數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識

1、第二章數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識 基本概念 信息及其主要特征 傳輸介質(zhì) 數(shù)據(jù)編碼 多路復(fù)用技術(shù) 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 差錯控制及檢測1基本概念數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構(gòu)成傳輸速率2數(shù)據(jù)通信信源信宿信道噪聲一次通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫做信源。接收信息的一端叫做信宿。信源和信宿之間通過信道進行信息的交換。信息在傳輸過程中可能會受到外界的干擾，這種干擾叫噪聲。3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸線路調(diào)制解調(diào)器多路復(fù)用器交換機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)終端設(shè)備計算機系統(tǒng)4數(shù)據(jù)通信基本過程第一階段：建立通信線路第二階段：建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路第三階段：傳送通信控制信號和傳送數(shù)據(jù)第四階段：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，雙方通過通信控制信息 確

2、認此次通信結(jié)束第五階段：任何一方通知交換機通信結(jié)束，可以切 斷物理連接5數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)傳輸速率碼元速率（）信息速率（b）blog誤碼率誤碼率Pc誤位率Pb誤字符率Pw6信息及其主要特征數(shù)字信道和模擬信道信道的最大傳輸速率通信線路連接方式數(shù)據(jù)的傳輸方式7數(shù)字信道和模擬信道以數(shù)字脈沖形式傳輸數(shù)據(jù)的信道稱為數(shù)字信道以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道稱為模擬信道如果信源產(chǎn)生的是數(shù)字數(shù)據(jù)可以有兩種傳輸方式.用模擬信道傳輸信宿噪聲信源傳輸介質(zhì)調(diào)制器解調(diào)器.用數(shù)字信道傳輸8信道的最大傳輸速率C=2Wlog2M W為信道寬帶 C為信道容量C=Wlog2（1+S/N） W為信道寬帶 S/N為信噪比9通信線

3、路連接方式點點連接方式分支連接方式集線連接方式10數(shù)據(jù)的傳輸方式信道的通信方式 單工通信 （無線電廣播 ） 半雙工通信 （對講機） 全雙工通信11數(shù)據(jù)的傳輸方式基帶傳輸 方波固有的頻率稱為基帶，方波信號稱為基帶信號。在信道上直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號稱為基帶傳輸（編碼解碼器）頻帶傳輸 是指數(shù)字信號調(diào)制成音頻信號后再發(fā)送和傳輸，到達接收端后把音頻信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號。（調(diào)制解調(diào)器）12寬帶傳輸常用于中。在早期這是利用頻帶寬度至少為的寬帶同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。使用時通常將這樣寬的頻帶劃分為若干個子頻帶，分別用這些子頻帶來傳送音頻信號，視頻信號以及數(shù)字信號。利用寬帶傳輸系統(tǒng)來實現(xiàn)聲音，文字和圖象的一

4、體化傳輸?，F(xiàn)在常指傳輸速率大于bs的廣域網(wǎng)接入技術(shù)，如，等。（射頻調(diào)制解調(diào)器）13數(shù)據(jù)同步方式同步，是指接收端嚴(yán)格的按照發(fā)送端所發(fā)送的每個碼元的重復(fù)頻率以及起止時間來接收數(shù)據(jù)。位同步字符同步幀同步14傳輸介質(zhì)同軸電纜雙絞線電纜光釬電纜無線傳輸介質(zhì)地面微波衛(wèi)星微波紅外線通信15同軸電纜16型號RG-8或RG-11 （阻抗50歐姆）粗纜RG-58（50歐姆）細纜RG-59（75歐姆）CATV細纜RG-62（93歐姆）ARCnet網(wǎng)絡(luò)及IBM3270系統(tǒng)專用 一般為頻分多路復(fù)用17雙絞線電纜18光釬電纜19數(shù)據(jù)編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼20數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼

5、001101(a)(b)(c)不歸零制編碼 無電壓0 負電壓1曼徹斯特編碼 位中間跳變從高到低1從低到高0差分曼徹斯特編碼 每一位的開始有跳變0無跳變121數(shù)字數(shù)據(jù)調(diào)制編碼調(diào)頻FM調(diào)幅AM調(diào)相PM見page4822模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼采樣定理：一個連續(xù)變化的模擬信號，假設(shè)其最高頻率或帶寬為fmax，若對它以周期T進行采樣，則采樣頻率f=1/T，若能滿足f2 fmax，那么采樣后的離散序列就能無失真的恢復(fù)出原始的模擬信號。23脈沖編碼調(diào)制技術(shù)原始信號采樣量化編碼00011124多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用時分多路復(fù)用波分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用25頻分多路復(fù)用（FDM） Frequency Divis

6、ion Multiplexing頻分多路復(fù)用本質(zhì)上就是把每路信息以某種調(diào)制方式調(diào)制到不同頻率的載波上，然后合并成一個信號送到信道上傳輸。接收方把接收到的信號送入帶通濾波器，分離出各載波信號，這些載波經(jīng)過解調(diào)，最后借助低通濾波器將原始信息恢復(fù)出來。 （同時發(fā)送）有線電視 ADSL 收音機26頻分多路復(fù)用60646872通道1通道2通道3頻率/KHZ多路復(fù)用的通道原來的帶寬3003100頻率/KHZ通道1.2.327時分多路復(fù)用（TDM） Time Division Multiplexing將一個傳輸周期劃分為多個時隙，讓多路信號分別在不同的時隙內(nèi)傳送，形成每一路信號在連續(xù)的傳送周期內(nèi)輪流發(fā)送的情

7、形。（非同時發(fā)送）同步時分復(fù)用（STM）異步時分復(fù)用（ATM）28時分多路復(fù)用TDMBBBAAACCCABCTDMABCCCCAAABBB29波分多路復(fù)用（WDM） Wavelength Division Multiplexing波分多路復(fù)用技術(shù)是在一根光釬中能同時傳輸多個光波信號的技術(shù)。在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來，復(fù)用到一根光釬上，在接收端又將組合的光信號分開，并送入不同的終端。30波分多路復(fù)用波長功率光釬1的波譜波長功率光釬2的波譜波長功率光釬3的波譜波長功率光釬4的波譜波長功率共享光釬的波譜光釬1光釬3光釬4光釬2光柵光柵共享光釬波分多路復(fù)用單釬傳輸31碼分多路復(fù)用（CDM） W

8、avelength Division Multiplexing根據(jù)碼型結(jié)構(gòu)的不同來實現(xiàn)信號分割的多路復(fù)用稱為碼分多路復(fù)用。所有用戶使用同一頻率，占用相同的帶寬，各個用戶可以同時發(fā)送或接收信號，用各自不同的地址碼序列區(qū)分，或者說是根據(jù)信號的不同波形區(qū)分。32交換技術(shù)電路交換報文交換分組交換 數(shù)據(jù)報和虛電路快速分組交換 幀中繼和異步傳輸模式33電路交換所謂電路交換服務(wù)，就是在兩個用戶要進行通信時，首先建立一條臨時的專用線路，用戶通信時獨占這條線路，不與其它用戶共享，直到通信一方釋放這條專用線路。建立連接數(shù)據(jù)傳輸拆除線路34電路交換的基本過程交換節(jié)點A交換節(jié)點B交換節(jié)點C交換節(jié)點D連續(xù)呼叫呼叫應(yīng)答數(shù)

9、據(jù)傳輸確認連接釋放時間35報文交換傳輸非及時性的數(shù)字數(shù)據(jù)，中轉(zhuǎn)節(jié)點可先把收到的信息存儲起來，等到信道空閑時再把信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個節(jié)點，這樣經(jīng)過多個中轉(zhuǎn)節(jié)點的存儲轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達目標(biāo)節(jié)點。這種交換方式就稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)或存儲交換。報文交換是以報文為單位進行存儲交換的技術(shù)。36報文交換的基本過程交換節(jié)點A交換節(jié)點B交換節(jié)點C交換節(jié)點D報文報文報文時間確認37分組交換分組交換方式是把要傳輸?shù)膱笪姆殖扇舾蓚€小的數(shù)據(jù)塊，稱為分組，然后以分組為單位按照與報文交換同樣的方法進行傳輸。數(shù)據(jù)報虛電路38數(shù)據(jù)報ADCB整序提供不可靠的服務(wù)，或者說無連接服務(wù)39虛電路AFEDGCB提供可靠的服務(wù)，或者說面向連接服務(wù)40幀中繼和異步傳輸模式幀中繼，是以幀為單位進行交換的技術(shù)。異步傳輸模式，是以信元為單位進行傳輸?shù)募夹g(shù)。 信元是一種極短的、固定長度的數(shù)據(jù)分組。每個信元長53個字節(jié)。包括5個字節(jié)的信頭和48個字節(jié)的信息域。41差錯檢測及控制差錯，就是在數(shù)據(jù)通信中，接收端接到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。包括位丟失，位值不一致。差錯是由熱躁聲引起的。物理線路的電氣特性造成信號的畸變和衰減。