第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)

第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)cwswork@163.com2．1數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ)通信廣義上來說，采用任何方法通過任何介質(zhì)將信息從一地傳送到另一地都可稱為通信；通信的目的是單雙向傳遞信息。數(shù)據(jù)通信指在兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間以二進(jìn)制形式進(jìn)行信息傳輸與交換的過程。數(shù)據(jù)通信有時(shí)也稱為計(jì)算機(jī)通信，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)和數(shù)據(jù)通信兩個(gè)領(lǐng)域；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院22.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念1、信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)信息：信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是含有一定含義的數(shù)據(jù)，或者說我們?nèi)祟惪梢灾苯永斫獾膬?nèi)容；數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)是信息的載體；數(shù)據(jù)把信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化以便于保存和處理，廣義的數(shù)據(jù)是指在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼；信息有意義而數(shù)據(jù)沒意義。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院32.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念1、信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種：模擬數(shù)據(jù)在時(shí)間上和幅度取值上都是連續(xù)的，其電平隨時(shí)間連續(xù)變化；如語音是典型的模擬數(shù)據(jù)；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在時(shí)間上是離散的，在幅值上是經(jīng)過量化的；計(jì)算機(jī)中使用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；數(shù)字計(jì)算機(jī)的電路中只有高低兩種電平狀態(tài)，分別表示二進(jìn)制數(shù)字的“1”和“0”。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院42.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念1、信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)信號(hào)是攜帶某種信息的具有不同形式或特性的傳輸介質(zhì)，是消息的載體；數(shù)據(jù)在發(fā)送前要把它轉(zhuǎn)換成某種物理信號(hào)，用它的特征參數(shù)表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；如電信號(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)、脈沖信號(hào)等就是攜帶某種信息的具有不同形式的傳輸介質(zhì)；根據(jù)信號(hào)參量取值的不同，可分為數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院52.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念1、信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)模擬信號(hào)（連續(xù)信號(hào)）和數(shù)字信號(hào)（離散信號(hào)）模擬信號(hào)是指在某個(gè)區(qū)間連續(xù)變化的物理量，是隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波；數(shù)字信號(hào)是指在某個(gè)區(qū)間不連續(xù)變化的物理量，是一系列離散的電脈沖；以上兩者是可以相互轉(zhuǎn)化的；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院62.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的表示模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)來表示無論信源產(chǎn)生的是模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在傳輸過程中都可以用適合于信道傳輸?shù)哪撤N信號(hào)形式來傳輸；1）模擬數(shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示。模擬數(shù)據(jù)是時(shí)間的函數(shù)，并占有一定的頻率范圍，即頻帶。這種數(shù)據(jù)可以直接用占有相同頻帶的電信號(hào)，即對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)來表示。模擬電話通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型；2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示。如Modem可以把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)；也可以把模擬信號(hào)解調(diào)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。用Modem撥號(hào)上網(wǎng)是它的一個(gè)應(yīng)用模型；2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的表示3）模擬數(shù)據(jù)也可以用數(shù)字信號(hào)來表示。對(duì)于聲音數(shù)據(jù)來說，完成模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)施是編碼解碼器CODEC。它將直接表示聲音數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)，編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制流近似表示的數(shù)字信號(hào);而在線路另一端的CODEC,則將二進(jìn)制流碼恢復(fù)成原來的模擬數(shù)據(jù)。數(shù)字電話通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型；4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用數(shù)字信號(hào)來表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可直接用二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號(hào)來表示，但為了改善其傳播特性，一般先要對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線網(wǎng)DDN網(wǎng)絡(luò)通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型；2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念2、信道信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，包括通信設(shè)備和傳輸媒體；（1）物理信道和邏輯信道：物理信道是指用于傳送信號(hào)或數(shù)據(jù)的物理通路，它是由傳輸信道和信號(hào)端口設(shè)備組成的信號(hào)通道；邏輯信道是在網(wǎng)絡(luò)信道上建立起來的對(duì)應(yīng)一條或多條的信號(hào)通道，但是在信號(hào)收、發(fā)點(diǎn)之間實(shí)際上并不存在一條物理上的傳輸介質(zhì)。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院92.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念2、信道（2）模擬信道和數(shù)字信道

模擬信道是使用模擬信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的物理信道；數(shù)字信道是使用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的物理信道；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院102.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念3、碼元是信號(hào)的編碼單位，在數(shù)字信號(hào)中是每一位的通稱；數(shù)字信號(hào)有多進(jìn)制和二進(jìn)制之分，所以碼元即可用二進(jìn)制表示，也可以用其它進(jìn)制的數(shù)表示。一個(gè)碼元攜帶的信息量由碼元取的離散值個(gè)數(shù)決定；若碼元取0和1兩個(gè)離散值（二進(jìn)制），則一個(gè)碼元攜帶1比特（bit）的信息。若碼元可取4個(gè)離散值（四進(jìn)制），則一個(gè)碼元攜帶2比特信息。一般的，一個(gè)碼元攜帶的信息量n（比特）與碼元取的離散值個(gè)數(shù)N具有以下關(guān)系：n=

log2N因此，N進(jìn)制的一個(gè)碼元可以用個(gè)log2N二進(jìn)制碼元去表示；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院114、調(diào)制解調(diào)器Modem調(diào)制器和解調(diào)器合在一起的總稱，使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能在模擬信號(hào)傳輸線上傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換接口。它是一個(gè)將數(shù)字信號(hào)調(diào)制到模擬載波信號(hào)上進(jìn)行傳輸，并解調(diào)收到的模擬信號(hào)以得到數(shù)字信息的電子設(shè)備；調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)變換成模擬信號(hào)的過程；解調(diào)：將模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)的過程；2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院12信源（信宿）調(diào)制解調(diào)器信宿（信源）調(diào)制解調(diào)器模擬信道數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念5、基帶傳輸、寬帶傳輸與頻帶傳輸（1）基帶傳輸指在通信電纜上原封不動(dòng)地傳輸由計(jì)算機(jī)或終端產(chǎn)生的0或1數(shù)字脈沖信號(hào)；在某些有線信道中，特別是傳輸距離不大遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號(hào)可以直接傳送，稱之為數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸；（2）頻帶傳輸就是將原有信號(hào)變換（調(diào)制）成具有較高頻率范圍的頻帶信號(hào)的傳輸；在發(fā)送和接受端需要安裝調(diào)制解調(diào)器；頻帶使得數(shù)字信號(hào)可以在模擬信道上傳輸，而且可實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，提高信道利用率。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院132.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念5、基帶傳輸、寬帶傳輸與頻帶傳輸（3）寬帶傳輸指?jìng)鬏斀橘|(zhì)的頻帶寬度較寬的信息傳輸，一般將信道分成多個(gè)子信道，分別傳送音頻、視頻和數(shù)字信號(hào)等；寬帶傳輸是傳輸模擬信號(hào)，數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0～400Mb/s，而通常使用的傳輸速率是5Mb/s～10Mb/s。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院142.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念5、基帶傳輸、寬帶傳輸與頻帶傳輸（3）寬帶傳輸與基帶傳輸相比，寬帶傳輸有以下優(yōu)點(diǎn)：能在一個(gè)信道中傳輸聲音、圖像和數(shù)據(jù)信息，使系統(tǒng)具有多種用途；一條寬帶信道能劃分為多條邏輯基帶信道，實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，因此信道的容量大大增加；寬帶傳輸?shù)木嚯x比基帶遠(yuǎn)，因?yàn)榛鶐鬏斨苯觽魉蛿?shù)字信號(hào)，傳輸?shù)乃俾试礁?，能夠傳輸?shù)木嚯x越短。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院152.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念6、串行傳輸和并行傳輸（1）串行傳輸指一位一位地傳送數(shù)據(jù)，從發(fā)送端到接收端只要一根傳輸線即可；優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省設(shè)備、降低費(fèi)用，缺點(diǎn)是傳輸速度慢；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中多采用這種方式。（2）并行傳輸一次可以傳送一個(gè)字節(jié)(8位)，發(fā)端到接收端用8根線；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部多采用這種方式。并行方式用于近距離通信，串行方式用于距離較遠(yuǎn)的通信。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院162.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念6、串行傳輸和并行傳輸05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院172.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念7、異步傳輸與同步傳輸（1）同步傳輸一種以數(shù)據(jù)塊（報(bào)文或分組）為單位進(jìn)行傳輸?shù)姆绞?，?shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間的時(shí)間間隔是固定的，必須嚴(yán)格地規(guī)定它們的時(shí)間關(guān)系；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中多采用這種傳輸方式。（2）異步傳輸傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以字符為單位，而且字符間的發(fā)送時(shí)間是異步的。一個(gè)常見的例子是計(jì)算機(jī)鍵盤與主機(jī)的通信。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院182.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念8、字符編碼在信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是以二進(jìn)制的形式出現(xiàn)的，如何組合0和1這兩個(gè)碼元，使之代表不同的數(shù)據(jù)和信息叫做字符編碼；計(jì)算機(jī)中常用的字符編碼有ASCII碼（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）和EBCDIC碼（擴(kuò)展的BCD交換碼）；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院192.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型圖2-2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院202.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成（1）數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）即數(shù)據(jù)的生成者和使用者，它根據(jù)協(xié)議控制雙方的通信；常見的是網(wǎng)絡(luò)中的微機(jī)，或者專用的數(shù)據(jù)輸出設(shè)備（如打印機(jī)）；（2）通信控制器它的功能除進(jìn)行通信狀態(tài)的連接、監(jiān)控和拆除等操作外，還可接收來自多個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的信息，并轉(zhuǎn)換信息格式；如微機(jī)內(nèi)部的異步收發(fā)傳輸器（UART）、網(wǎng)卡等；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院212.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型1、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成（3）通信信道是信息在信號(hào)變換器之間傳輸?shù)耐ǖ?；如電話線路等模擬通信信道、專用數(shù)據(jù)通信信道、寬帶電路（CATV）、光纖等；（4）信號(hào)變換器它的功能是把通信控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合通信信道要求的信號(hào)形式，如調(diào)制解調(diào)器；數(shù)據(jù)通信設(shè)備（簡(jiǎn)稱DCE）：信號(hào)變換器和其他的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的統(tǒng)稱；DCT是用戶設(shè)備入網(wǎng)的連接點(diǎn)；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院222.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2、數(shù)據(jù)通信的方向（1）單工通信：傳送的信息始終是一個(gè)方向的通信；如聽廣播，看電視，打印機(jī)。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院232.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2、數(shù)據(jù)通信的方向（2）半雙工通信：信息流可以在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向；通信雙方都具備發(fā)生和接受裝置，如對(duì)講機(jī)的通信。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院242.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型2、數(shù)據(jù)通信的方向（3）全雙工通信：通信可以作雙向的通信；目前的網(wǎng)卡一般都支持全雙工；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院252.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式1、模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信（1）模擬數(shù)據(jù)通信 用來傳輸模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；使用公用電話線路來傳輸語音或計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；使用公共有線電視網(wǎng)來傳輸視頻和計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；而微波與衛(wèi)星通信傳輸也可以是模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院262.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型（a）模擬數(shù)據(jù)通信——模擬數(shù)據(jù)在模擬信道上傳輸為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸，模擬傳輸系統(tǒng)使用放大器來增強(qiáng)信號(hào)的能量，但同時(shí)也放大了信號(hào)中的噪聲分量；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院272.1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型（b）模擬數(shù)據(jù)通信——數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在模擬信道上傳輸傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機(jī)05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院282.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式1、模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信（2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信指直接利用數(shù)字傳輸技術(shù)在數(shù)字設(shè)備之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；由于計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，因而計(jì)算機(jī)與其外部設(shè)備之間，以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)大多直接采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信；目前北美采用的24路PCM脈碼調(diào)制(速率為1.544Mpbs)，以及歐洲和我國采用的30路PCM脈碼調(diào)制(速率為2.048Mbps)電話系統(tǒng)均是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)；脈碼調(diào)制是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理、量化、編碼后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的一種調(diào)制方式。2.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式（2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信為提高信號(hào)的抗干擾能力，并且便于接收端信號(hào)同步，數(shù)據(jù)必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)木幋a后才能傳輸；在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，每個(gè)端點(diǎn)必須通過編碼解碼器(Codec)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院302.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式1、模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信對(duì)比（1）模擬數(shù)據(jù)通信長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，需用放大器增加信號(hào)中的能量。雖克服了衰減，但增加了噪聲。放大器只是單純的信號(hào)放大；（2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，需用中繼器增加信號(hào)中的能量。這樣既克服了衰減，又克服了噪聲。中繼器的功能是對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行再生和發(fā)送，從而增加信號(hào)傳輸?shù)木嚯x；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院312.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn)1）來自聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)源的各類數(shù)據(jù)均可統(tǒng)一為數(shù)字信號(hào)的形式，并通過數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸；2）以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，并通過檢錯(cuò)編碼和重發(fā)數(shù)據(jù)幀來發(fā)現(xiàn)與糾正通信錯(cuò)誤，從而有效保證通信的可靠性；3）在長(zhǎng)距離數(shù)字通信中可通過中繼器放大和整形來保證數(shù)字信號(hào)的完整及不累積噪音；4）使用加密技術(shù)可有效增強(qiáng)通信的安全性；5）數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)發(fā)展更快，數(shù)字設(shè)備很容易通過集成電路來實(shí)現(xiàn)，并與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，而由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字設(shè)備的體積與成本的下降速度大大超過模擬設(shè)備，性能/價(jià)格比高；6）多路光纖技術(shù)的發(fā)展大大提高了數(shù)字通信的效率。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院322.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式2、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)（1）帶寬在模擬通信中，我們常用帶寬表示信道傳輸信息的能力，帶寬即傳輸信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差；理論上，模擬信道的帶寬越大，信道的極限傳輸速率越高；在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸中，帶寬表示數(shù)字信道傳輸?shù)淖畲髷?shù)字速率，單位b/s——等同于“數(shù)據(jù)傳輸速率/比特率”有時(shí)需要根據(jù)上下文來區(qū)分它的不同意義，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中，通常指的是為第二種。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院332.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式2、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)（2）信號(hào)傳輸速率指通信線上傳輸信息的速度，即單位時(shí)間內(nèi)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量多少，是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一；有兩種表示方法：比特率（數(shù)據(jù)傳輸速率）；波特率（碼元速率，調(diào)制傳輸速率）；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院342.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式2、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)比特率又稱數(shù)據(jù)傳輸速率；是編碼前的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在單位時(shí)間內(nèi)傳輸二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位是比特/秒（bit/second，b/s，bps），還有千比特?cái)?shù)每秒（Kbps），兆比特?cái)?shù)每秒（Mbps）；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院352.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式2、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)波特率又稱碼元速率、調(diào)制傳輸速率；是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)線路編碼（調(diào)制）后在信道上的傳輸速率，也就是單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，單位是波特（band）；比特率（S）與波特率（B）關(guān)系關(guān)系：S=Blog2N(N是一個(gè)脈沖信號(hào)表示的有效狀態(tài)，或者說碼元表示的進(jìn)制)05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院362.1.3數(shù)據(jù)通信的基本方式2、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)（3）誤碼率和誤比特率誤碼率指?jìng)鬏數(shù)拇a元被傳錯(cuò)的概率。誤碼率(Pc)=傳錯(cuò)碼元數(shù)/傳輸總碼元數(shù)誤比特率又稱比特誤碼率，是傳輸?shù)谋忍乇粋麇e(cuò)的概率；誤比特率(Pb)=傳錯(cuò)比特?cái)?shù)/傳輸總比特?cái)?shù)兩種都是最常用的數(shù)據(jù)通信傳輸質(zhì)量指標(biāo)，是衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院372.2數(shù)據(jù)信息的調(diào)制與編碼調(diào)制與解調(diào)調(diào)制：是把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電話線上傳輸?shù)哪M信號(hào)的過程；解調(diào)：是調(diào)制的反變換；數(shù)據(jù)接收端對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行解調(diào)，變換成原來的形式。編碼與解碼編碼：是將模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為數(shù)字信號(hào)的過程；解碼/譯碼：是編碼的反過程；在接收端，數(shù)字信號(hào)通過譯碼變換成原來的形式。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院382.2數(shù)據(jù)信息的調(diào)制與編碼四種數(shù)據(jù)的調(diào)制和編碼方法：1）模擬數(shù)據(jù)的模擬調(diào)制；2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制；3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼；4）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院392.2.1模擬數(shù)據(jù)的模擬調(diào)制模擬數(shù)據(jù)的模擬調(diào)制方式利用一個(gè)固定頻率的正弦波作載波信號(hào)，以要傳送的模擬信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，讓載波信號(hào)的某種物理特性（如振幅、頻率或相位）按照該控制信號(hào)發(fā)生相應(yīng)的變化?；谳d波信號(hào)的三大要素，傳統(tǒng)的調(diào)制方式大致有三種：幅度調(diào)制（AM）頻率調(diào)制（FM）相位調(diào)制（PM）05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院401、幅度調(diào)制（AM）載波的幅度會(huì)隨著原始模擬數(shù)據(jù)的幅度作線性變化，載波的幅度在整個(gè)調(diào)制過程中變動(dòng)；基帶信號(hào)是原始的電信號(hào)，一般是指基本的信號(hào)波形，在數(shù)字通信調(diào)制技術(shù)中則指相應(yīng)的電脈沖。2.2.1模擬數(shù)據(jù)的模擬調(diào)制05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院412.2.1模擬數(shù)據(jù)的模擬調(diào)制2、頻率調(diào)制（FM）高頻載波的頻率會(huì)隨著始模擬信號(hào)的頻率變化而變化；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院422.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制方式利用一個(gè)固定頻率的正弦波作載波信號(hào)，以要傳送的數(shù)字信號(hào)作為控制信號(hào)，讓載波信號(hào)的某種物理特性（如振幅、頻率或相位）按照該控制信號(hào)發(fā)生相應(yīng)的變化?；谳d波信號(hào)的三大要素，傳統(tǒng)的調(diào)制方式大致有三種：幅度鍵控法（ASK）頻率鍵控法（FSK）相移鍵控法（PSK）05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院432.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制1、幅度鍵控法（ASK）用數(shù)字的基帶信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的振幅；通常用載波的兩個(gè)不同的幅度來表示兩個(gè)二進(jìn)制值；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院44（b）數(shù)字信號(hào)（a）正弦載波2.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制2、頻移鍵控法（FSK）用數(shù)字基帶信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的頻率；通常用載波的兩個(gè)不同的頻率來表示兩個(gè)二進(jìn)制值；（b）數(shù)字信號(hào)（a）正弦載波05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院452.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制3、相移鍵控法（PSK）用數(shù)字基帶信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的相位；（1）絕對(duì)相移鍵控（APSK）利用正弦載波的不同相位直接表示數(shù)字；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院462.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬調(diào)制3、相移鍵控法（PSK）用數(shù)字基帶信號(hào)控制正弦載波信號(hào)的相位；（2）相對(duì)相移鍵控（DPSK）是利用前后碼元信號(hào)相位的相對(duì)變化表示數(shù)字信息；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院472.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼為了提高信號(hào)抗干擾能力，并且便于信號(hào)接收同步，在數(shù)字信道中傳輸計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，要對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號(hào)重新編碼進(jìn)行基帶傳輸；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼是如何把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用物理信號(hào)（如電信號(hào)）的波形表示；最常見的編碼方案：不歸零碼歸零碼曼徹斯特碼05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院482.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼1、不歸零碼（1）單極性不歸零碼（NRZ）該碼在每一碼元時(shí)間間隔內(nèi)，用高電平和低電平（常為零電平）分別表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的1和0；適合近距離信號(hào)傳輸；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院492.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼1、不歸零碼（1）雙極性不歸零碼（BNRZ）該碼在每一碼元時(shí)間間隔內(nèi)，用正電平和負(fù)電平分別表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的1和0，正的幅值和負(fù)的幅值相等；抗干擾能力強(qiáng)，適合有線信號(hào)傳輸；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院502.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼1、不歸零碼存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)：無定時(shí)功能：當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)連續(xù)的“0”或“1”時(shí)，不容易區(qū)分碼元之間的界限，也不能給接收端提供足夠的定時(shí)信息，提取定時(shí)時(shí)鐘不方便；存在直流分量：電信號(hào)的直流分量會(huì)造成傳輸電路的電壓漂移，導(dǎo)致信號(hào)的畸變，影響傳輸線路的正常工作。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院512.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼2、歸零碼（1）單極性歸零碼（RZ）是指它的電脈沖寬度比碼元周期Ts窄，當(dāng)發(fā)1時(shí)，只在碼元周期Ts內(nèi)持續(xù)一段時(shí)間的高電平后降為零電平，其余時(shí)間內(nèi)則為零電平脈沖窄，有利于減少碼元間波形的干擾，并且碼元能量也小，減少輸出信噪；碼元間隔明顯，有利于同步時(shí)鐘提??；常常用作其他碼型提取同步信號(hào)時(shí)的過渡碼型；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院522.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼2、歸零碼（2）雙極性歸零碼（BRZ）是雙極性的歸零波形，在每一碼元周期Ts內(nèi)，當(dāng)發(fā)1時(shí)，發(fā)出正的窄脈沖；當(dāng)發(fā)0時(shí)，發(fā)負(fù)的窄脈沖；特點(diǎn)與單極性歸零碼基本相同，主要缺點(diǎn)是沒有檢錯(cuò)功能；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院532.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼2、歸零碼（3）交替雙極性歸零碼在發(fā)1時(shí)發(fā)一窄脈沖，且脈沖的極性總是交替的（即如果發(fā)前一個(gè)1時(shí)是正脈沖，則發(fā)后一個(gè)l時(shí)是負(fù)脈沖）；而發(fā)0時(shí)不發(fā)脈沖；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院542.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼2、歸零碼此編碼方案雖然提供了一定的自定時(shí)功能，但當(dāng)出現(xiàn)長(zhǎng)串“0”時(shí)將丟失定時(shí)信息；主要的缺點(diǎn)：包含直流分量；定時(shí)功能不完善；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院552.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼3、曼徹斯特碼（雙極碼）當(dāng)發(fā)1時(shí)，在碼元的中間時(shí)刻電平從高向低躍變；當(dāng)發(fā)0時(shí)，在碼元的中間時(shí)刻電平從低向高躍變；特點(diǎn)：每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)，屬于自同步編碼方式；常用于局域網(wǎng)傳輸，編碼簡(jiǎn)單，但占用的帶寬較寬；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院562.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼4、差分曼徹斯特碼在每一碼元周期內(nèi)，無論發(fā)1或發(fā)0，在每一位的中間都有一個(gè)電平的躍變；但發(fā)1時(shí)，碼元周期開始時(shí)刻不躍變（即與前一碼元周期相位相反）；發(fā)0時(shí)，碼元周期開始時(shí)刻就躍變（即與前一碼元周期相位相同；特點(diǎn)：差分曼切斯特編碼比曼切斯特編碼的變化要少，因此更適合與傳輸高速的信息，被廣泛用于寬帶高速網(wǎng)中。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院572.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼曼徹斯特碼與差分曼徹斯特碼特點(diǎn)：每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)，屬于自同步編碼方式；是正負(fù)電平各占一半，所以無直流分量；“00”和“11”為禁用碼組，具有一定的檢錯(cuò)功能；然而，由于每一個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平，所以這兩種編碼的效率僅可達(dá)到50%左右；這無疑對(duì)信道的帶寬提出了更高的要求，所以實(shí)現(xiàn)起來成本更高；但由于其良好的抗噪特征和自定時(shí)能力，在局域網(wǎng)中被廣泛使用。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院58補(bǔ)充：模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼脈沖編碼調(diào)制(PCM)是模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼最常用的方法；信號(hào)數(shù)字化的轉(zhuǎn)換過程可包括采樣、量化和編碼三個(gè)步驟；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院592.2.4模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼脈沖編碼調(diào)制（PCM）（1）采樣：根據(jù)采樣頻率，隔一定的時(shí)間間隔采集模擬信號(hào)的值，得到一系列模擬值；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院602.2.4模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼脈沖編碼調(diào)制（PCM）（2）量化：將采樣得到的模擬值按一定的量化級(jí)（本例采用16級(jí)）進(jìn)行“取整”，得到一系列離散值；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院612.2.4模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼脈沖編碼調(diào)制（PCM）（3）編碼：將量化后的離散值數(shù)字化，得到一系列二進(jìn)制值；然后將二進(jìn)制值進(jìn)行編碼，得到數(shù)字信號(hào)；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院622.3.1異步方式異步方式又稱起止同步方式。它的數(shù)據(jù)傳輸以字符為基本單位，一個(gè)字符一般是8比特長(zhǎng)；發(fā)送方可以在任何時(shí)刻發(fā)送字符，而接收方從不知道字符會(huì)在什么時(shí)候到達(dá)，也就是說發(fā)送時(shí)間間隔不定；特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，每個(gè)字符都為該字符的位同步提供了時(shí)間基準(zhǔn)，對(duì)線路和收發(fā)器要求低；缺點(diǎn)是線路效率低；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院632.3.2同步方式同步方式是一種以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，該方式下數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間的時(shí)間間隔是固定的，必須嚴(yán)格地規(guī)定它們的時(shí)間關(guān)系；同步式要求不管是否傳輸信息代碼，每個(gè)比特位必須在收發(fā)兩端始終保持同步，中間沒有間斷時(shí)間，即為比特位同步。常用于高速傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院642.3數(shù)據(jù)的同步技術(shù)異步傳輸與同步傳輸區(qū)別1）異步傳輸是面向字符的傳輸，傳輸?shù)膯挝皇亲址?，而同步傳輸是面向比特的傳輸，傳輸?shù)膯挝皇菙?shù)據(jù)楨；2）異步傳輸通過字符起止的開始和停止碼抓住再同步的機(jī)會(huì)，而同步傳輸則是以數(shù)據(jù)幀中抽取同步信息；3）異步傳輸對(duì)時(shí)序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序；因?yàn)橥絺鬏敺绞街邪l(fā)送方和接收方的時(shí)鐘是統(tǒng)一的、字符與字符間的傳輸是同步無間隔的；異步傳輸方式并不要求發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘完全一樣，字符與字符間的傳輸是異步的；4）異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較低。2.4多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用就是在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，允許兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)源共享同一個(gè)傳輸介質(zhì)，就像每個(gè)數(shù)據(jù)源都有自己的信道一樣?；痉椒ㄊ窃诎l(fā)送端將若干個(gè)彼此無關(guān)的信號(hào)合并為一個(gè)能在一個(gè)共用信道上傳輸?shù)膹?fù)合信號(hào)，在信號(hào)的接收端還能將復(fù)合信號(hào)分離出原來的若干個(gè)彼此無關(guān)的信號(hào)來；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院662.4多路復(fù)用技術(shù)常見的多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用（FDM）時(shí)分多路復(fù)用（TDM）統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（STDM）波分多路復(fù)用（WDM）碼分多路復(fù)用（CDMA）05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院672.4.1頻分多路復(fù)用(FDM)頻分多路復(fù)用(FDM)頻分多路復(fù)用是利用不同的頻率使不同的信號(hào)同時(shí)傳送而互不干擾；它是按照頻率區(qū)分信號(hào)的方法，把傳輸頻帶分成若干個(gè)較窄的頻帶，每個(gè)窄頻帶構(gòu)成一個(gè)子通道，每個(gè)子通道獨(dú)立地傳輸一路信息。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院682.4.1頻分多路復(fù)用(FDM)頻分多路復(fù)用(FDM)FDM技術(shù)適合模擬信號(hào)；如電話系統(tǒng)：每路電話信號(hào)的帶寬300~3400Hz，標(biāo)準(zhǔn)帶寬通道是4000Hz；而雙絞線電纜可用帶寬是100kHz，可采用FDM技術(shù)傳輸多達(dá)24路電話信號(hào)。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院692.4.2時(shí)分多路復(fù)用(TDM)時(shí)分多路復(fù)用(TDM)時(shí)分多路復(fù)用是利用不同的時(shí)隙使不同的信號(hào)同時(shí)傳送而互不干擾；又稱為同步時(shí)分復(fù)用；它采用固定時(shí)間片分配方式，即將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成特定的時(shí)間段（一個(gè)復(fù)用幀），再將復(fù)用幀劃分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，各路數(shù)字信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院702.4.3統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（STDM）是一種更高效的TDM方法；它采用智能分配間隙方法，動(dòng)態(tài)的按需要分配時(shí)隙，時(shí)隙位置和數(shù)據(jù)源沒有固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；異步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，STDM是只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它；當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院712.4.4波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用（WDM）波分多路復(fù)用的原理同頻分多路復(fù)用相似，它利用不同波長(zhǎng)的光在一條光纖上同時(shí)傳輸多路信號(hào)，主要用于光纖通信；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院722.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)電路交換存儲(chǔ)交換報(bào)文交換分組交換05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院732.5.1電路交換的工作原理電路交換又稱為“線路交換”，是一種面向連接的服務(wù)類型；主要特點(diǎn)：要求在通信的雙方之間建立一條實(shí)際的物理通路，并且在整個(gè)通信過程中，這條通路被獨(dú)占。最普通的電路交換例子是電話系統(tǒng)；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院742.5.1電路交換的工作原理1、電路交換的三個(gè)過程（1）電路建立：在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的物理電路；（2）數(shù)據(jù)傳輸：電路交換連接建立以后，數(shù)據(jù)就可以從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到中間節(jié)點(diǎn)，再由中間節(jié)點(diǎn)交換到終端節(jié)點(diǎn)；（3）電路拆除：當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢，由任何一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后逐節(jié)拆除電路。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院752.5.1電路交換的工作原理2、電路交換技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，且保持原來的序列；缺點(diǎn)：在某些情況下，電路空閑時(shí)的信道容量被浪費(fèi)，短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電路的建立和拆除得不償失；特點(diǎn)：獨(dú)占性，實(shí)時(shí)性好，電路交換設(shè)備簡(jiǎn)單；對(duì)于猝發(fā)式的通信，交換效率不高；它適用于遠(yuǎn)程批處理信息傳輸或系統(tǒng)間實(shí)時(shí)性要求高的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院762.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)存儲(chǔ)交換所謂“存儲(chǔ)交換”是指數(shù)據(jù)交換前，先通過緩沖存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存，然后按隊(duì)列進(jìn)行處理；“存儲(chǔ)交換”又分為“報(bào)文交換”（MessageSwitching）和“分組交換”（PacketSwitching）兩種。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院772.5.2報(bào)文交換的工作原理報(bào)文交換是以報(bào)文為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的轉(zhuǎn)接方式，無需建立一條專用的傳輸線路；報(bào)文是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長(zhǎng)度不限且可變。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院782.5.2報(bào)文交換的工作原理報(bào)文交換特點(diǎn)：“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式，不能滿足實(shí)時(shí)通信要求；優(yōu)點(diǎn)：電路利用率高（傳輸線路不專用），通信負(fù)載大時(shí)仍可以傳輸數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多傳輸；缺點(diǎn)：不滿足實(shí)時(shí)性要求，中間節(jié)點(diǎn)必須具備很大的存儲(chǔ)空間，由于“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”和排隊(duì)增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，報(bào)文可能被丟棄或不按順序到達(dá)目的地；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院792.5.3分組交換的工作原理

分組交換是以分組為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的轉(zhuǎn)接方式，無需建立一條專用的傳輸線路；它將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，有限長(zhǎng)度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度；分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換兩種。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院802.5.3分組交換的工作原理1）虛電路分組交換原理與特點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設(shè)置一條虛電路（邏輯通路）；虛電路分組中的每個(gè)分組傳輸都使用同一條路徑傳輸。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院81電路非專用2.5.3分組交換的工作原理2）數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)分組的每個(gè)分組傳輸都是獨(dú)立尋經(jīng)，無虛電路建立；分組統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)報(bào)，數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶地址信息。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院822.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)各種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的性能比較

1）電路交換在數(shù)據(jù)傳輸之前必須先設(shè)置一條在線路拆除(釋放)之前，該通路由一對(duì)用戶完全占用。完全的通路。2）報(bào)文交換報(bào)文從源點(diǎn)傳送到目的地采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式，報(bào)文需要排隊(duì)。3）分組交換分組交換方式和報(bào)文交換方式類似，但報(bào)文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大長(zhǎng)度。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院832.6差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制是在數(shù)據(jù)通信過程中用于發(fā)現(xiàn)或糾正差錯(cuò)，把差錯(cuò)限制在盡可能小的允許范圍內(nèi)的方法和技術(shù)；減少誤碼率提高傳輸質(zhì)量，一方面要提高線路和傳輸設(shè)備的性能和質(zhì)量，另一方面是采取差錯(cuò)控制；差錯(cuò)的產(chǎn)生原因熱噪聲：信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲；沖擊噪聲：由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲；05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院852.6.1差錯(cuò)控制方法1、差錯(cuò)控制編碼數(shù)據(jù)信息為在向信達(dá)發(fā)送前，按照某種關(guān)系附加上一對(duì)的冗余碼，構(gòu)成一個(gè)碼字后再發(fā)送，這個(gè)過程稱為差錯(cuò)控制編碼過程；①檢錯(cuò)碼－－能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的編碼；②糾錯(cuò)碼－－不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)的編碼2、差錯(cuò)的控制方法①自動(dòng)請(qǐng)求重復(fù)ARQ——檢錯(cuò)碼②前向糾錯(cuò)FEC——糾錯(cuò)碼05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院862.6.1

差錯(cuò)控制方法3、編碼效率R=k/n=k/(k+r)式中：k為碼字中的信息位位數(shù)，r為編碼時(shí)外加冗余位位數(shù)，n為編碼后的碼字長(zhǎng)度；R越大，編碼效率越高。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院872.6.2

奇偶校驗(yàn)法奇偶校驗(yàn)法是一種通過增加冗余位使得碼字中“１”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)的編碼方法，它是一種檢錯(cuò)法；

奇檢驗(yàn)（偶檢驗(yàn)）是在發(fā)送數(shù)據(jù)后附加一個(gè)校驗(yàn)位，校驗(yàn)位的取值必須使得包括數(shù)據(jù)和校驗(yàn)位中的“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)（偶數(shù)），如：奇檢驗(yàn)：10110100

-->

101101001

偶檢驗(yàn)：10110001

-->

101100010

但奇偶校驗(yàn)只可以用來檢查單個(gè)錯(cuò)誤，所以它檢錯(cuò)能力差，一般只用于通信要求較低的環(huán)境。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院882.6.3

循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）CRC是局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層廣泛采用的校驗(yàn)方法；在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進(jìn)行校驗(yàn)，若有錯(cuò)，需重發(fā)；——是一種檢錯(cuò)法。05二月2023韓山師范學(xué)院陶瓷學(xué)院892.6.3

循環(huán)冗余校驗(yàn)1、CRC的工作方法①多項(xiàng)式碼（CRC碼）CRC碼基本思想是任何一個(gè)二進(jìn)制位串都可以用一個(gè)多項(xiàng)式來表示，多項(xiàng)式的系數(shù)只有0和1，n位長(zhǎng)度的碼C可以用一個(gè)n-1次多項(xiàng)式表示：C(x)=Cn-1xn-1+Cn