計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(本科)第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1、第二章第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)n數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成n數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ)n調(diào)制解調(diào)與數(shù)據(jù)編碼調(diào)制解調(diào)與數(shù)據(jù)編碼/解碼技術(shù)解碼技術(shù)n錯(cuò)誤檢測(cè)及糾正技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)及糾正技術(shù)n復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)n通信交換技術(shù)通信交換技術(shù)1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（1 1）n功能結(jié)構(gòu)信源信宿載體(信道)噪聲源反變換器變換器差錯(cuò)控制1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（2 2）n信源信源/ /信宿信宿n信號(hào)的發(fā)送信號(hào)的發(fā)送/ /接收者接收者n數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：靜態(tài)存儲(chǔ)于不同的介質(zhì)之上靜態(tài)存儲(chǔ)于不同的介質(zhì)之上n信號(hào)：模擬信號(hào)信號(hào)：模擬信號(hào) (Analo

2、g Signals)(Analog Signals)？數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào) (Digital Signals)(Digital Signals)？動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（3 3）n通信信道n信息傳輸?shù)耐緩?，含傳輸媒體和中繼設(shè)施信息傳輸?shù)耐緩?，含傳輸媒體和中繼設(shè)施n信道的分類信道的分類n有線信道：雙絞線、電纜、光纖等，能量集中在有線信道：雙絞線、電纜、光纖等，能量集中在導(dǎo)線附近導(dǎo)線附近（各自特點(diǎn)？）（各自特點(diǎn)？）n無線信道：自由空間，紅外、微波、無線電波等，無線信道：自由空間，紅外、微波、無線電波等，能量向空間發(fā)散能量向空間發(fā)散（各自特點(diǎn)？）（各自特點(diǎn)？）n模擬信

3、道模擬信道 ：支持模擬信號(hào)傳輸，電話線、雙絞線：支持模擬信號(hào)傳輸，電話線、雙絞線等等n數(shù)字信道：支持?jǐn)?shù)字信號(hào)傳輸，光纖等數(shù)字信道：支持?jǐn)?shù)字信號(hào)傳輸，光纖等1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（4 4）n信號(hào)變換器信號(hào)變換器n變換器：進(jìn)行信號(hào)變換以適合變換器：進(jìn)行信號(hào)變換以適合信道傳輸，或者信宿接信道傳輸，或者信宿接收收數(shù)字型數(shù)字型信源信源Modem模擬型模擬型信源信源Codec數(shù)字信道數(shù)字信道模擬信道模擬信道數(shù)字型數(shù)字型信宿信宿Modem模擬型模擬型信宿信宿Codec光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（5 5）n兩個(gè)實(shí)例n撥號(hào)上網(wǎng)（

4、Dial-up）ModemHaHb1. 1. 數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)構(gòu)成（6 6）n網(wǎng)絡(luò)電話（netphone） CodecinternetMrs.Mr.2. 數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信理論基礎(chǔ)n信號(hào)的分解特性信號(hào)的分解特性n信道的傳輸特性信道的傳輸特性2.1 信號(hào)的分解特性信號(hào)的分解特性(1)n時(shí)域和頻域AAft2.1信號(hào)的分解特性（信號(hào)的分解特性（2）n傅里葉變換n周期信號(hào)和非周期信號(hào)0 1 1 0 1 1 0 0 0 1TimeA2.1信號(hào)的分解特性信號(hào)的分解特性(3)n傅里葉變換n已經(jīng)證明傅里葉變換可以將非周期信號(hào)分解為無數(shù)個(gè)周期信號(hào)的疊加。n研究周期信號(hào)的傳輸特性具有普遍意

5、義2.1 信號(hào)的分解特性信號(hào)的分解特性(4)n傅里葉分析n任何一個(gè)周期為T的有理周期性函數(shù) g(t) 可分解為若干項(xiàng)（可能無限多項(xiàng)）正弦和余弦函數(shù)之和：g(t) = c + + f = 1/T基本頻率an, bnn次諧波項(xiàng)的正弦和余弦振幅值)2sin(1nftann)2cos(1nftbnn212.1 信號(hào)的分解特性信號(hào)的分解特性(5)n數(shù)字信號(hào)的分解n一個(gè)數(shù)字信號(hào)可以分解為多個(gè)被稱為諧波的簡(jiǎn)單正弦波，每個(gè)諧波都有不同的振幅、頻率和相位。n每個(gè)數(shù)字信號(hào)在介質(zhì)上傳輸時(shí)，實(shí)際上是在發(fā)送其不同的諧波分量。n該信號(hào)的每個(gè)諧波分量都必須被忠實(shí)的傳送，才能保證接受信號(hào)副本精確性。n否則2.2 信道的傳輸特

6、性（信道的傳輸特性（1）n信道速率（bps）vs. 波特率（baud）n波特率：每秒鐘傳送信號(hào)的次數(shù)，也稱調(diào)制速率。n比特率：每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)，也稱信道速率。n信道速率=波特率xlog2N(N為信號(hào)的狀態(tài)數(shù)）n波特率與比特率的關(guān)系取決于信號(hào)值表示位數(shù)與比特位的關(guān)系，在計(jì)算機(jī)二進(jìn)制信號(hào)時(shí)，兩者象等。n例：每個(gè)信號(hào)值可表示位，則比特率是波特率的倍； 每個(gè)信號(hào)值可表示位，則比特率和波特率相同。交通信號(hào)（紅、綠、黃）？ 2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（2）n香農(nóng)定理（Max傳輸速率）帶寬為 H 赫茲，信噪比為S/N的任意信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率為：最大數(shù)據(jù)傳輸率 = Hlog2(1 + S/

7、N) (bps)：信號(hào)功率，：噪聲功率2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（3）n奈魁斯特采樣定理任意信號(hào)通過一個(gè)帶寬為的低通濾波器，則每秒采樣次就能完整地重現(xiàn)該信號(hào)。2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（4）n信道差錯(cuò)率n原因：噪聲、信道的帶寬限制n誤碼率：傳輸二進(jìn)制位的總數(shù)與出錯(cuò)位數(shù)的比值。n誤分組率：傳輸分組總數(shù)與出錯(cuò)分組數(shù)的比值n誤字符率：傳輸字符總數(shù)與出錯(cuò)字符數(shù)的比值2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（7）n信道傳輸模式(?)n單工2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（8）n半雙工半雙工2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（9）n全雙工2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特

8、性（10）n數(shù)據(jù)傳輸模式(?)n并行傳輸2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（11）n串行傳輸（異步、同步）(?)2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（12）n異步傳輸2.2 信道的傳輸特性（信道的傳輸特性（13）n同步傳輸(依靠雙方始終的精確同步)3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（1）數(shù)字型數(shù)字型信源信源Modem模擬型模擬型信源信源Codec數(shù)字信道數(shù)字信道模擬信道模擬信道數(shù)字型數(shù)字型信宿信宿Modem模擬型模擬型信宿信宿Codec光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換頻率轉(zhuǎn)換3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（2）n數(shù)據(jù)編碼與信號(hào)轉(zhuǎn)換 數(shù)字編碼 數(shù)字化 調(diào) 制 和 解

9、 調(diào)3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（3）n數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)n數(shù)字到數(shù)字信號(hào)不同的轉(zhuǎn)換方法數(shù)字編碼3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（4）n數(shù)字編碼數(shù)字編碼NRZ3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（5）n歸零編碼(RZ)特點(diǎn)：含同步信息特點(diǎn)：含同步信息 每位三個(gè)狀態(tài)每位三個(gè)狀態(tài) 處理復(fù)雜處理復(fù)雜3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（6）n非歸零編碼(NRZ)（非歸零電平編碼和轉(zhuǎn)換編碼）nNRZ-L vs. NRZ-I特點(diǎn)：不含同步信息特點(diǎn)：不含同步信息 無法傳送大量信息，無法傳送大量信息，1 1位邊界有躍變位邊界有躍變3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解

10、調(diào)與編解碼技術(shù)（7）nManchester vs. Diff. Manchester 特點(diǎn)：含同步信息（位中間變化）特點(diǎn)：含同步信息（位中間變化） 適合局域網(wǎng)絡(luò)適合局域網(wǎng)絡(luò)n同步和數(shù)值信息n同步信息n數(shù)值信息波特率波特率和信道速率和信道速率的關(guān)系？的關(guān)系？3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（9）nManchester編碼每位中間都發(fā)生變化，這編碼每位中間都發(fā)生變化，這種變化既作為同步信號(hào)又作為種變化既作為同步信號(hào)又作為1和和0的區(qū)別的區(qū)別nDiff. Manchester編碼每位中間的變化僅作編碼每位中間的變化僅作為同步時(shí)鐘，而位周期的起始躍變作為為同步時(shí)鐘，而位周期的起始躍變作為

11、0，沒有躍變則為沒有躍變則為1n兩種編碼雖然解決了同步問題，但造成了兩種編碼雖然解決了同步問題，但造成了帶寬的浪費(fèi)，效率為帶寬的浪費(fèi)，效率為50%3.調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（10）4b/5b4b/5b編碼（編碼（p24p24）n使用5位符號(hào)表示4位數(shù)據(jù)n仍然采用NRZI進(jìn)行編碼解決了連續(xù)1的同步問題，沒有解決連續(xù)0的同步問題n編碼的約束條件（提高同步精度）每個(gè)編碼前導(dǎo)0不多于1個(gè)、編碼的結(jié)尾0不多于2個(gè)且每個(gè)編碼有2個(gè)以上的1n特點(diǎn)：在解決了同步問題的前提下，提高了帶寬利用效率（80%），適合光纖高速通信。11110 01001 10100 10101 （0-3）01010

12、 01011 01110 01111 （4-7）10010 10011 10110 10111 （8-11）11010 11011 11100 11101 （12-15）3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(11)n模擬信號(hào)的數(shù)字化擬信號(hào)的數(shù)字化n采樣：采樣： Analog Digitaln量化量化(量化級(jí)別選擇量化級(jí)別選擇)n編碼編碼3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(12)n采樣-量化-編碼-處理3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)（13）n數(shù)字信息的調(diào)制解調(diào)n已有物理信道（analog）n數(shù)字傳輸信道（cost）n調(diào)制：Digital Analogn解調(diào)

13、： Analog Digital3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(14)n數(shù)字信息的調(diào)制n模擬信號(hào)的三個(gè)要素n幅度（A）n頻率（）n相位（）n調(diào)制的三種技術(shù)n調(diào)幅n調(diào)頻n調(diào)相3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(15)1 0 1 0 1 1 0調(diào)幅（同頻異幅）：調(diào)幅（同頻異幅）：1 0 1 0 1 1 0調(diào)頻（同幅異頻）調(diào)頻（同幅異頻）3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(14)n調(diào)相（相位變化）調(diào)相（相位變化）1 0 1 0 1 1 03. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(16)nMothed3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(17)n

14、AM3. 調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)調(diào)制解調(diào)與編解碼技術(shù)(18)nFM4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(1)n差錯(cuò)出現(xiàn)：隨機(jī)、連續(xù)突發(fā)（差錯(cuò)出現(xiàn)：隨機(jī)、連續(xù)突發(fā)（burstburst）n處理差錯(cuò)的兩種基本策略處理差錯(cuò)的兩種基本策略n使用檢錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足使用檢錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，但不能判斷哪里有錯(cuò)。n使用糾錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足使用糾錯(cuò)碼：發(fā)送方在每個(gè)數(shù)據(jù)塊中加入足夠的冗余信息，使得接收方能夠判斷接收到夠的冗余信息，使得接收方

15、能夠判斷接收到的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。的數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)，并能糾正錯(cuò)誤。4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(2)nTypes of Errors4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(3)nSingle-bit error4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(4)nMultiple-bit error4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(5)nBurst error4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(6)n錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè)（Detection）n基本途徑，在信息中增加冗余冗余信息信息（redundancyredundancy）n奇偶校驗(yàn)（parity）n循環(huán)校

16、驗(yàn)（CRC）4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(7)n冗余（redundancy）4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(8)n奇偶校驗(yàn)n（互補(bǔ)錯(cuò)誤無法檢測(cè)）？4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(9)n循環(huán)校驗(yàn)（CRC）n與其他校驗(yàn)方式一樣，在原信息后附加一個(gè)冗余比特串（CRC）n過程n首先給定一除數(shù)d（CRC代碼生成多項(xiàng)式）位數(shù)為kn信息字段M左移k-1位除以d(數(shù)學(xué)模2除法）n得到余數(shù)R=CRC校驗(yàn)碼n形成新的傳輸數(shù)據(jù)M=M+CRCn接收端校驗(yàn): M能否被d整除?4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(10)n具體操作4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(11

17、)n例子n已知信息100100n給定除數(shù)1101n余數(shù)CRC=001n要傳輸?shù)男畔?001000014. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(14)n標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(15)nCRC的性質(zhì)(結(jié)論)nCRC可檢測(cè)所有影響奇數(shù)位的突發(fā)錯(cuò)誤n可檢測(cè)所有長度小于或等于多項(xiàng)式階數(shù)的突發(fā)錯(cuò)誤n可以非常高的概率檢測(cè)出長度大于多項(xiàng)式階數(shù)的突發(fā)錯(cuò)誤n一般數(shù)據(jù)量不大時(shí)，使用一般的驗(yàn)錯(cuò)方法，數(shù)據(jù)量大時(shí)，就可以使用CRC校驗(yàn)；據(jù)理論統(tǒng)計(jì)，用CRC16時(shí)，超過17個(gè)連續(xù)位的錯(cuò)誤偵測(cè)率為99.9969%，小于此時(shí)為100%。4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(16)n錯(cuò)誤糾

18、正(一位錯(cuò))n水平/垂直奇偶糾錯(cuò)碼（必須采用偶校驗(yàn)）錯(cuò)？錯(cuò)？4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(17)n正反碼n信息字段與冗余校驗(yàn)字段具有相同的位數(shù)n冗余校驗(yàn)字段的取值原則（發(fā)送方）n若信息字段1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則冗余字段的取值為信息字段。n若信息字段的1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則冗余字段的取值為信息字段的反碼。n接收方的糾錯(cuò)n首先將收到的信息字段和冗余字段相加（位半加）n若信息字段1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則和式不變n若信息字段1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則和式取反n若和式只有一個(gè)0，則信息字段中對(duì)應(yīng)的位出錯(cuò)n若和式只有一個(gè)1，則冗余字段中對(duì)應(yīng)的位出錯(cuò)4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(18)和和和變換和變換

19、信息字段信息字段若一個(gè)若一個(gè)0 0：信息字段信息字段對(duì)應(yīng)位錯(cuò)對(duì)應(yīng)位錯(cuò)一個(gè)一個(gè)1 1：校驗(yàn)字段校驗(yàn)字段對(duì)應(yīng)位錯(cuò)對(duì)應(yīng)位錯(cuò)全全0 0：無錯(cuò)無錯(cuò)冗余校驗(yàn)字段冗余校驗(yàn)字段判斷信息字段：判斷信息字段：奇數(shù)奇數(shù)個(gè)個(gè)1 1，校驗(yàn)，校驗(yàn)字段字段= =信息字段信息字段偶數(shù)偶數(shù)個(gè)個(gè)1 1，校驗(yàn)，校驗(yàn)字段字段= =信息字段的信息字段的反碼反碼發(fā)送端發(fā)送端判斷信息字段：判斷信息字段：奇數(shù)奇數(shù)個(gè)個(gè)1 1，和不，和不變變偶數(shù)偶數(shù)個(gè)個(gè)1 1，和取，和取反反4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(19)正反碼舉例：正反碼舉例： 合成合成 信息字信息字 校驗(yàn)校驗(yàn) 原信息原信息 接收碼字接收碼字 碼組碼組 段奇段奇/ /偶偶

20、碼組碼組 結(jié)果結(jié)果 字段字段010110101101011 00000 01011 00000 奇（不變）奇（不變） 00000 00000 正確正確 0101101011100101001001101 11111 01101 11111 偶（取反）偶（取反） 00000 00000 正確正確 1001010010011110111101011 00100 01011 00100 偶（取反）偶（取反） 11110 011 11 信息位信息位3 3錯(cuò)錯(cuò) 0101101011100101001001001 11011 01001 11011 偶（取反）偶（取反） 00001 100 00 校驗(yàn)位校

21、驗(yàn)位3 3錯(cuò)錯(cuò) 1001010010正反碼具有糾一位錯(cuò)的能力，其編碼效率為正反碼具有糾一位錯(cuò)的能力，其編碼效率為5050。4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(20)n海明碼（Hamming）n基本模式：信息字段冗余字段n定位冗余比特(2的冪次序列)n計(jì)算冗余比特值（每個(gè)比特都是一組數(shù)據(jù)位的偶校驗(yàn)）n接收方的檢錯(cuò)糾錯(cuò)（冗余位是否全為0，不為0則指出了錯(cuò)誤位）4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(21) 定位冗余比特n20n21n22n234. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(22) 計(jì)算冗余比特值計(jì)算冗余比特值n20n214. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(23) 計(jì)

22、算冗余比特值n22n234. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(24) 冗余比特計(jì)算實(shí)例n0n0n0n0n0n0n0n0n0n04. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(25) 信息傳輸差錯(cuò)4. 錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)與糾錯(cuò)技術(shù)(26) 差錯(cuò)檢測(cè)、糾正通信傳輸錯(cuò)誤率n假設(shè)同軸電纜的通信位出錯(cuò)率為10-6，若信道速率為9600bps，則平均產(chǎn)生一位錯(cuò)的時(shí)間是多少？n若內(nèi)部電路的錯(cuò)誤率為10-15，若信道速率為9600bps，產(chǎn)生一位錯(cuò)的時(shí)間是多長？n光纖的錯(cuò)誤率、電話線的錯(cuò)誤率？5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(1)n復(fù)用的需求復(fù)用的需求n通信中通信中“質(zhì)質(zhì)”和和“量量”的要求的要求n現(xiàn)有通信線

23、路的不足及成本因素現(xiàn)有通信線路的不足及成本因素n復(fù)用的基礎(chǔ)復(fù)用的基礎(chǔ)n現(xiàn)有通信線路現(xiàn)有通信線路( (主干主干) )的帶寬較大的帶寬較大n各種復(fù)用技術(shù)的產(chǎn)生各種復(fù)用技術(shù)的產(chǎn)生5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(2)5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(3)5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(4)nFDM的概念n是一種模擬技術(shù),在鏈路帶寬大于要傳輸?shù)乃行盘?hào)帶寬之和時(shí)采用。AmplitudenFrequencynf1nf2nf3nf4nf5nf6nChannel5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(5)物理路徑n邏輯信道5.復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(6)n載波n調(diào)制n調(diào)制后n合成？nAA5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(7)n濾波n載波信息5.復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(8)

24、nTDM的概念n時(shí)分復(fù)用是一個(gè)數(shù)字化過程,當(dāng)傳輸介質(zhì)的數(shù)據(jù)速率容量大于所有發(fā)送和接受設(shè)備所需要的數(shù)據(jù)速率時(shí)就可以使用它.nTDM的鏈路分割是一種時(shí)間上的串型分割,在宏觀上對(duì)通信終端是并行通信.nTDM的復(fù)用形式n同步TDMn異步TDM5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(9) 同步TDM同步指時(shí)間片的固定分配5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(10)5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(11)n同步TDM體現(xiàn)了一種速率平均的思想5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(12)n同步TDM接受方的復(fù)用分解5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(13)n同步TDM的傳輸幀的標(biāo)示(定位)5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(15)n異步TDM時(shí)分復(fù)用n同步TDM存在帶寬浪費(fèi)的現(xiàn)象n對(duì)于

25、n個(gè)設(shè)備一個(gè)傳輸幀內(nèi)至少有n個(gè)時(shí)間片n時(shí)間片的使用是固定的n平均思想不符合網(wǎng)絡(luò)信息流的實(shí)際情況n網(wǎng)絡(luò)本身的信息流模型是突發(fā)性的n異步TDM充分復(fù)用通路帶寬資源n一個(gè)幀內(nèi)時(shí)間片的分配是動(dòng)態(tài)的n對(duì)于n個(gè)設(shè)備一個(gè)傳輸幀內(nèi)至多有m(mn)個(gè)時(shí)間片n統(tǒng)計(jì)復(fù)用(集中器)5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(16)n時(shí)間片的動(dòng)態(tài)分配5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(17)n幀和時(shí)間片地址5. 復(fù)用技術(shù)復(fù)用技術(shù)(18)nT-1示例(24X8000 x8） one sample frameOne bit control nCDMA 的原理？nWDM DWDM?6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（1 1）nWhy switch6 6.

26、 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（2 2）n交換概念n在多結(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)中，為有效利用通信設(shè)備和線路，一般希望使用較少的設(shè)備和線路實(shí)現(xiàn)所有終端的可達(dá)性。動(dòng)態(tài)地接通或斷開通信線路的過程，稱為“交換”6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（3 3）n交換和復(fù)用的區(qū)別n交換強(qiáng)調(diào)設(shè)備的主動(dòng)控制功能，不同物理鏈路之間的切換n復(fù)用強(qiáng)調(diào)一個(gè)物理鏈路的帶寬共享交換方式分類n電路交換（Circuit） 獨(dú)占線路n報(bào)文交換（Paragraph）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式n分組交換（Packet） 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（4 4）電路交換（Circuit switching）n原理n直接利用可切換的物理通信線路

27、，連接通信雙方，典型的如電話交換網(wǎng)（端交換局）。n三個(gè)階段n建立電路n傳輸數(shù)據(jù)n拆除電路6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（5 5）n特點(diǎn)n在發(fā)送數(shù)據(jù)前，必須建立起點(diǎn)到點(diǎn)的物理通路n建立物理通路時(shí)間較長，而數(shù)據(jù)傳送延遲較短n獨(dú)占通信通路，易于形成交換阻塞6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（6 6）n報(bào)文交換（paragraph）n傳輸單位為整個(gè)報(bào)文，大小不定n存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store and forward) 機(jī)制n鏈路共享，節(jié)點(diǎn)排隊(duì)n依據(jù)一定的規(guī)則動(dòng)態(tài)選擇下一條傳輸路徑n網(wǎng)絡(luò)延遲6 6 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（7 7）n分組交換（Packet）n一次交換一個(gè)固定上限的信息單位（packet）n存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(store and forward)n分組交換數(shù)據(jù)報(bào)n分組交換虛電路（兼有電路交換和報(bào)文交換的特點(diǎn)）n虛電路交換虛電路和永久虛電路6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（8 8）n數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）n沒有固定的路徑n每個(gè)分組（packet）獨(dú)立傳輸n同一過程中的不同分組可有不 同的傳輸路徑6 6. 通信交換技術(shù)（通信交換技術(shù)（9 9）n虛電路方式（Virtual Circuit）n虛電路n相對(duì)于電路