜、光纜等)構(gòu)成的通信信道叫有線信道;由無(wú)線傳輸介質(zhì)(如微波、衛(wèi)星)構(gòu)成的通信信道叫無(wú)線信道.信道帶寬或信道容量是描述信道的主要指標(biāo)之一,由信道的物理特性所決定.信道帶寬是指信道中能夠傳送的信號(hào)的頻率范圍.當(dāng)信號(hào)的帶寬超過(guò)信道帶寬時(shí),信號(hào)就不能在該信道上傳送,或者傳送的信號(hào)將會(huì)失真.為計(jì)算帶寬,需要在頻率范圍內(nèi)用最高頻率減去最低頻率.例如:最高頻率為5000Hz,最低頻率為1000Hz,則帶寬即為4000Hz.信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?即一個(gè)信道能夠達(dá)到的最大的傳輸速率,它表示信道的傳輸能力.在通信領(lǐng)域

9、中,信道容量常指信道在單位時(shí)間內(nèi)可傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)(碼元是承載信息的基本信號(hào)單位,一個(gè)表示數(shù)據(jù)有效值狀態(tài)的脈沖信號(hào)就是一個(gè)碼元,其單位為波特),信道容量以碼元速率(或波特)來(lái)表示.由于數(shù)據(jù)通信主要是計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸,而這些數(shù)據(jù)最終又以二進(jìn)制位的形式表示,因此,信道容量有時(shí)也表示為單位時(shí)間最多可傳輸?shù)亩M(jìn)制的位數(shù)(也叫信道的數(shù)據(jù)傳輸速率),以位/秒(b/s)形式表示,簡(jiǎn)稱為b/s.按信道頻率范圍的不同,通?？蓪⑿诺婪譃?類:窄帶信道(帶寬為0300Hz)、音頻信道(帶寬為3003400Hz)和寬帶信道(帶寬為3400 Hz以上).2傳輸速率(1)數(shù)據(jù)傳輸速率(Rate).數(shù)據(jù)傳輸速

10、率是指通信系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制代碼的位(比特)數(shù),因此又稱比特率,單位用比特/秒表示,記為b/s或b/s.數(shù)據(jù)傳輸速率的高低,由每位數(shù)據(jù)所占的時(shí)間來(lái)決定,一位數(shù)據(jù)所占的時(shí)間寬度越小,其數(shù)據(jù)傳輸速率就越高.設(shè)T為傳輸?shù)碾娒}沖的寬度或周期,N為一個(gè)脈沖信號(hào)所有可能的狀態(tài)數(shù),則數(shù)據(jù)傳輸速率為:RS =log2 N (b/s)式中l(wèi)og2N是每個(gè)電脈沖信號(hào)所表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)(比特?cái)?shù)).如電信號(hào)的狀態(tài)數(shù)N=2,即只有“0”和“1”兩個(gè)狀態(tài),則每個(gè)電信號(hào)只傳送1位二進(jìn)制數(shù)據(jù),此時(shí),RS =1/T(2)調(diào)制速率 調(diào)制速率又稱波特速率或碼元速率,它是數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后的傳輸速率,表示每秒傳輸?shù)碾娦?/p>

11、號(hào)單元(碼元)數(shù),即調(diào)制后模擬電信號(hào)每秒鐘的變化次數(shù),它等于調(diào)制周期(即時(shí)間間隔)的倒數(shù),單位為波特(Baud).若用T(秒)表示調(diào)制周期,則調(diào)制速率為Rb=1/T (Baud),即1波特表示每秒鐘傳送一個(gè)碼元.顯然,上述兩個(gè)指標(biāo)有如下的數(shù)量關(guān)系:RS =Rb log2 N (b/s),即在數(shù)值上“波特”單位等于“比特”的log2 N倍,只有當(dāng)N=2(即雙值調(diào)制)時(shí),兩個(gè)指標(biāo)才在數(shù)值上相等.但是,在概念上兩者并不相同,Baud是碼元的傳輸速率單位,表示單位時(shí)間傳送的信號(hào)值(碼元)個(gè)數(shù),波特速率是調(diào)制速度,而b/s是單位時(shí)間內(nèi)傳輸信息量的單位,表示單位時(shí)間傳送的二進(jìn)制數(shù)的個(gè)數(shù).3誤碼率誤碼率是衡

12、量通信系統(tǒng)在正常情況下傳輸可靠性的指標(biāo).誤碼率是指二進(jìn)制碼元在傳輸過(guò)程中被傳錯(cuò)的概率.顯然,它就是錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)在所傳輸?shù)目偞a元數(shù)中所占的比例.誤碼率的計(jì)算公式為:Pe=Ne/N.式中Pe表示誤碼率,Ne表示被傳錯(cuò)的碼元數(shù),N表示傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù).上式只有在N取值很大時(shí)才有效.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中,要求誤碼率低于10-6.如果實(shí)際傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制碼元,需要折合成二進(jìn)制碼元來(lái)計(jì)算.在通信系統(tǒng)中,系統(tǒng)對(duì)誤碼率的要求應(yīng)權(quán)衡通信的可靠性和有效性兩方面的因素,誤碼率越低,設(shè)備要求就越高.需要指出的是:對(duì)于可靠性的要求,不同的通信系統(tǒng)要求是不同的.在實(shí)際應(yīng)用中,常常由若干碼元構(gòu)成一個(gè)碼字,所以可靠

13、性也常用誤字率來(lái)表示,誤字率就是碼字錯(cuò)誤的概率.有時(shí)一個(gè)碼字中錯(cuò)兩個(gè)或更多的碼元,這和錯(cuò)一個(gè)碼元是一樣的,都會(huì)使這個(gè)碼字發(fā)生錯(cuò)誤,所以,誤字率與誤碼率不是一定相等的.有時(shí)信息還用若干個(gè)碼字組成一組,所以還要有誤組率,它是傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤碼組的概率,但常使用的還是誤碼率.4傳輸延遲信道的帶寬是由硬件設(shè)備改變電信號(hào)的跳變響應(yīng)時(shí)間決定的.盡管信號(hào)的傳輸速度為每秒300 000 千米,但由于發(fā)送和接收設(shè)備存在響應(yīng)時(shí)間,特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的通信子網(wǎng)還存在中間轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間,以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)送和接收處理時(shí)間,所以,在系統(tǒng)的信息傳輸過(guò)程中存在著延遲(傳輸延遲).在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中由于不同的通信子網(wǎng)和不同的網(wǎng)絡(luò)

14、體系結(jié)構(gòu)采用不同的中轉(zhuǎn)控制方式,因此,在通信子網(wǎng)中存在的中轉(zhuǎn)延遲只能依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)而定.由電信號(hào)響應(yīng)帶來(lái)的延遲時(shí)間則是固定的.顯然,響應(yīng)時(shí)間越小,延遲就越小.也就是說(shuō),信道的帶寬越大,延遲就越小.傳輸延遲是指由于各種原因的影響,使得系統(tǒng)信息在傳輸過(guò)程中存在著不同程度的延遲或滯后的現(xiàn)象.信息的傳輸延遲時(shí)間包括發(fā)送和接受處理時(shí)間、電信號(hào)響應(yīng)時(shí)間、中間轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間和信道傳輸時(shí)間等.傳輸延遲通常又分為傳輸時(shí)延和傳播時(shí)延.傳輸時(shí)延:是指發(fā)送一組信息所用的時(shí)間,該時(shí)間與信息傳輸速率和信息格式有關(guān).傳播時(shí)延:是指信號(hào)在物理媒體中傳輸一定距離所用的時(shí)間,它與信號(hào)傳播速度和距離有關(guān).人們都知道,在理想的情況下,電磁波

15、的傳輸速率為每秒300 000 千米(即光速).通常認(rèn)為電磁波在光纖、衛(wèi)星信道中的傳播速度可達(dá)到光速,而在一般電纜中的傳輸速度約為光速的2/3.用下面的例題來(lái)更好地理解傳輸時(shí)延和傳播時(shí)延.例:在相隔1000千米的兩地傳輸3kb 的數(shù)據(jù),可以通過(guò)電纜以20kb/s的速率傳輸或通過(guò)衛(wèi)星信道以60kb/s的速率傳輸,問(wèn)從發(fā)送方開始到接收方接收到全部數(shù)據(jù)用哪種方式時(shí)間較短？(假定信息在電纜中傳輸速度為200 000千米/s,而在衛(wèi)星信道中的傳輸速度是300 000千米/s,衛(wèi)星距離地面36 000千米).數(shù)據(jù)在電纜中的傳輸時(shí)延為3kb/20kb/s=150米s,而其傳播時(shí)延為1000千米/(2105

16、千米/s)=5米s,因此使用電纜傳輸數(shù)據(jù)的總時(shí)延為150+5=155(米s);數(shù)據(jù)在衛(wèi)星中的傳輸時(shí)延為3kb/60kb/s=50米s,而其傳播時(shí)延為36 000千米2/(3105 千米/s)=240米s(注意:衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)不是地面直接傳輸,而是要通過(guò)空中的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā),因此,衛(wèi)星傳輸?shù)木嚯x近似為衛(wèi)星距離地面高度的2倍);因此使用衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)的總時(shí)延50+240=290(米s).因此本例使用電纜傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間較短.2.1.4 網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程數(shù)據(jù)從信源發(fā)出到被信宿正確接收,這是一個(gè)完整的通信過(guò)程.通信過(guò)程中的每次通信都包括傳輸數(shù)據(jù)和通信控制兩方面的內(nèi)容,其中,通信控制主要執(zhí)行各種輔助操作,并不傳輸數(shù)

17、據(jù),但這種輔助操作對(duì)傳輸數(shù)據(jù)是必不可少的.一般,通信過(guò)程包括以下5個(gè)階段.1通信線路的建立在此階段,通信系統(tǒng)中的交換設(shè)備根據(jù)發(fā)送端提供的接收端的地址等信息建立通信雙方的物理通道,也稱此階段為建立物理連接階段(它類似于打電話時(shí)的“撥號(hào)”階段).2數(shù)據(jù)傳輸及控制鏈路的建立此階段是通過(guò)雙方確認(rèn)同步關(guān)系的階段,它使雙方處于正確的發(fā)收狀態(tài),也稱此階段為建立邏輯連接階段(它類似于打電話時(shí)的“確認(rèn)通話對(duì)象”階段).3數(shù)據(jù)及控制信息的傳輸 在此階段,通信雙方交換要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及控制信息,這才是通信的實(shí)質(zhì)性階段(它類似于打電話時(shí)的雙方“通話”階段).4數(shù)據(jù)傳輸鏈路的拆除 在此階段,通信雙方通知和確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束

18、,即拆除邏輯連接(它類似于打電話時(shí)的“證實(shí)通話結(jié)束”階段).5通信線路的拆除 在此階段,由通信雙方之一通知系統(tǒng)中的交換設(shè)備拆除物理連接(它類似于打電話時(shí)的“掛機(jī)”階段).在上述5個(gè)階段中,第五階段與第一階段“互逆”,第四階段與第二階段“互逆”,第三階段是通信的實(shí)質(zhì)性階段,是不可缺少的.其余各階段根據(jù)通信環(huán)境和通信方式的不同,有時(shí)可以“省掉”,如當(dāng)采用專用通信線路時(shí),則通信過(guò)程只包括通信線路的建立、數(shù)據(jù)傳輸、通信線路的釋放這3個(gè)階段.2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,通信信道為數(shù)據(jù)的傳輸提供了各種不同的通路.對(duì)應(yīng)于不同類型的信道,數(shù)據(jù)傳輸采用不同的方式,如并行傳輸和串行傳輸方式;單工、半雙工

19、和全雙工通信方式,基帶傳輸和頻帶傳輸方式;異步傳輸和同步傳輸方式等.2.2.1 并行、串行傳輸在計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間,計(jì)算機(jī)與各種外部設(shè)備之間以及計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)(或終端)之間都是以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)通信的.依據(jù)傳輸線數(shù)目的多少,可以將數(shù)據(jù)傳輸方式分為并行傳輸和串行傳輸,并行傳輸用于短距離、高速率的通信,串行傳輸用于長(zhǎng)距離、低速率的通信.1并行傳輸在并行傳輸中,一般至少有8個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)在兩臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行傳輸,如圖2-5所示.并行傳輸是指數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上進(jìn)行的傳輸,數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送與接收,每個(gè)比特使用單獨(dú)的一條線路.并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于傳送速率快,發(fā)收雙方間不存在字符同步

20、的問(wèn)題;缺點(diǎn)是需要多個(gè)并行信道,增加了設(shè)備的成本,而且并行線路的電平相互干擾也會(huì)影響傳輸質(zhì)量,不適合做較長(zhǎng)距離的通信.并行傳輸主要用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部或同一系統(tǒng)設(shè)備間的通信.常見的并行傳輸如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸.2串行傳輸并行傳輸需要8條以上的數(shù)據(jù)線,這對(duì)于近距離的數(shù)據(jù)傳輸來(lái)說(shuō),其費(fèi)用還可以負(fù)擔(dān),但當(dāng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸時(shí),采用這種方式費(fèi)用就太高了.所以,在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,較遠(yuǎn)距離的通信采用的是另一種傳輸方式:串行傳輸方式.圖2-5 并行傳輸串行傳輸就是將比特流逐位在一條信道上進(jìn)行傳送,如圖2-6所示,源數(shù)據(jù)站向目的數(shù)據(jù)站發(fā)出“0010100101001011”的串行比特流.發(fā)收兩端一次只能發(fā)

21、送或接收一個(gè)數(shù)據(jù)位,因此所需數(shù)據(jù)線的數(shù)目大大減少,各數(shù)據(jù)位依次串行地通過(guò)通信線路.由于在計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線上傳輸?shù)氖遣⑿袛?shù)據(jù),要與外部設(shè)備進(jìn)行串行通信,在發(fā)送端就需要把并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù),在接收端還需將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)內(nèi)部的串行通信適配器負(fù)責(zé)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)和并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換.在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中,計(jì)算機(jī)之間也是串行傳輸,網(wǎng)卡就負(fù)責(zé)串行數(shù)據(jù)和并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作.圖2-6 串行傳輸相對(duì)于并行傳輸,串行傳輸?shù)男实?傳輸速率慢,但由于只有一條信道,減少了設(shè)備的成本,且易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù).串行傳輸適用于覆蓋面很廣的公共電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),所以在現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中,串行通信應(yīng)用非常廣泛.2.2.2 單工

22、、半雙工和全雙工通信1單工通信單工通信是指在兩個(gè)通信設(shè)備間,信息只能沿著一個(gè)方向被傳輸.采用單工通信時(shí),在通信設(shè)備雙方中,一方為發(fā)送設(shè)備,另一方為接收設(shè)備,如圖2-7(a)所示.廣播和電視節(jié)目的傳送以及尋呼系統(tǒng)都屬于單工通信的例子.2半雙工通信半雙工通信是指兩個(gè)通信設(shè)備間的信息交換可以雙向進(jìn)行,但不能同時(shí)進(jìn)行.也就是說(shuō),在同一時(shí)刻僅能使信息在一個(gè)方向上傳輸,如圖2-7(b)所示.半雙工通信設(shè)備的兩端要求既要有發(fā)送設(shè)備,又要有接收設(shè)備,因此該方式需要具有信道轉(zhuǎn)換能力,通常用軟件控制換向,換向過(guò)程中存在換向的延遲時(shí)間問(wèn)題,也可以采用人工操作機(jī)械開關(guān)的方法進(jìn)行控制.典型的例子是對(duì)講機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端的

23、通信.3全雙工通信全雙工通信是指兩個(gè)通信設(shè)備間可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向上的信息傳輸,如圖2-7(c)所示.通信雙方應(yīng)同時(shí)具有發(fā)送和接收的功能,與通信站相接的傳輸設(shè)備和傳輸控制協(xié)議必須提供全雙工的工作方式,同時(shí)還應(yīng)對(duì)緩存器作特殊的考慮,如想進(jìn)行同時(shí)讀寫就要求在緩存器中也能同時(shí)釋放和分配存儲(chǔ)器.平時(shí)使用的手機(jī)類似于全雙工通信.圖2-7 3種通信方式2.2.3 異步傳輸與同步傳輸在數(shù)據(jù)通信中,有一個(gè)問(wèn)題是必須要解決的,那就是同步問(wèn)題.同步問(wèn)題就是發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后,接收方如何從接收到的連續(xù)不斷的信號(hào)中識(shí)別出數(shù)據(jù)從哪開始到哪結(jié)束.目前在串行傳輸中所采用的同步方式有兩種:一是異步傳輸方式,二是同步傳輸方式.1

24、異步傳輸方式異步傳輸方式又稱為起止式同步方式,它是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?即每個(gè)字符都獨(dú)立傳輸,且每一字符的起始時(shí)刻可以為任意.每個(gè)字符在傳輸時(shí)都在字符前加上起始位和在字符后加上結(jié)束位,以表示一個(gè)字符的開始和結(jié)束.一般起始位信號(hào)的長(zhǎng)度規(guī)定為1位的寬度,極性為“0”,結(jié)束位信號(hào)可以為1位、1.5位或2位的寬度,極性為“1”,其長(zhǎng)度的選取與所采用的傳輸代碼類型有關(guān).起始位和結(jié)束位的作用是實(shí)現(xiàn)字符的同步,字符之間的間距是任意的,但發(fā)送一個(gè)字符時(shí),每個(gè)字符包含的位數(shù)都是相同的,且每一位占用的時(shí)間長(zhǎng)度是雙方約定好的,并且保持各位都恒定不變,如圖2-8所示.在異步傳輸方式中字符可以被單獨(dú)發(fā)送或連續(xù)發(fā)送,字

25、符與字符的間隔期間可以連續(xù)發(fā)送“1”狀態(tài),當(dāng)不傳字符時(shí),不要求收發(fā)時(shí)鐘同步,僅在傳輸字符時(shí),收發(fā)時(shí)鐘才需要在字符的每一位上同步.同步的具體過(guò)程是:若發(fā)送端有信息要發(fā)送時(shí),即將信號(hào)從不發(fā)送信息的“1”狀態(tài)轉(zhuǎn)到起始態(tài)“0”,接收端檢測(cè)出這種信號(hào)狀態(tài)的改變時(shí),就利用該信號(hào)的反轉(zhuǎn)啟動(dòng)接收時(shí)鐘,以實(shí)現(xiàn)收、發(fā)時(shí)鐘的同步.同理,接收端一旦收到結(jié)束位,就將定時(shí)器復(fù)位以準(zhǔn)備接收下一個(gè)字符.異步傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)是每一個(gè)字符本身就包括了本字符的同步信息,不需要在線路兩端設(shè)置專門的同步設(shè)備;缺點(diǎn)是每發(fā)送一個(gè)字符就要添加一對(duì)起止信號(hào),從而線路的開銷增加,傳輸效率低.異步傳輸方式常用于1200b/s的低速率數(shù)據(jù)傳輸中,目前

26、仍在廣泛使用.圖2-8 異步傳輸方式2同步傳輸方式同步傳輸方式是以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號(hào)的一種方法.在數(shù)字信息流中,各位的寬度相同,且字符順序相連,字符之間沒(méi)有間隙.為使接收方能夠從連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)流中正確區(qū)分出每一位(比特),則需要先建立收發(fā)雙方的同步時(shí)鐘.實(shí)際上,在同步傳輸方式中,不管是否傳送信息,要求收發(fā)兩端的時(shí)鐘都必須在每一位上保持一致.因此,同步傳輸方式又常被稱為比特或位同步.在同步傳輸中,數(shù)據(jù)的發(fā)送一般是以一組字符或比特流為單位進(jìn)行發(fā)送的.為了使接收方容易確定數(shù)據(jù)組的開始和結(jié)束,需要在每組數(shù)據(jù)的前后加上特定字符作為起始和結(jié)束標(biāo)志,同時(shí)還可以用這些標(biāo)志來(lái)區(qū)分和隔離連續(xù)傳輸

27、的數(shù)據(jù).特定標(biāo)志字符一般隨不同的規(guī)程而有所不同.例如,在面向比特的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC中,采用比特串“01111110”作為起始和結(jié)束標(biāo)志,如圖2-9所示.在暫時(shí)沒(méi)有信息傳輸時(shí),連續(xù)發(fā)送“01111110”使接收端可以一直保持和發(fā)送端同步.圖2-9 HDLC中的同步傳輸方式實(shí)現(xiàn)同步傳輸方式中的收發(fā)時(shí)鐘同步的方法有兩種:外同步法和自同步法.外同步法就是在傳輸線中增加一根時(shí)鐘信號(hào)線以連接到接收設(shè)備的時(shí)鐘上,在發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)前,先向接收端發(fā)一串同步時(shí)鐘脈沖,接收端則按照這個(gè)頻率來(lái)調(diào)整自己的內(nèi)部時(shí)鐘,并把接收時(shí)鐘重復(fù)頻率鎖定在同步頻率上,該方法適用于近距離傳輸.自同步法是讓接收方從接收的數(shù)據(jù)流中

28、直接提取同步信號(hào),以獲得與發(fā)送時(shí)鐘完全相同的接收時(shí)鐘,該方法常用于遠(yuǎn)距離傳輸.同步傳輸克服了異步傳輸方式中的每一個(gè)字符都要附加起始和結(jié)束信號(hào)的缺點(diǎn),具有較高的效率,但實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜,常用于大于2400b/s速率的傳輸.2.2.4 基帶傳輸與數(shù)字信號(hào)編碼1基帶傳輸在數(shù)據(jù)通信中,由計(jì)算機(jī)或終端等數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)通常呈矩形波形式,即表示計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特序列的數(shù)據(jù)信號(hào)是典型的矩形脈沖信號(hào),這個(gè)矩形脈沖信號(hào)就是基帶信號(hào).基帶信號(hào)所占有(固有)的頻率范圍稱為基本頻帶,簡(jiǎn)稱基帶.在通信信道中直接傳輸這種基帶信號(hào)的傳輸方式就是基帶傳輸,它將占用線路的全部帶寬,也稱為數(shù)字

29、基帶傳輸.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼問(wèn)題就是要解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示問(wèn)題,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以由多種不同形式的電脈沖信號(hào)的波形來(lái)表示,數(shù)字信號(hào)是離散的電壓或電流的脈沖序列,每個(gè)脈沖代表一個(gè)信號(hào)單元(或稱碼元).最普遍且最容易的方法是用兩種碼元分別表示二進(jìn)制數(shù)字符號(hào)“0”和“1”,每位二進(jìn)制符號(hào)和一個(gè)碼元相對(duì)應(yīng).表示二進(jìn)制數(shù)字的碼元的形式不同,產(chǎn)生的編碼方法也不同,這里主要介紹單極性全寬碼和歸零碼、雙極性全寬碼和歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼.(1)單極性全寬碼和歸零碼單極性全寬碼是指在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),有電流發(fā)出表示二進(jìn)制“1”,無(wú)電流發(fā)出表示二進(jìn)制“0”.如圖2-

30、10(a)所示.每個(gè)碼元的1/2間隔為取樣時(shí)間,每個(gè)碼元的1/2幅度(即0.5)為判決門限,接收端對(duì)收到的每個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行判決,在取樣時(shí)刻,若該信號(hào)值在0至0.5之間就判為“0”碼,在0.5至1之間就判為“1”碼.全寬碼的信號(hào)波形占一個(gè)碼元的全部時(shí)間間隔,而歸零碼是指一個(gè)碼元的信號(hào)波形占一個(gè)碼元的部分時(shí)間間隔,其余時(shí)間信號(hào)波形幅度為“0”,如圖2-10(b)所示的就是單極性歸零碼.在每個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),當(dāng)為“1”時(shí),發(fā)出正電流,但發(fā)出電流的時(shí)間短于一個(gè)碼元時(shí)間,只發(fā)一個(gè)窄脈沖;當(dāng)為“0”時(shí),仍然不發(fā)出電流.由于為“1”時(shí)就有一部分時(shí)間不發(fā)出電流,幅度“歸零”,所以稱這種碼為歸零碼.圖2-10表

31、示的就是二進(jìn)制序列“10110101”的單極性全寬碼和歸零碼.采樣時(shí)間是對(duì)準(zhǔn)脈沖中心的,判決門限為0.5.圖2-10 二進(jìn)制序列“10110101”的單極性全寬碼和歸零碼(2)雙極性全寬碼和歸零碼雙極性全寬碼是指在一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),發(fā)正電流表示二進(jìn)制的“1”,發(fā)負(fù)電流表示二進(jìn)制的“0”,正向幅度與負(fù)向幅度相等.這種情況下的判決門限定為0電平,在接收端對(duì)收到的每個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行判決,在取樣時(shí)刻,若該信號(hào)值在0電平以下就判為“0”碼,在0電平以上就判為“1”碼.雙極性歸零碼是在一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),當(dāng)為“1”時(shí),發(fā)出正的窄脈沖;當(dāng)為“0”時(shí),發(fā)出負(fù)的窄脈沖.圖2-11表示的就是二進(jìn)制序列101101

32、01的雙極性全寬碼和歸零碼.采樣時(shí)間是對(duì)準(zhǔn)脈沖中心的,判決門限為0.圖2-11 二進(jìn)制序列“10110101”的雙極性全寬碼和歸零碼(3)曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼曼切斯特編碼的編碼方法是將每一個(gè)碼元再分成兩個(gè)相等的間隔.當(dāng)為“0”時(shí),在間隔的中間時(shí)刻,從低電平變?yōu)楦唠娖?當(dāng)為“1”時(shí),在間隔的中間時(shí)刻,從高電平變?yōu)榈碗娖?這種編碼的特點(diǎn)就是在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),都有一次電平的跳轉(zhuǎn),對(duì)提取位同步信號(hào)非常有利.以太網(wǎng)中采用的就是這種編碼技術(shù).差分曼切斯特編碼的編碼方法是在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi),無(wú)論為“0”或?yàn)椤?”,在間隔的中間都有電平的跳轉(zhuǎn).但為“0”時(shí),間隔開始時(shí)刻有跳轉(zhuǎn);當(dāng)為“1”時(shí)

33、,間隔開始時(shí)刻無(wú)跳轉(zhuǎn).與曼切斯特編碼的不同之處在于每位中間的跳轉(zhuǎn)作為同步時(shí)鐘信號(hào),而取值是“0”還是“1”則根據(jù)每一位的起始處有沒(méi)有變化來(lái)判斷.令牌環(huán)網(wǎng)中采用的就是這種編碼.曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼分別如圖2-12(a)和圖2-12(b)所示.圖2-12 曼切斯特編碼和差分曼切斯特編碼2.2.5 頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼1頻帶傳輸由于基帶信號(hào)頻率很低,含有直流成分,在遠(yuǎn)距離傳輸過(guò)程中信號(hào)功率的衰減或干擾將造成信號(hào)減弱,使得接收方無(wú)法接收,因此基帶傳輸不適合于遠(yuǎn)距離傳輸;又因遠(yuǎn)距離通信信道多為模擬信道,所以,在遠(yuǎn)距離傳輸中不采用基帶傳輸而是采用頻帶傳輸.頻帶傳輸就是先將基帶信號(hào)(數(shù)字信號(hào))進(jìn)

34、行調(diào)制后變換成便于在模擬信道中傳輸?shù)?、具有較高頻率范圍的信號(hào),這種信號(hào)稱為頻帶信號(hào)(也叫模擬信號(hào)),再將這種頻帶信號(hào)在信道中傳輸.在接收端再將該頻帶信號(hào)通過(guò)解調(diào)還原成基帶信號(hào).基帶信號(hào)和頻帶信號(hào)的變換是由調(diào)制解調(diào)技術(shù)完成的,完成調(diào)制、解調(diào)的設(shè)備叫做調(diào)制解調(diào)器.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離通信通常都是采用頻帶傳輸.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼我們已經(jīng)知道,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程通信中通常采用頻帶傳輸.若要將基帶信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸,要先將其變換為頻帶信號(hào),再在模擬信道上進(jìn)行傳輸,這個(gè)變換就是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)的編碼過(guò)程(即調(diào)制過(guò)程).所謂調(diào)制就是進(jìn)行波形變換,利用基帶信號(hào)對(duì)高頻震蕩載波的參量進(jìn)行修改.最常用的載波

35、是正弦波,假設(shè)振幅為1、頻率為f、初相位為,則對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:u(t)sin(ft+).通過(guò)對(duì)載波的振幅、頻率和初相位進(jìn)行修改,分別對(duì)應(yīng)了3種最基本的調(diào)制方法:調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相,如圖2-13所示.(1)調(diào)幅(A米).載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)的變化而變化,如“0”對(duì)應(yīng)于無(wú)載波輸出,即振幅為0;而“1”對(duì)應(yīng)于有載波輸出,即振幅為1,對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:數(shù)1數(shù)0數(shù)0數(shù)1數(shù)1數(shù)0u(t)(2)調(diào)頻(F米).載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)的變化而變化,如“0”對(duì)應(yīng)于頻率f1,而“1”對(duì)應(yīng)于頻率f2,對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:u(t)(3)調(diào)相(P米).載波的初相位隨基帶數(shù)字信號(hào)的變化而變化,如“0”對(duì)應(yīng)于相位1

36、80,而“1”對(duì)應(yīng)于相位0,對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:u(t)圖2-13 基帶數(shù)字信號(hào)的3種調(diào)制波形2.2.6 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼常用的方法有脈沖編碼調(diào)制(P厘米)和增量調(diào)制(米),現(xiàn)以P厘米方法為例介紹.P厘米方法以取樣定理為基礎(chǔ),將模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化.例如對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼,一般包括取樣、量化、和編碼3個(gè)過(guò)程.(1)取樣.取樣是指在每隔固定長(zhǎng)度的時(shí)間點(diǎn)上抽取模擬數(shù)據(jù)的瞬時(shí)值,作為從這一次取樣到下一次取樣之間該模擬數(shù)據(jù)的代表值.根據(jù)取樣定理,當(dāng)取樣的頻率F大于或等于模擬數(shù)據(jù)的頻帶寬度(模擬信號(hào)的最高變化頻率F米ax)的2倍(即F2F米ax)時(shí),所得的離散信號(hào)可以無(wú)失真地

37、代表被取樣的模擬數(shù)據(jù).取樣的結(jié)果是變連續(xù)的模擬信息為離散信息.取樣也可以稱為抽樣或采樣.(2)量化.量化就是把取樣得到的不同的離散幅值,按照一定的量化級(jí)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值,并取整數(shù),得到離散信號(hào)的具體數(shù)值.所取的量化級(jí)越高,表示離散信號(hào)的精度越高.(3)編碼.編碼是將量化后的離散值轉(zhuǎn)換為一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)值.通常,當(dāng)量化級(jí)為N時(shí),對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為log2 N.2.3 多路復(fù)用技術(shù)在遠(yuǎn)距離通信中,為了高效合理地利用傳輸介質(zhì),通常采用多路復(fù)用技術(shù),人們把利用一條物理信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)的過(guò)程稱為多路復(fù)用.多路復(fù)用技術(shù)是使多路數(shù)據(jù)信號(hào)共同使用一條線路進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù),使多個(gè)計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備共享信道資源

38、,提高信道的利用率.特別是在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí),可大大節(jié)省電纜的成本、安裝與維護(hù)費(fèi)用.實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用功能的設(shè)備是多路復(fù)用器.多路復(fù)用技術(shù)如圖2-14所示.圖2-14 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)通常有:頻分多路復(fù)用技術(shù)、時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)、波分多路復(fù)用技術(shù)和碼分多路復(fù)用技術(shù).2.3.1 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用技術(shù)(FD米)是按照不同的頻率來(lái)區(qū)分信號(hào)的一種方法,將傳輸頻帶劃分為若干個(gè)較窄的頻帶,每個(gè)頻帶傳送一路信號(hào),形成一個(gè)子信道.一個(gè)具有一定帶寬的線路可以劃分為若干個(gè)頻率范圍,相互之間沒(méi)有重疊,同時(shí),為了避免兩個(gè)相鄰頻段的相互干擾,頻段之間必須保留一定的縫隙,稱為保護(hù)頻帶.這樣,頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的

39、時(shí)間內(nèi)占用不同的頻帶資源.頻分多路復(fù)用技術(shù)如圖2-15所示.圖2-15 頻分多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用常用于模擬信號(hào)的傳輸,如收音機(jī)、電視機(jī)等,也用于寬帶網(wǎng)絡(luò).載波電話通信系統(tǒng)是頻分多路復(fù)用的典型例子.2.3.2 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)(TD米)是將通信信道傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間劃分成等長(zhǎng)的時(shí)分復(fù)用幀(即TD米幀),每一個(gè)TD米幀再劃分成若干等長(zhǎng)的時(shí)間片,每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每個(gè)TD米幀中占用固定序號(hào)的時(shí)間片來(lái)使用公共線路,在其占用的時(shí)間片內(nèi),信號(hào)獨(dú)自使用信道的全部帶寬.時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)如圖2-16所示.圖2-16 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)從圖上可以看出一個(gè)用戶所占用的時(shí)間片是周期出現(xiàn)的,這個(gè)周期就是一

40、個(gè)時(shí)分復(fù)用幀的長(zhǎng)度.時(shí)分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)比較成熟,缺點(diǎn)是不夠靈活,如當(dāng)用戶在某一段時(shí)間暫時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)(例如用戶正在鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息),也只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著,而其他用戶卻不能使用這個(gè)暫時(shí)空閑的信道資源.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)就是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用技術(shù),它能明顯地提高信道的利用率.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(STD米)是使用STD米幀來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的,但每一個(gè)STD米幀中劃分的時(shí)間片的數(shù)目要小于進(jìn)行復(fù)用的用戶數(shù),每一幀中的時(shí)間片不再是固定分配給某個(gè)用戶,而是按需動(dòng)態(tài)地給每個(gè)用戶分配時(shí)間片.統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)如圖2-17所示.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用又稱為異步時(shí)分復(fù)用,而普通的時(shí)分復(fù)用則稱為同

41、步時(shí)分復(fù)用.需說(shuō)明的是這里的幀與數(shù)據(jù)鏈路層的幀不是一個(gè)概念.圖2-17 統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)通常用于數(shù)字信號(hào)的傳輸,也可用于模擬信號(hào)的傳輸.時(shí)分多路復(fù)用在任一時(shí)刻只傳送一種信號(hào),多路信號(hào)分時(shí)的在信道中進(jìn)行傳輸,而頻分多路復(fù)用是在任一時(shí)刻,同時(shí)傳送多路信號(hào),各路信號(hào)占用的頻帶不同.2.3.3 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用技術(shù)(WD米)就是光的頻分復(fù)用,是把光波波長(zhǎng)分割復(fù)用,在一根光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)的光信號(hào)的一種技術(shù).波分多路復(fù)用技術(shù)的基本原理是在發(fā)送端將不同的光信號(hào)組合起來(lái)(也即是復(fù)用過(guò)程),然后耦合到光纜線路上,再用一根光纖進(jìn)行傳輸;在接收端將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)區(qū)分開來(lái)(即解復(fù)用過(guò)

42、程),再通過(guò)進(jìn)一步處理恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端.波分多路復(fù)用技術(shù)實(shí)質(zhì)上是利用了光具有不同波長(zhǎng)的特征.WD米的原理十分類似于FD米,不同的是它利用波分復(fù)用設(shè)備將不同信道的信號(hào)調(diào)制成不同波長(zhǎng)的光,并復(fù)用到光纖信道上.在接收方,采用波分設(shè)備分離不同波長(zhǎng)的光.相對(duì)于電多路復(fù)用器,WD米發(fā)送和接收端的器件分別稱為分波器和合波器.光波多路復(fù)用技術(shù)除WD米外,還有密集波分技術(shù)(DWD米),光纖的密集波分技術(shù)可極大地增加光纖信道的數(shù)量,從而充分利用光纖的潛在帶寬,是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)今后使用的重要技術(shù).2.3.4 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用技術(shù)(CD米)是一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的新技術(shù),筆記本電腦和掌上電腦等移動(dòng)性計(jì)

43、算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信將會(huì)大量使用碼分多路復(fù)用技術(shù).碼分多路復(fù)用的基礎(chǔ)是微波擴(kuò)頻通信,其特點(diǎn)是頻率和時(shí)間資源均為共享.因此,在頻率和時(shí)間資源緊缺的情況下,CD米技術(shù)將獨(dú)具魅力,越來(lái)越受到人們的關(guān)注.2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù)各種數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼后要在通信線路上進(jìn)行傳輸,最簡(jiǎn)單的形式是用傳輸介質(zhì)將兩個(gè)端點(diǎn)直接連接起來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸.但是,每個(gè)通信系統(tǒng)都采用把收發(fā)兩端直接相連的形式是不可能的,一般要通過(guò)一個(gè)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的中間網(wǎng)絡(luò)來(lái)把數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn),以此實(shí)現(xiàn)通信.這個(gè)中間網(wǎng)絡(luò)不關(guān)心所傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容,而只是為這些數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)直至到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)提供交換的功能.數(shù)據(jù)交換是多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠?/p>

44、效手段.常用的數(shù)據(jù)交換方式有兩大類:電路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換,存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換又可分為報(bào)文交換和報(bào)文分組交換方式.2.4.1 電路交換電路交換也叫線路交換,是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域最早使用的交換方式.電路交換方式與電話交換方式基本相同,即在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前,必須在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接.1電路交換的基本工作原理電路交換過(guò)程主要有3個(gè)階段:線路建立、數(shù)據(jù)傳輸和線路釋放.電路交換的基本工作原理如圖2-18所示.圖2-18 電路交換的基本工作原理(1)線路建立階段如果主機(jī)HA 要向主機(jī)HB傳輸數(shù)據(jù),那么首先要通過(guò)通信子網(wǎng)在HA與HB之間建立線路連接.HA首先向通信子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)A發(fā)送“

45、呼叫請(qǐng)求包”.“呼叫請(qǐng)求包”內(nèi)含有需要建立線路連接的源主機(jī)地址和目的主機(jī)地址.節(jié)點(diǎn)A根據(jù)目的主機(jī)地址,啟動(dòng)路由算法選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)如果為B,則向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送“呼叫請(qǐng)求包”;節(jié)點(diǎn)B收到呼叫請(qǐng)求后,同樣根據(jù)路選算法,如選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為C,節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送“呼叫請(qǐng)求包”;節(jié)點(diǎn)C收到呼叫請(qǐng)求后,也要根據(jù)路選算法,選擇下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為D,節(jié)點(diǎn)C向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送“呼叫請(qǐng)求包”;節(jié)點(diǎn)D收到呼叫請(qǐng)求后,向與其直接連接的HB發(fā)送“呼叫請(qǐng)求包”;HB如接受HA的呼叫連接請(qǐng)求,則通過(guò)已經(jīng)建立的物理連接DCBA,向HA發(fā)送“呼叫應(yīng)答包”.至此,從HAABCDHB的專用物理線路連接建立完成,該物理連接為此次HA與HB的數(shù)據(jù)交換提

46、供服務(wù).(2)數(shù)據(jù)傳輸階段在HA與HB通過(guò)通信子網(wǎng)的物理線路建立連接以后,就可以通過(guò)該連接將數(shù)據(jù)從源站發(fā)往目的站了,線路連接是全雙工的,即數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向進(jìn)行傳輸.在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中,所建立的連接必須始終保持連接狀態(tài).(3)線路釋放階段數(shù)據(jù)傳輸完成后,進(jìn)入線路釋放階段.一般由HA向HB發(fā)送“釋放請(qǐng)求包”,HB同意結(jié)束傳輸、釋放線路后,將向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送“釋放應(yīng)答包”;建立的物理連接將由DCBA逐節(jié)點(diǎn)釋放,將線路的使用權(quán)交還給網(wǎng)絡(luò),以供其他用戶使用,至此結(jié)束此次通信. 電路交換屬于電路資源預(yù)分配系統(tǒng),即每次通信時(shí),通信雙方都要連接電路,且在一次連接中,電路被預(yù)分配給一對(duì)固定用戶.不管該電路上是否

47、有數(shù)據(jù)傳輸,其他用戶都不能使用該電路,直至通信雙方要求釋放此電路為止.2電路交換的特點(diǎn)電路交換方式的特點(diǎn)是在整個(gè)連接路徑中均采用物理連接,它具有以下的一些優(yōu)點(diǎn):信息傳輸延遲(時(shí)延)小;電路是透明的;信息傳送的吞吐量大.采用電路交換方式傳送數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是:所占用的帶寬是固定的,造成網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較低;由于通信的傳輸通路是專用的,采用電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的效率較低;通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式、同步方式、通信規(guī)程等要完全兼容,不同速率和不同通信協(xié)議之間的用戶不能通信.采用電路交換方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信,可以用于公用交換網(wǎng),即電話網(wǎng),以及專線方式,如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN.電路交換適用于信息量大的場(chǎng)合

48、.2.4.2 報(bào)文交換報(bào)文交換采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù),將要發(fā)送的信息分成若干個(gè)報(bào)文正文,報(bào)文交換方式是以報(bào)文為單位來(lái)交換信息的.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的原理是輸入的信息在交換設(shè)備控制下,先在存儲(chǔ)區(qū)暫存,并對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行處理,待指定輸出線空閑時(shí),再分別將信息轉(zhuǎn)發(fā)出去.1報(bào)文交換的工作原理報(bào)文交換的過(guò)程是:發(fā)送方先把待傳送的信息分為多個(gè)報(bào)文正文,在報(bào)文正文上附加發(fā)送方和接收方的地址及其他控制信息,形成一份完整的報(bào)文;然后,以報(bào)文為單位在交換網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行傳送;節(jié)點(diǎn)在接收到整個(gè)報(bào)文后對(duì)報(bào)文進(jìn)行緩存和必要的處理,等到指定輸出端的線路和下一個(gè)節(jié)點(diǎn)空閑時(shí),再將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去,直到目的節(jié)點(diǎn);目的節(jié)點(diǎn)將收到的各份報(bào)文

49、按原來(lái)的順序進(jìn)行組合,然后再將完整的信息交付給接收端計(jì)算機(jī)或終端.2報(bào)文交換的特點(diǎn)報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是:交換過(guò)程沒(méi)有電路連接,可以采用多路復(fù)用技術(shù),從而提高線路的利用率;用戶不需要叫通對(duì)方就可以發(fā)送報(bào)文;容易實(shí)現(xiàn)不同類型的終端之間的通信.報(bào)文交換的缺點(diǎn)是:數(shù)據(jù)延遲較大,不利于實(shí)時(shí)通信;要求交換機(jī)有高速處理能力及大的存儲(chǔ)容量,因此增加了設(shè)備的開銷.2.4.3 分組交換分組交換采用的也是“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”技術(shù),但它把報(bào)文分割成若干較短的按一定格式組成的報(bào)文分組(也叫包)來(lái)進(jìn)行交換和傳輸.由于報(bào)文分組長(zhǎng)度較短,傳輸差錯(cuò)檢錯(cuò)容易,出錯(cuò)重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少,這樣有利于提高存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間的利用率和傳輸效率,

50、因此分組交換(包交換)成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù).分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中又分為兩類:虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換.(1)虛電路分組交換虛電路分組交換是在傳送數(shù)據(jù)前必須在發(fā)送端和接收端之間建立一條邏輯連接,數(shù)據(jù)按照事先建好的路徑順序進(jìn)行傳輸.傳送數(shù)據(jù)量較大時(shí),通常采用虛電路方式.(2)數(shù)據(jù)報(bào)分組交換數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中每個(gè)分組的大小有嚴(yán)格的限制,每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息.各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同,各數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地的順序也可能不同,有的數(shù)據(jù)報(bào)甚至可能會(huì)丟失.(3)分組交換的特點(diǎn)分組交換的優(yōu)點(diǎn)是:采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式,不獨(dú)占信道;信息傳輸延遲較小;為不同通信規(guī)程的數(shù)據(jù)終

51、端間能相互通信提供了會(huì)話環(huán)境;可靠性高.分組交換的缺點(diǎn)是:技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,軟件及硬件結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜;網(wǎng)絡(luò)附加的信息較多.分組交換主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)終端連網(wǎng),這部分內(nèi)容將在3.2.4節(jié)進(jìn)行詳細(xì)介紹.2.4.4 交換技術(shù)的比較如圖2-19所示為電路交換、報(bào)文交換與分組交換的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)和主要區(qū)別,圖中A和D分別是源站點(diǎn)和目的站點(diǎn),而B和C是中間節(jié)點(diǎn).圖2-19 3種交換技術(shù)的比較從圖中可以看出,不同交換技術(shù)適用于不同場(chǎng)合.若要連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù),而且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫建立的時(shí)間,則采用在數(shù)據(jù)通信之前預(yù)先分配傳輸線路的電路交換較為合適.報(bào)文交換和分組交換不需要預(yù)先分配傳輸線路,在傳送突發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)可提高整個(gè)

52、網(wǎng)絡(luò)的信道利用率.分組交換比報(bào)文交換的延遲小,但其節(jié)點(diǎn)交換機(jī)必須具有更強(qiáng)的處理能力.另外,當(dāng)端到端的通路是由很多段鏈路組成時(shí),采用分組交換傳送數(shù)據(jù)比用電路交換有一個(gè)好處,那就是采用電路交換時(shí),只要整個(gè)通路中有一段鏈路不能用,則通信就不能進(jìn)行,但分組交換可以將數(shù)據(jù)一段一段地像接力賽那樣傳過(guò)去.2.4.5 高速交換技術(shù)目前常用的數(shù)據(jù)交換方式主要是電路交換和分組交換,但近幾年又出現(xiàn)了綜合電路交換和分組交換的高速交換方式,也叫混合交換方式.混合交換方式采用動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用技術(shù),將一部分帶寬分配給電路交換用,而將另一部分帶寬分配給分組交換用,這兩種交換所占的帶寬比例也是動(dòng)態(tài)可調(diào)的,以便使這兩種交換都能得到充

53、分利用,提供多媒體傳輸服務(wù).典型的AT米(異步傳輸模式)、DQDB(分布式隊(duì)列雙總線)等均屬混合交換,它們同時(shí)提供等時(shí)電路交換和分組交換服務(wù).FR(幀中繼)交換也是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高速交換技術(shù).2.5 差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本任務(wù)是高效而無(wú)差錯(cuò)地傳輸數(shù)據(jù).為了減少傳輸差錯(cuò),保證通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量,通常采用兩種基本方法:一是改善線路質(zhì)量,采用誤碼率低的線路,二是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行差錯(cuò)控制,即差錯(cuò)檢測(cè)和糾正.差錯(cuò)控制就是為防止由于各種噪聲干擾等因素引起的信息傳輸錯(cuò)誤或?qū)⒉铄e(cuò)限制在所允許的盡可能小的范圍內(nèi)而采取的措施,這是一種主動(dòng)式的防范措施.2.5.1 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因所謂“差錯(cuò)”就是在通信接收端收到

54、的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際發(fā)出的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象.任何一條遠(yuǎn)距離通信線路,都不可避免地存在一定程度的噪聲干擾,這些噪聲干擾的后果就可能導(dǎo)致差錯(cuò)的產(chǎn)生.傳輸中的差錯(cuò)主要是由熱噪聲引起的,熱噪聲有隨機(jī)熱噪聲和沖擊熱噪聲兩大類.隨機(jī)熱噪聲是通信信道上固有的、持續(xù)存在的熱噪聲,如線路本身電氣特性隨機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)幅度、頻率、相位的畸變和衰減,電氣信號(hào)在線路上產(chǎn)生反射造成的回音效應(yīng),相鄰線路之間的串?dāng)_等,這種熱噪聲具有不固定性.沖擊熱噪聲是由外界某種原因突發(fā)產(chǎn)生的熱噪聲,如大氣中的閃電、電源開關(guān)的跳火、外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的變化、電源的波動(dòng)等.沖擊熱噪聲比隨機(jī)熱噪聲幅度大,是引起傳輸差錯(cuò)的主要原因.由于熱噪聲會(huì)造成傳輸中的

55、數(shù)據(jù)信號(hào)失真,產(chǎn)生差錯(cuò),所以在傳輸中要盡量減少或避免由于熱噪聲的影響而產(chǎn)生的差錯(cuò),而在通信系統(tǒng)中,熱噪聲干擾是不可避免的.因此,沒(méi)有差錯(cuò)控制的傳輸通常是不可靠的.如圖220所示的就是差錯(cuò)產(chǎn)生的過(guò)程示意圖.當(dāng)數(shù)據(jù)從信源發(fā)出,經(jīng)過(guò)通信信道時(shí),由于通信信道總是有一定的噪聲存在,在到達(dá)信宿時(shí),接收信號(hào)是發(fā)送信號(hào)與噪聲的疊加.在接收端,接收電路在取樣時(shí)間判斷信號(hào)電平時(shí),如果噪聲對(duì)信號(hào)疊加的結(jié)果在最后電平判決時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤,則就會(huì)引起傳輸數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤.圖2-20 差錯(cuò)產(chǎn)生的過(guò)程示意圖2.5.2 常用的差錯(cuò)控制編碼方法差錯(cuò)控制編碼方法的基本思想是通過(guò)對(duì)信息序列進(jìn)行某種變換,按一定規(guī)則增加一些冗余碼,使原來(lái)彼此獨(dú)立

56、的、沒(méi)有相關(guān)性的信息碼產(chǎn)生某種相關(guān)性,接收端據(jù)此來(lái)檢查和糾正傳輸信息序列中的差錯(cuò).這種以一定方式在信息序列中加入冗余碼的過(guò)程就是差錯(cuò)控制編碼.常用的檢錯(cuò)碼主要有奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余碼等.1奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼是一種最常見的檢錯(cuò)碼.在傳輸ASCII字符時(shí),每個(gè)ASCII字符用7位來(lái)表示,最后加上一個(gè)奇偶校驗(yàn)位,以便檢測(cè)差錯(cuò).在奇校驗(yàn)中,在每一個(gè)字符上增加一個(gè)附加位,使得該字符中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù),如果接收方接收的數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)時(shí),就認(rèn)為傳輸正確,否則就認(rèn)為傳輸錯(cuò)誤.在偶校驗(yàn)中,也在每個(gè)字符上增加一個(gè)附加位,使得該字符中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù),如果接收方接收的數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)時(shí),就認(rèn)

57、為傳輸正確,否則就認(rèn)為傳輸錯(cuò)誤.奇偶校驗(yàn)方法非常簡(jiǎn)單,但并不十分可靠,奇偶校驗(yàn)一般只用于通信要求較低的環(huán)境.通常偶校驗(yàn)用于異步傳輸或低速傳輸,奇校驗(yàn)用于同步傳輸.2循環(huán)冗余碼(CRC)循環(huán)冗余碼又稱多項(xiàng)式碼.循環(huán)冗余碼校驗(yàn)具有良好的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),易于實(shí)現(xiàn),發(fā)送端編碼器和接收端檢測(cè)譯碼器的實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單,同時(shí),具有十分強(qiáng)的檢錯(cuò)能力,特別適合于檢測(cè)突發(fā)性的錯(cuò)誤,在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用.現(xiàn)將計(jì)算CRC碼的校驗(yàn)序列碼的過(guò)程概括如下.(1)在發(fā)送端,設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)的二進(jìn)制信息碼為米位,F(x)為這米位信息碼對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式,即發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列是多項(xiàng)式F(x)的系數(shù),G(x)為k階生成多項(xiàng)式(其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼為

58、k+1位),即k是生成多項(xiàng)式的最高次冪,G(x)是雙方預(yù)先約定的生成多項(xiàng)式,F(x)xk的意義就是數(shù)據(jù)比特序列左移k位,尾部加上k個(gè)“0”(用于存放下面計(jì)算出的余數(shù)R(x)對(duì)應(yīng)的k位二進(jìn)制碼).(2)CRC校驗(yàn)碼采用二進(jìn)制模2算法,即加法不進(jìn)位,減法不借位,這是一種異或算法,也就是兩個(gè)數(shù)值相同取0,兩個(gè)數(shù)值不同取1.采用二進(jìn)制模2算法將F(x)xk除以多項(xiàng)式G(x)得:(F(x)xk)/G(x)Q(x)R(x)/G(x)其中R(x)為余數(shù)多項(xiàng)式,R(x)對(duì)應(yīng)的比特序列有k位,這k位二進(jìn)制碼即是求得的CRC碼的校驗(yàn)序列碼.(3)將F(x)xk R(x) 作為整體,從發(fā)送端通過(guò)通信信道傳送到接收端

59、,即實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)為:數(shù)據(jù)字段校驗(yàn)碼字段F(x)xk R(x)(4)在接收端,若接收到的比特序列所對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式能被G(x)整除,則說(shuō)明接收的數(shù)據(jù)正確,否則認(rèn)為接收的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤.確定數(shù)據(jù)接收正確后,把收到的編碼信息尾部的校驗(yàn)序列碼去掉即可恢復(fù)與發(fā)送信息相同的信息.2.5.3 差錯(cuò)控制機(jī)制1差錯(cuò)控制方法檢錯(cuò)法,是在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加冗余位,使接收方知道有差錯(cuò)發(fā)生,但不知道是什么樣的差錯(cuò),然后向發(fā)送方請(qǐng)求重傳,常用的是奇偶校驗(yàn)碼和CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)碼.糾錯(cuò)法,是在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加足夠的冗余信息,使接收方能夠推導(dǎo)出已發(fā)出的數(shù)據(jù)應(yīng)該是什么,常用的是海明校驗(yàn)碼.2差錯(cuò)控制基本方式差錯(cuò)控制基本方式主要有

60、檢錯(cuò)反饋重發(fā)、前向糾錯(cuò)和混合糾錯(cuò)3種.(1)檢錯(cuò)反饋重發(fā)檢錯(cuò)反饋重發(fā)又稱自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā),簡(jiǎn)稱ARQ.工作原理:發(fā)送端對(duì)所發(fā)送的序列進(jìn)行差錯(cuò)控制編碼,接收端根據(jù)檢驗(yàn)序列的編碼規(guī)則判決有無(wú)誤碼,若發(fā)現(xiàn)有誤碼,則利用反向信道要求發(fā)送端重發(fā)有錯(cuò)的信息,直至接收端檢測(cè)認(rèn)為無(wú)誤為止,從而達(dá)到糾正差錯(cuò)的目的,它可以工作于半雙工鏈路和全雙工鏈路上.工作于半雙工鏈路上的又叫停止等待ARQ,發(fā)送端在發(fā)完一組信息后就停下來(lái)等待接收端由反饋信道送回的判決信號(hào).如果送回的是“否認(rèn)”(NAK)或收到的是“否認(rèn)”信號(hào),在計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)前則需重發(fā)該組信號(hào).如收到“肯定”(ACK)信號(hào),則繼續(xù)發(fā)送下一組.這種方式常用于面向字符的