《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-

單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)?！局R(shí)目標(biāo)】1.理解數(shù)據(jù)通信的基本概念和技術(shù)指標(biāo)2.理解異步通信和同步通信的過(guò)程3.理解數(shù)字（模擬）數(shù)據(jù)到數(shù)字（模擬）信號(hào)的編碼過(guò)程4.了解常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)5.理解多路復(fù)用技術(shù)6.理解網(wǎng)絡(luò)噪聲干擾與差錯(cuò)控制技術(shù)【能力目標(biāo)】

1.能夠配置網(wǎng)絡(luò)終端的基本通信參數(shù)。2.能夠測(cè)試網(wǎng)絡(luò)終端的網(wǎng)速狀況。教學(xué)目標(biāo)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)虛擬儀器采集到的信號(hào)

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)（信息與信號(hào)是否是同一概念？）信息：是人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí)，是客觀事物屬性和相關(guān)特征的表征?！皩?duì)人們有用的知識(shí)”數(shù)據(jù)：是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，一般可以理解為“信息的數(shù)字化形式”。它總是以某種媒體作為載體進(jìn)行存儲(chǔ)和傳遞。信號(hào)：是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，具有確定的物理描述。例如電信號(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)、載波信號(hào)、脈沖信號(hào)等。“信號(hào)是以某種特性參數(shù)的變化來(lái)代表信息的”，可以是模擬的，也可以是數(shù)字的。信息的傳遞依據(jù)信號(hào)的變化進(jìn)行。1.數(shù)據(jù)通信的基本概念《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。根據(jù)信號(hào)使用的特性參數(shù)的不同，分為：數(shù)字信號(hào)：當(dāng)通信中的數(shù)據(jù)用離散的電信號(hào)表示時(shí)，就稱為數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)：當(dāng)通信中的數(shù)據(jù)用連續(xù)載波表示時(shí)，就稱為模擬信號(hào)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。2.數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的形式頻帶傳輸：也稱作模擬傳輸。

放大器

噪聲

傳輸距離受限

例如：電話線、廣播基帶傳輸：也叫做數(shù)字傳輸，即傳輸信道上傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)。

轉(zhuǎn)發(fā)器

多級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)不會(huì)積累噪聲引起的失真

長(zhǎng)距離傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的基帶傳輸?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。從數(shù)據(jù)到信號(hào)的編碼在數(shù)據(jù)通信中，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)要經(jīng)過(guò)編碼(而不是直接)才送入數(shù)字傳輸信道。為什么進(jìn)行編碼呢？未經(jīng)編碼的二進(jìn)制基帶數(shù)字信號(hào)就是高電平和低電平不斷交替的信號(hào)。至于是用高電平還是用低電平代表1或0則都是可以的。使用這種基帶信號(hào)的最大問(wèn)題是當(dāng)出現(xiàn)一長(zhǎng)串的連續(xù)1或連續(xù)0時(shí)，在接收端中無(wú)法從收到的比特流中提取位同步信號(hào)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。數(shù)據(jù)到數(shù)字信號(hào)的編碼例如表示10110001的矩形波，若把比特持續(xù)時(shí)間縮短一半，就會(huì)讀成，也就是接收方與發(fā)送方之間無(wú)法做到位同步?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。解決方案在網(wǎng)絡(luò)傳輸中通常使用自同步的編碼方法，所謂自同步就是接收方能夠從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中提取同步時(shí)鐘，以達(dá)到與發(fā)送方同步的目的。經(jīng)常使用的自同步技術(shù)：曼徹斯特編碼技術(shù)（以太網(wǎng)）：在每個(gè)比特間隙中間引入躍遷來(lái)代表不同比特和同步信息：負(fù)電平到正電平的跳變代表比特1；正電平到負(fù)電平的跳變則代表比特0；相反也是可以的。差分曼徹斯特編碼技術(shù)（令牌環(huán)網(wǎng)）：比特間隙中間的躍遷用于攜帶同步信息，但是在比特間隙開(kāi)始位置有一個(gè)附加的躍遷用來(lái)表示不同比特；即：開(kāi)始位置有躍遷代表比特0，沒(méi)有則代表比特1；《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。曼徹斯特編碼：0：正到負(fù)；1：負(fù)到正；相反也是可以的差分曼徹斯特編碼：0：比特之間有跳變；1：比特之間沒(méi)有跳變；曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼方式的缺點(diǎn)是在每比特的持續(xù)時(shí)間內(nèi)將可能出現(xiàn)多達(dá)兩次跳變，意味著若要達(dá)到10Mbps的數(shù)據(jù)速率會(huì)使線路上信號(hào)狀態(tài)每秒變化20M次，故這種編碼技術(shù)的編碼效率只有（？）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到模擬信號(hào)編碼基本知識(shí)：數(shù)字/模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換是通過(guò)調(diào)制/解調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的；調(diào)制：將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的過(guò)程；解調(diào)：將從模擬信道獲得的載波信號(hào)還原為數(shù)字信息；調(diào)制器：以位串為輸入，以調(diào)制后的載波為輸出的硬件線路；解調(diào)器：以載波為輸入，以重建的二進(jìn)制位串為輸出的硬件線路；調(diào)制解調(diào)器（modem）：調(diào)制器和解調(diào)器的組合；支持雙工通信?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)－>模擬信號(hào)的編碼數(shù)字信號(hào)是通過(guò)調(diào)制振幅、頻率和相位等載波特性或者這些特性的組合轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。最基本的調(diào)制方式有三種：ASK、FSK、PSK；調(diào)幅（ASK）：載波振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化；“0”對(duì)應(yīng)于無(wú)載波輸出；“1”對(duì)應(yīng)于有載波輸出；調(diào)頻（FSK）：載波頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化；“0”：頻率較低的信號(hào)；“1”：頻率較高的信號(hào)；調(diào)相（PSK）：載波初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化?！?”：相位0o；“1”：相位180o；《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)－>模擬信號(hào)的編碼《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。1.通信系統(tǒng)模型變換信源信宿反變換噪聲信道由發(fā)送器完成變換具體指的是什么？舉例說(shuō)明接收器噪聲會(huì)導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)什么問(wèn)題？通信系統(tǒng)三要素2.1.3數(shù)據(jù)通信的傳輸過(guò)程《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。2.數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信中，按信號(hào)在傳輸介質(zhì)中的傳輸方向，可分三種方式：?jiǎn)喂?、半雙工、全雙工?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。3.異步與同步通信數(shù)據(jù)通信的工作方式分為并行通信和串行通信兩種。并行通信：利用多條數(shù)據(jù)傳輸線將一個(gè)數(shù)據(jù)的各位同時(shí)傳送；特點(diǎn)：速度快，適用短距離通信；串行通信：利用一條傳輸線將數(shù)據(jù)一位位地順序傳送；特點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單（電話或電報(bào)線路），降低成本，遠(yuǎn)距離通信，傳輸速度慢；《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。異步與同步通信數(shù)據(jù)通信的一個(gè)基本要求是接收方必須知道它所接收的每一位或每個(gè)字符的起始時(shí)間。數(shù)據(jù)通信的同步方式分為兩種：異步傳輸和同步傳輸。串行通信方式：在曼徹斯特和差分曼徹斯特編碼中，我們已經(jīng)了解如何識(shí)別信息流中每一位的方法，但是有一個(gè)假定的前提條件，就是我們知道整個(gè)信息流的起始位置，例如，下圖所示是接收端收到的曼徹斯特編碼后的信號(hào)，如何識(shí)別是一串0還是一串1呢？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。異步與同步通信同步：接收端按發(fā)送端發(fā)送地每個(gè)碼元的起止時(shí)間及重復(fù)頻率來(lái)接收數(shù)據(jù)，并且校對(duì)自己的時(shí)間，以便與發(fā)送端的發(fā)送取得一致，實(shí)現(xiàn)同步接收。異步傳輸：每個(gè)字節(jié)作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔任意；為了標(biāo)志字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)尾，在每個(gè)字節(jié)的開(kāi)始加一位起始位，結(jié)尾加1位或2位停止位，構(gòu)成一個(gè)個(gè)的“字符”。這里的“字符”指異步傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，不同于“字節(jié)”，一般略大于一個(gè)字節(jié)。《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。異步傳輸下圖為字母A的代碼（1000001）在異步方式時(shí)的傳輸結(jié)構(gòu)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。同步傳輸同步傳輸不是對(duì)每個(gè)字符單獨(dú)進(jìn)行同步，而是對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行同步；同步的方法不是加一位起始/停止位，而是在數(shù)據(jù)塊前面加特殊模式的位組合(如01111110，稱為位同步)或同步字符(SYN，代碼為0010110，稱為字符同步)，并且通過(guò)位填充或字符填充技術(shù)保證數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)與同步字符混淆?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。同步傳輸同步通信規(guī)程有以下兩種：面向比特規(guī)程：以二進(jìn)制位作為信息單位，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)大多采用此類型規(guī)程，最典型的是高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLC以二進(jìn)制作為信息單位，以8位的標(biāo)志F開(kāi)始，也以標(biāo)志F作后同步面向比特（bit）型規(guī)程（HDLC）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。同步傳輸面向字符型規(guī)程：以字符作為信息單位。字符是EBCD碼或ASCII碼，典型代表是IBM公司的二進(jìn)制同步控制規(guī)程BSC規(guī)程。在使用面向比特的同步規(guī)程時(shí)，若在數(shù)字位串中出現(xiàn)了01111110時(shí)將使用比特填充的方法予以識(shí)別，例如要發(fā)送的數(shù)據(jù)位串是，進(jìn)行位填充后為0110111110100101111100100面向字符型規(guī)程（BSC）《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。同步傳輸同步通信的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：取消了每個(gè)字符的同步位，提高了效率，實(shí)現(xiàn)與大型機(jī)的通信；缺點(diǎn)：軟硬件費(fèi)用太高；《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。2.2數(shù)據(jù)通信的性能指標(biāo)調(diào)制速率與信息傳輸速率：調(diào)制速率（信號(hào)傳輸速率或者波特率）：定義：數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制以后的傳輸速率，或者說(shuō)是信號(hào)在調(diào)制過(guò)程中每秒鐘其狀態(tài)變化的次數(shù)，即單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)牟ㄐ螖?shù)（或稱每秒鐘發(fā)送的碼元數(shù)），單位為baud。B=1/T其中T表示單位脈沖寬度。我們可假定一個(gè)波形持續(xù)時(shí)間為833×10-6s，

則1秒鐘可輸出的波形數(shù)為1/833×10-6=1200個(gè)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。信息傳輸速率：又稱比特率，指每秒能傳輸多少構(gòu)成數(shù)據(jù)的位數(shù)；S=(log2N)/T，以位/秒為單位，簡(jiǎn)稱bps，N表示碼元有效狀態(tài)個(gè)數(shù)；若碼元狀態(tài)數(shù)=2（狀態(tài)0和1），即1碼元=1bit，比特率S=波特率B（僅值相等）；若碼元狀態(tài)數(shù)=4（00、01、10、11），即1碼元=2bit，則比特率＝2×波特率；例子：一臺(tái)四相調(diào)制解調(diào)器，單位脈沖T=833*10-6S，求調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸速率；調(diào)制速率B=1/T=1/833*10-6s=1200Baud數(shù)據(jù)傳輸速率S=1/T(log2N)=1200*log24=2400bps《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。主要技術(shù)指標(biāo)碼元與信息量：數(shù)字信號(hào)由碼元組成，碼元是承載信息的基本信號(hào)單位。比如用脈沖信號(hào)表示數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)單位脈沖就是一碼元。一碼元的信息量是由碼元所能表示的數(shù)據(jù)有效狀態(tài)值個(gè)數(shù)決定的，若一碼元有00、01、10、11四個(gè)有效狀態(tài)值，則一碼元能攜帶2bit的信息。如圖：《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。帶寬和信道容量帶寬和信道容量：帶寬是指任何實(shí)際的模擬信道所能傳輸?shù)男盘?hào)范圍。信道容量即最大數(shù)據(jù)速率是受信道帶寬制約的。例如一路電話話頻線路的帶寬常為4kHz。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，奈奎斯特和香農(nóng)先后展開(kāi)了研究，并從不同角度在不同情況下分別給出了兩個(gè)著名公式：奈奎斯特公式和香農(nóng)公式。奈奎斯特公式給出了無(wú)熱噪聲（由分子熱運(yùn)動(dòng)引起的噪聲）時(shí)信道帶寬對(duì)最大數(shù)據(jù)速率的限制，具體為最大數(shù)據(jù)傳輸速率C=2Hlog2L(bps)H為信道帶寬，單位Hz，L表示某給定時(shí)刻數(shù)字信號(hào)可能取的離散值的個(gè)數(shù)。例如某信道帶寬為4kHz任何時(shí)刻數(shù)字信號(hào)可取0、1、2、3四種電平之一，其最大數(shù)據(jù)速率是多少？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。帶寬和信道容量香農(nóng)則進(jìn)一步研究了受噪聲干擾的信道情況，熱噪聲以信號(hào)功率與噪聲功率之比來(lái)度量，這個(gè)比值叫作信噪比。如果用S表示信號(hào)功率，N表示噪聲功率，則信噪比為S/N。通常人們并不使用信噪比本身，而是使用10log10（S/N），其單位為分貝（dB）。香農(nóng)關(guān)于噪聲信道的主要結(jié)論是：任何帶寬為H（Hz），信噪比為S/N的信道，其最大數(shù)據(jù)傳輸率為：C=Hlog2（1+S/N）b/s

例如：信噪比為30dB，帶寬為4000Hz的信道最大數(shù)據(jù)速率是多少？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。誤碼率和誤比特率誤碼率：誤碼率是在通信系統(tǒng)中衡量系統(tǒng)傳輸可靠性的指標(biāo)，它的定義是二進(jìn)制碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。從統(tǒng)計(jì)的理論講，當(dāng)所傳送的數(shù)字序列無(wú)限長(zhǎng)時(shí)，誤碼率為：

Pe=Ne/N其中N表示傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)；Ne表示被傳錯(cuò)的碼元數(shù)。誤比特率：Pb=錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)/傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。2.2.2信道復(fù)用技術(shù)

引入：由于一條傳輸線路的某方面的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳輸一個(gè)用戶信號(hào)所需的能力，為了提高線路利用率，經(jīng)常讓多個(gè)信號(hào)同時(shí)共用一條物理線路。 常用的有三種方法：時(shí)分復(fù)用TDM

頻分復(fù)用FDM波分復(fù)用WDM碼分復(fù)用CDM

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)TDM

定義：

當(dāng)傳輸介質(zhì)的位傳輸率大于單個(gè)信號(hào)的要求時(shí)，為有效的利用傳輸系統(tǒng)將多個(gè)信號(hào)同時(shí)在一條傳輸線路上傳輸?shù)募夹g(shù)叫時(shí)分多路復(fù)用。TDM的實(shí)現(xiàn)傳輸時(shí)將時(shí)間分成等長(zhǎng)的時(shí)間片；通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式將時(shí)間片依次分配給指定的信號(hào)；在接收方也通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式在指定的時(shí)間片依次接收指定的信號(hào)。多用于電話系統(tǒng)的T1網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)。4路64kbps信號(hào)共用傳輸速率為256kbps的信道時(shí)分復(fù)用舉例《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。頻分多路復(fù)用技術(shù)FDM定義： 當(dāng)傳輸介質(zhì)的帶寬大于單個(gè)信號(hào)的要求時(shí)，為有效的利用傳輸系統(tǒng)將多個(gè)信號(hào)同時(shí)在一條傳輸線路上傳輸?shù)募夹g(shù)可以采用頻分多路復(fù)用。FDM的實(shí)現(xiàn)通過(guò)調(diào)制將不同信號(hào)的頻率調(diào)制到不同的頻率范圍；將多路信號(hào)合成為一路頻率范圍更大的信號(hào)進(jìn)行發(fā)送；在接收方再通過(guò)解調(diào)將信號(hào)重新還原成多路信號(hào)。多用于廣播、電視系統(tǒng)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)。舉例：一路模擬電視信號(hào)需要帶寬6MHz（該帶寬并不是完全被信號(hào)所占用，其中會(huì)包含保護(hù)帶——保證各路信號(hào)的頻帶間不發(fā)生重疊，不會(huì)相互干擾），一根75Ω同軸電纜提供的帶寬在400MHz左右400MHz0~6MHZ頻段由低到高6~12MHZ12~18MHZ……….頻分復(fù)用舉例《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。復(fù)用器頻率信號(hào)能量6M0頻率信號(hào)能量6M0頻率信號(hào)能量6M0分用器頻率信號(hào)能量18M12M6M頻率信號(hào)能量6M0頻率信號(hào)能量6M0頻率信號(hào)能量6M0先由復(fù)用器將兩路信號(hào)的頻段分別調(diào)至6MHz~12MHz和12MHz~18MHz，即完成頻譜搬移過(guò)程，然后將三路位于三個(gè)不同頻段的信號(hào)復(fù)合在一起進(jìn)行傳輸，在接收端由分用器將信號(hào)還原為0~6MHz，并根據(jù)信號(hào)和頻段間的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系確定每一路信號(hào)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。

波分復(fù)用WDMF2F1F3

光譜F1F2F3共享光纖的光譜光纖2光纖3光纖1共享光纖棱柱/衍射光柵整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每個(gè)用戶占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行傳輸?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。波分復(fù)用舉例《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。碼分復(fù)用CDM內(nèi)涵等同于CDMA允許多個(gè)用戶在同一時(shí)刻使用相同頻帶進(jìn)行通信；各用戶使用經(jīng)過(guò)特殊挑選的不同碼型；抗干擾能力強(qiáng)；有效增大系統(tǒng)的通信容量最初是用于軍事通信，隨著CDMA設(shè)備的價(jià)格和體積大幅度下降，現(xiàn)己廣泛使用在民用移動(dòng)通信中，特別是在無(wú)線局域網(wǎng)中?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。2.2.3差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)傳送中的差錯(cuò)控制傳輸中的差錯(cuò)都是由噪聲引起的。噪聲有兩大類，一類是信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲；另一類是由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲。熱噪聲引起的差錯(cuò)稱為隨機(jī)差錯(cuò)，它所引起的某位碼元的差錯(cuò)是孤立的，與前后碼元沒(méi)有關(guān)系。它導(dǎo)致的隨機(jī)錯(cuò)通常較少。沖擊噪聲呈突發(fā)狀，由其引起的差錯(cuò)稱為突發(fā)錯(cuò)。沖擊噪聲幅度可能相當(dāng)大，無(wú)法靠提高幅度來(lái)避免沖擊噪聲造成的差錯(cuò)，它是傳輸中產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因。沖擊噪聲雖然持續(xù)時(shí)間較短，但在一定的數(shù)據(jù)速率條件下，仍然會(huì)影響到一串碼元?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。差錯(cuò)控制技術(shù)為保證數(shù)據(jù)傳送的高效率和準(zhǔn)確性，必須進(jìn)行差錯(cuò)控制和處理，所以如何自動(dòng)并及時(shí)檢測(cè)傳輸中的差錯(cuò)并且能進(jìn)一步自動(dòng)校正成為一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。差錯(cuò)控制編碼是在發(fā)送端被傳輸?shù)男畔⒋a元中，以一定的編碼規(guī)則附加一些冗余位即校驗(yàn)碼元，接收端利用該規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的譯碼，譯碼的結(jié)果有可能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)或糾正差錯(cuò)。在數(shù)據(jù)通信中利用抗干擾編碼進(jìn)行差錯(cuò)控制的方法有兩種：一、接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后通過(guò)反饋信息要求發(fā)送端重發(fā)那一部分錯(cuò)誤的信息，從而達(dá)到糾錯(cuò)的目的，稱為檢錯(cuò)重發(fā)ARQ；二、接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后能自動(dòng)糾正錯(cuò)誤，稱為前向糾錯(cuò)法FEC?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。前向糾錯(cuò)方式：特別適合于只提供單向信道的場(chǎng)合，同時(shí)也適合點(diǎn)到多點(diǎn)的廣播方式。由于能自動(dòng)糾錯(cuò)，不要求重發(fā)，故接收信號(hào)的時(shí)延小，但糾錯(cuò)能力越強(qiáng)，編碼設(shè)備越復(fù)雜。檢錯(cuò)重發(fā)接收端在收到信息后進(jìn)行檢驗(yàn)，并將結(jié)果反饋給發(fā)送方，發(fā)送端收到后進(jìn)行分析，若接收方認(rèn)為有錯(cuò)，發(fā)送端就將緩沖器中的數(shù)據(jù)再發(fā)送一次，直到接收端認(rèn)為已收到正確的信息為止差錯(cuò)控制技術(shù)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。編碼效率：編碼效率R是衡量編碼性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，它是碼字中信息位所占的比例，R越大，編碼效率越高。計(jì)算公式為：R=k/n=k/（k+r）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)度差錯(cuò)控制技術(shù)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。檢錯(cuò)糾錯(cuò)技術(shù)舉例三位二進(jìn)制的8種組合：000、001、010、011、100、101、110、111。若是都用于傳遞信息，則傳輸過(guò)程中若出現(xiàn)一個(gè)誤碼，能否發(fā)現(xiàn)呢？若是只選取其中四種000、011、101、110用于傳遞信息，則任何一組中若出現(xiàn)1位或3位錯(cuò)誤都可檢測(cè)出來(lái)，但能否糾正呢？其實(shí)這種情況相當(dāng)于只傳遞00、01、10、11共4中信息，而第三位是保證碼組中的1的個(gè)數(shù)是偶數(shù)個(gè)。若進(jìn)一步將許用碼組限制為兩種：000和111，則可以發(fā)現(xiàn)所有兩位以下的錯(cuò)誤，若是只有一位出錯(cuò)，還可以糾正?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。1.奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)碼是一種最簡(jiǎn)單也是最基本的檢錯(cuò)碼，一維奇偶校驗(yàn)碼的編碼規(guī)則是把信息碼元先分組，在每組最后加一位校驗(yàn)碼元，使該碼中1的數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù)，奇數(shù)時(shí)稱為奇校驗(yàn)碼，偶數(shù)時(shí)稱為偶校驗(yàn)碼。奇偶校驗(yàn)碼的編碼方式又分為垂直奇偶校驗(yàn)、水平奇偶校驗(yàn)和水平垂直奇偶校驗(yàn)01001101001101101101001101101100110101100111010111010001111011101《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。（1）垂直奇偶校驗(yàn)的特點(diǎn)及編碼規(guī)則垂直奇偶校驗(yàn)是將整個(gè)發(fā)送的信息塊分成定長(zhǎng)P位的若干段，每段后面添上相應(yīng)的校驗(yàn)位。右圖中，有pq位信息位（I11I21……Ip1I12……Ipq）I11I12……I1qI21I22……I2q……Ip1Ip2……Ipqr1r2……rq發(fā)送順序信息位冗余位其中p位構(gòu)成一段，共q段，每段加上一位校驗(yàn)位偶校驗(yàn)：ri=I1i+I2i+...+Ipi

(i=1,2,...,q)奇校驗(yàn)：ri=I1i+I2i+...+Ipi+1(i=1,2,...,q)垂直奇偶校驗(yàn)的編碼效率為R=p/(p+1)特點(diǎn)：垂直奇偶校驗(yàn)又稱縱向奇偶校驗(yàn)，它能檢測(cè)出每列中所有奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，但檢測(cè)不出偶數(shù)個(gè)錯(cuò)。因而對(duì)差錯(cuò)的漏檢率接近1/2?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。舉例說(shuō)明若存在要發(fā)送的位串如下：111101011011000101101100111010101101011100110010假設(shè)每8位作為一段，則按垂直偶校驗(yàn)編碼后獲得的校驗(yàn)位有幾位，分別是什么？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。（2）水平奇偶校驗(yàn)的特點(diǎn)及編碼規(guī)則考慮問(wèn)題：在垂直奇偶校驗(yàn)中，對(duì)于突發(fā)錯(cuò)誤檢驗(yàn)效果如何？為了降低對(duì)突發(fā)錯(cuò)誤的漏檢率，又引進(jìn)了水平奇偶校驗(yàn)，它是對(duì)各個(gè)信息段的相應(yīng)位橫向進(jìn)行編碼，產(chǎn)生校驗(yàn)位。右圖中的信息位共分為q段，水平奇I11I12……I1qr1I21I22……I2qr2…………Ip1Ip2……Ipqrp發(fā)送順序信息位冗余位偶校驗(yàn)不但可以檢測(cè)各段同一位上的奇數(shù)位錯(cuò)誤，而且可以檢測(cè)出突發(fā)長(zhǎng)度<=p的所有突發(fā)錯(cuò)誤，但是實(shí)現(xiàn)水平奇偶校驗(yàn)時(shí)，不能在發(fā)送過(guò)程中邊產(chǎn)生奇偶校驗(yàn)位邊插入發(fā)送，而必須等要發(fā)送的完整信息塊到齊后才能產(chǎn)生冗余位，因此必須使用記憶寄存器，實(shí)現(xiàn)起來(lái)要復(fù)雜些。編碼效率為：R=q/(q+1)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。舉例說(shuō)明若存在要發(fā)送的位串如下：111101011011000101101100111010101101011100110010假設(shè)每8位作為一段，則按水平偶校驗(yàn)編碼后獲得的校驗(yàn)位有幾位，分別是什么？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。（3）水平垂直奇偶校驗(yàn)特點(diǎn)：能檢測(cè)出所有3位或3位以下的錯(cuò)誤、奇數(shù)個(gè)錯(cuò)、大部分偶數(shù)個(gè)錯(cuò)以及突發(fā)長(zhǎng)度<=p+1的突發(fā)錯(cuò)誤，還可用來(lái)糾正部分差錯(cuò)，有部分偶數(shù)個(gè)錯(cuò)不能檢測(cè)出。I11I12……I1qr1,q+1I21I22……I2qr2,q+1…………Ip1Ip2……Ipqrp,q+1rp+1,1rp+1,2……rp+1,qrp+1,q+1發(fā)送順序若水平垂直都使用偶校驗(yàn)，則ri,q+1=Ii1+Ii2+...+Iiq(i=1,2,...,p)rp+1,j=I1j+I2j+...+Ipj(j=1,2,...,q)rp+1,q+1=rp+1,1+rp+1,2+...+rp+1,q=r1,q+1+r2,q+1+...+rp,q+1

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。舉例說(shuō)明若存在要發(fā)送的位串如下：111101011011000101101100111010101101011100110010假設(shè)每8位作為一段，則按垂直水平偶校驗(yàn)編碼后獲得的校驗(yàn)位有幾位，分別是什么？《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》-單元2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)-全文共56頁(yè)，當(dāng)前為第51頁(yè)。循環(huán)冗余碼（CRC，CyclicRedundancyCode）校驗(yàn)（Check）是目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信及存儲(chǔ)器中應(yīng)用最廣泛的一種校驗(yàn)編碼方法；CRC的工作過(guò)程是，在發(fā)送端要發(fā)送的信息位根據(jù)某個(gè)指定的生成多項(xiàng)式G(X)左移若干位，然后按模