第4章說說編碼

1、 第4章 說說“編碼” 基本內(nèi)容基本內(nèi)容 了解通信系統(tǒng)的模型及各部分功能；了解通信系統(tǒng)的模型及各部分功能； 了解聲音了解聲音 模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換；模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換； 了解了解A/D,D/AA/D,D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，PCMPCM和線路編碼；和線路編碼； 了解復(fù)用了解復(fù)用/ /解復(fù)用原理；解復(fù)用原理； 掌握波特率，比特率的含義；掌握波特率，比特率的含義； 了解幾種典型數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)格式（以太網(wǎng)幀，了解幾種典型數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)格式（以太網(wǎng)幀，IPIP數(shù)據(jù)包，幀中繼，數(shù)據(jù)包，幀中繼，ATMATM信元，信元，SDHSDH） 數(shù)據(jù)包，幀和信元名稱的統(tǒng)一問題；數(shù)據(jù)包，幀和信元名稱的統(tǒng)一問題； 圖像和視頻編碼。圖像和

2、視頻編碼。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)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)通信系統(tǒng)模型及功能通信系統(tǒng)模型及功能調(diào)制解調(diào)器PC數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào) 輸入字符顯示字符PC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器背面背面電話機(jī)電話機(jī)電話線電話線計(jì)算機(jī)接口計(jì)算機(jī)接口通信系統(tǒng)模型及功能通信系統(tǒng)模型及功能調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器作用：作用：將話音、數(shù)據(jù)、視頻等信號(hào)復(fù)用后通過同一條電話將話音、數(shù)據(jù)、視頻等信號(hào)復(fù)用后通過同

3、一條電話線（或電纜、光纖）傳輸。線（或電纜、光纖）傳輸。復(fù)用原理：復(fù)用原理：將電話線的頻帶劃分出話音通道和數(shù)據(jù)通道。將電話線的頻帶劃分出話音通道和數(shù)據(jù)通道。電話線復(fù)用方式電話線復(fù)用方式020kHz25kHz1.104MHz傳送傳送3003400Hz頻率的模擬語音信號(hào)頻率的模擬語音信號(hào)上行信道：可傳上行信道：可傳768kbit/s數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)下行信道：可傳下行信道：可傳68Mbit/s數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)制調(diào)制：將數(shù)據(jù)變?yōu)楦撸簩?shù)據(jù)變?yōu)楦哳l已調(diào)信號(hào)；頻已調(diào)信號(hào)；解調(diào)解調(diào)：從高頻信號(hào)中還原出從高頻信號(hào)中還原出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。話音通道話音通道數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道注：媒質(zhì)不同，復(fù)用方式可能不同。電話線是最常用的注：媒質(zhì)不同

4、，復(fù)用方式可能不同。電話線是最常用的傳輸媒質(zhì)。傳輸媒質(zhì)。調(diào)制解調(diào)器的產(chǎn)品類型：調(diào)制解調(diào)器的產(chǎn)品類型：調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)/路由器路由器計(jì)算內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器計(jì)算內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器無線調(diào)制解調(diào)器無線調(diào)制解調(diào)器USB無線調(diào)制解調(diào)器無線調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)模型及功能通信系統(tǒng)模型及功能信源信源信源編碼器信源編碼器信道編碼器信道編碼器傳輸媒介傳輸媒介信道譯碼器信道譯碼器信源譯碼器信源譯碼器信宿信宿噪聲噪聲信源信源：指人、生物、機(jī)器以及自然界一切其他事物；：指人、生物、機(jī)器以及自然界一切其他事物；信源、信道編碼器信源、信道編碼器：把存儲(chǔ)信息的：把存儲(chǔ)信息的“消息消息”變成信號(hào)的變

5、成信號(hào)的各種設(shè)施各種設(shè)施傳輸媒介傳輸媒介：聲波，電磁波，光波，電纜，光纜，無線電聲波，電磁波，光波，電纜，光纜，無線電波等；波等；信道、信源譯碼器信道、信源譯碼器：將信號(hào)還原為自然界信息的各種設(shè)：將信號(hào)還原為自然界信息的各種設(shè)施；施；信宿信宿：信息的目的地，接收方。：信息的目的地，接收方。從聲音到模擬信號(hào)從聲音到模擬信號(hào)思考：對(duì)于語音通信，如何將聲音變成電信號(hào)呢？思考：對(duì)于語音通信，如何將聲音變成電信號(hào)呢？貝爾發(fā)明的碳粒電話機(jī)可解決這一問題。貝爾發(fā)明的碳粒電話機(jī)可解決這一問題。目前使用的電話機(jī)原理相同。目前使用的電話機(jī)原理相同。即把話筒內(nèi)振膜的振動(dòng)轉(zhuǎn)化成強(qiáng)弱不同的電流。即把話筒內(nèi)振膜的振動(dòng)轉(zhuǎn)化

6、成強(qiáng)弱不同的電流。電流即為模擬信號(hào)。電流即為模擬信號(hào)。 “ “analoganalog”即模擬之意。即模擬之意。從物理學(xué)上來講，語音是一種電波。音量與壓力振從物理學(xué)上來講，語音是一種電波。音量與壓力振動(dòng)的振幅和頻率有關(guān)。動(dòng)的振幅和頻率有關(guān)。振動(dòng)越大，聲音越強(qiáng)。振動(dòng)越大，聲音越強(qiáng)。頻率變化越大，聲音越尖銳，能量越大。頻率變化越大，聲音越尖銳，能量越大。從聲音到模擬信號(hào)從聲音到模擬信號(hào)人的耳朵能聽到的聲音頻率范圍是人的耳朵能聽到的聲音頻率范圍是20Hz20Hz20kHz20kHz。實(shí)際上，實(shí)際上，3.4kHz3.4kHz即可理解信息，這也是電話線路的即可理解信息，這也是電話線路的語音信號(hào)帶寬。語音

7、信號(hào)帶寬。在此范圍內(nèi)，頻率的提高意味著質(zhì)量的提高。在此范圍內(nèi)，頻率的提高意味著質(zhì)量的提高。帶寬越大，對(duì)傳遞信號(hào)的介質(zhì)要求越高。帶寬越大，對(duì)傳遞信號(hào)的介質(zhì)要求越高。20Hz11KHz20KHz44KHz高保真立體聲高保真立體聲普通聲道普通聲道從聲音到模擬信號(hào)從聲音到模擬信號(hào)除了聲音之外，還有圖像，文字等自然界的信息，除了聲音之外，還有圖像，文字等自然界的信息，稱為稱為“原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)”。也必須轉(zhuǎn)換為電磁信號(hào)。也必須轉(zhuǎn)換為電磁信號(hào)。以聲音到電磁信號(hào)的轉(zhuǎn)換為例。有兩種主要轉(zhuǎn)換方式：以聲音到電磁信號(hào)的轉(zhuǎn)換為例。有兩種主要轉(zhuǎn)換方式：原始信號(hào)原始信號(hào)f1f1轉(zhuǎn)換后信號(hào)轉(zhuǎn)換后信號(hào)f2f2（已調(diào)載波）（已調(diào)

8、載波）高頻信號(hào)高頻信號(hào)f2f2（載波）（載波）改變改變f2f2，使它能以適合傳輸?shù)男问奖硎緮?shù)據(jù)，即為調(diào)制。，使它能以適合傳輸?shù)男问奖硎緮?shù)據(jù)，即為調(diào)制。“調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器”就是用于完成就是用于完成“載波載波”并并“卸載卸載”的裝置。的裝置。A/DA/D，D/AD/A，PCMPCM和線路編碼和線路編碼 模擬信號(hào)不適合遠(yuǎn)距離傳輸模擬信號(hào)不適合遠(yuǎn)距離傳輸：能量損失嚴(yán)重，信號(hào)會(huì)產(chǎn)：能量損失嚴(yán)重，信號(hào)會(huì)產(chǎn)生畸變和衰減；對(duì)信號(hào)放大的同時(shí)，也放大了失真，失真生畸變和衰減；對(duì)信號(hào)放大的同時(shí)，也放大了失真，失真疊加會(huì)加重信號(hào)失真。疊加會(huì)加重信號(hào)失真。 數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)的“再生器再生器”能消除前一段電路對(duì)信號(hào)

9、的衰減能消除前一段電路對(duì)信號(hào)的衰減和畸變，不會(huì)累積噪聲引起的失真和畸變，不會(huì)累積噪聲引起的失真。 數(shù)字信號(hào)是傳送和表示的需要數(shù)字信號(hào)是傳送和表示的需要。任何明確的。任何明確的0 0和和1 1不容易不容易受噪聲影響，不容易引起歧義，對(duì)傳送要求也低。受噪聲影響，不容易引起歧義，對(duì)傳送要求也低。1.A/D1.A/D的必要性：的必要性：數(shù)字產(chǎn)品很多，如電視，手機(jī)，相機(jī)，空調(diào)等。數(shù)字產(chǎn)品很多，如電視，手機(jī)，相機(jī)，空調(diào)等。為什么要數(shù)字化為什么要數(shù)字化? ?（一）計(jì)算機(jī)操作的是二進(jìn)制數(shù)碼信號(hào)（一）計(jì)算機(jī)操作的是二進(jìn)制數(shù)碼信號(hào)二進(jìn)制數(shù)碼的信號(hào)波形二進(jìn)制數(shù)碼的信號(hào)波形（二）只有數(shù)字信號(hào)才能精確表示物理量（二）只

10、有數(shù)字信號(hào)才能精確表示物理量模擬萬用表模擬萬用表模擬量模擬量根據(jù)表根據(jù)表的指針的指針讀數(shù)，讀數(shù)，一般只一般只能精確能精確到三位到三位數(shù)數(shù)。數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表二進(jìn)制數(shù)字可表二進(jìn)制數(shù)字可表示物理量所要求示物理量所要求的精度。目前可的精度。目前可精確到精確到10位數(shù)以位數(shù)以上（對(duì)應(yīng)采用上（對(duì)應(yīng)采用32位二進(jìn)制數(shù)碼表位二進(jìn)制數(shù)碼表示一個(gè)數(shù)值）。示一個(gè)數(shù)值）。邏輯電路有兩個(gè)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)邏輯電路有兩個(gè)狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)“1”和和“0”，計(jì)算機(jī)通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)運(yùn)算，計(jì)算機(jī)通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。二進(jìn)數(shù)二進(jìn)數(shù)碼波形碼波形實(shí)際信號(hào)波形實(shí)際信號(hào)波形受干擾后受干擾后的波形的波形定時(shí)信號(hào)定時(shí)信號(hào)再生信號(hào)再生信號(hào)（三）數(shù)

11、字信號(hào)受干擾后可以再生，消除干擾影響（三）數(shù)字信號(hào)受干擾后可以再生，消除干擾影響受干擾后的信號(hào)經(jīng)再生受干擾后的信號(hào)經(jīng)再生定時(shí)判決可正確恢復(fù)。定時(shí)判決可正確恢復(fù)。為什么要數(shù)字化為什么要數(shù)字化?(?(續(xù)續(xù)1)1)（四）數(shù)字信號(hào)可采用時(shí)間復(fù)用提高傳輸效率（四）數(shù)字信號(hào)可采用時(shí)間復(fù)用提高傳輸效率例如：在閉路電視電纜上，原傳一路模擬電視信號(hào)的通道內(nèi)，可例如：在閉路電視電纜上，原傳一路模擬電視信號(hào)的通道內(nèi)，可以同時(shí)傳以同時(shí)傳48路數(shù)字電視節(jié)目（由于這涉及較多概念，在通信路數(shù)字電視節(jié)目（由于這涉及較多概念，在通信原理課程中才會(huì)詳細(xì)講授）。原理課程中才會(huì)詳細(xì)講授）。（五）數(shù)字電路性能穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)、維護(hù)、生產(chǎn)

12、方便，（五）數(shù)字電路性能穩(wěn)定可靠，設(shè)計(jì)、維護(hù)、生產(chǎn)方便，體積小，重量輕體積小，重量輕數(shù)字電路數(shù)字電路高頻模擬電路高頻模擬電路為什么要數(shù)字化為什么要數(shù)字化?(?(續(xù)續(xù)2)2)數(shù)字化優(yōu)點(diǎn)數(shù)字化優(yōu)點(diǎn)性能穩(wěn)定、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)方便生產(chǎn)方便（五）（五）便于計(jì)算機(jī)便于計(jì)算機(jī)操作操作（一）（一）傳輸效率傳輸效率高高（四）（四）抗干擾抗干擾能力強(qiáng)能力強(qiáng)（三）（三）精確表示精確表示物理量物理量（二）（二）為什么要數(shù)字化為什么要數(shù)字化?(?(續(xù)續(xù)3)3)二進(jìn)制代碼及數(shù)制二進(jìn)制代碼及數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制00001111210223113341004451015561106671117781000108910

13、0111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表1）同一數(shù)值可表示為不同一數(shù)值可表示為不同數(shù)制的數(shù)，它們之間可同數(shù)制的數(shù)，它們之間可相互轉(zhuǎn)換。相互轉(zhuǎn)換。2）日常書面語言習(xí)慣用日常書面語言習(xí)慣用十進(jìn)制。計(jì)算機(jī)運(yùn)算用二十進(jìn)制。計(jì)算機(jī)運(yùn)算用二進(jìn)制數(shù)。計(jì)算機(jī)程序書寫進(jìn)制數(shù)。計(jì)算機(jī)程序書寫為簡(jiǎn)便，可用八進(jìn)制、十為簡(jiǎn)便，可用八進(jìn)制、十六進(jìn)制。六進(jìn)制。3）數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換運(yùn)算數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換運(yùn)算方法請(qǐng)閱讀計(jì)算機(jī)相關(guān)教方法請(qǐng)閱讀計(jì)算機(jī)相關(guān)教材。材。A/D

14、A/D，D/AD/A，PCMPCM和線路編碼和線路編碼2.2.奈奎斯特準(zhǔn)則奈奎斯特準(zhǔn)則 思考：如何使數(shù)字信號(hào)能精確表示思考：如何使數(shù)字信號(hào)能精確表示原模擬信號(hào)？原模擬信號(hào)？ 如果模擬信號(hào)以規(guī)則時(shí)間間隔抽樣，且如果模擬信號(hào)以規(guī)則時(shí)間間隔抽樣，且抽樣速率是模擬信號(hào)中最高頻率的兩倍，那么所得樣本抽樣速率是模擬信號(hào)中最高頻率的兩倍，那么所得樣本是原始信號(hào)的精確表示。是原始信號(hào)的精確表示。例：語音例：語音f f：300Hz300Hz3400Hz3400Hz 抽樣抽樣f f：3400Hz3400Hz2=6800Hz 2=6800Hz 即即68006800次抽樣次抽樣/ /秒秒（1 1）實(shí)際抽樣）實(shí)際抽樣f

15、 f：4000Hz4000Hz2=8000Hz 2=8000Hz 即即80008000次抽次抽樣樣/ /秒秒 則采樣周期則采樣周期T=1/f=125T=1/f=125s s（2 2）將任何一次抽樣結(jié)果編碼為從）將任何一次抽樣結(jié)果編碼為從0000000000000000到到1111111111111111這這256256個(gè)階梯數(shù)值中的某一個(gè)數(shù)值，如個(gè)階梯數(shù)值中的某一個(gè)數(shù)值，如1011101010111010。（3 3）一秒鐘有）一秒鐘有80008000次抽樣，每次抽樣都要編碼。次抽樣，每次抽樣都要編碼。 8000 8000次次8 8位編碼位編碼=64000bit=64000bit 64kbit/

16、s64kbit/s即為電話信號(hào)的編碼速率。即為電話信號(hào)的編碼速率。 64kbit/s 64kbit/s為一路信號(hào)的帶寬需求量，這為一路信號(hào)的帶寬需求量，這種量化方式被稱為種量化方式被稱為PCMPCM（Pulse Code ModulationPulse Code Modulation，脈，脈沖編碼調(diào)制）沖編碼調(diào)制） 思考：如果振幅用思考：如果振幅用16bit16bit表示，帶寬需表示，帶寬需求量為多少？求量為多少？ 如果振幅用如果振幅用6bit6bit表示，帶寬需求表示，帶寬需求量為多少？量為多少？A/DA/D，D/AD/A，PCMPCM和線路編碼和線路編碼A/DA/D，D/AD/A，PCMP

17、CM和線路編碼和線路編碼3.3.信道編碼信道編碼 （1 1）作用：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在線）作用：將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在線路上傳送的數(shù)字信號(hào)的過程。路上傳送的數(shù)字信號(hào)的過程。 （2 2）3 3種常用編碼技術(shù)：種常用編碼技術(shù)： 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼 用電壓跳變來區(qū)分用電壓跳變來區(qū)分1 1和和0 0。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：易于差錯(cuò)恢復(fù)；：易于差錯(cuò)恢復(fù)； “ “1 1” ” “0 0” 適用于適用于：以太網(wǎng)線路。：以太網(wǎng)線路。 NRZI NRZI編碼編碼 在轉(zhuǎn)換處，不發(fā)生跳躍編碼為在轉(zhuǎn)換處，不發(fā)生跳躍編碼為0 0，跳躍開始處，跳躍開始處編碼為編碼為1 1。曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯

18、特編碼翻轉(zhuǎn)不歸零（翻轉(zhuǎn)不歸零（NRZINRZI）碼）碼 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼 0 0或或1 1的取值判斷用位的起始處有無跳變來表示。的取值判斷用位的起始處有無跳變來表示。 （有跳變?yōu)椋ㄓ刑優(yōu)? 0，無跳變?yōu)?，無跳變?yōu)? 1）A/DA/D，D/AD/A，PCMPCM和線路編碼和線路編碼3.3.信道編碼信道編碼0 010 00 00 00 011111數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼NRZI編碼編碼A/DA/D，D/AD/A，PCMPCM和線路編碼和線路編碼3.3.信道編碼信道編碼在工程實(shí)踐中，要遵從物理學(xué)顧慮，要考慮如何使誤在

19、工程實(shí)踐中，要遵從物理學(xué)顧慮，要考慮如何使誤碼率最低，傳輸準(zhǔn)確率最高，易于差錯(cuò)恢復(fù)。碼率最低，傳輸準(zhǔn)確率最高，易于差錯(cuò)恢復(fù)。 總結(jié)：總結(jié)：模擬與數(shù)字的轉(zhuǎn)化過程如下：模擬與數(shù)字的轉(zhuǎn)化過程如下： 模擬信號(hào)模擬信號(hào) 數(shù)字信號(hào)，接收方數(shù)字信號(hào)，接收方做相反處理。做相反處理。抽樣抽樣/ /量化量化/ /編碼編碼奈奎斯特準(zhǔn)則奈奎斯特準(zhǔn)則復(fù)用和解復(fù)用復(fù)用和解復(fù)用1.1.問題的提出問題的提出 為了節(jié)省資源和成本，希望能在一條線路上為了節(jié)省資源和成本，希望能在一條線路上傳送多路信號(hào)。傳送多路信號(hào)。 復(fù)用可以理解為復(fù)用可以理解為“反復(fù)使用反復(fù)使用”和和“多個(gè)共同多個(gè)共同使用使用”。通信中的復(fù)用就是讓多個(gè)信息源共同

20、使用一條物理通。通信中的復(fù)用就是讓多個(gè)信息源共同使用一條物理通道。道。問題的提出問題的提出復(fù)用和解復(fù)用復(fù)用和解復(fù)用解決方案一：反復(fù)使用解決方案一：反復(fù)使用解決方案二：時(shí)分復(fù)用解決方案二：時(shí)分復(fù)用復(fù)用和解復(fù)用復(fù)用和解復(fù)用2.TDM（Time Division Multiplexing）時(shí)分復(fù)用）時(shí)分復(fù)用 TDMTDM定義定義：在同一條線路上按照時(shí)間位置均：在同一條線路上按照時(shí)間位置均勻分片，每個(gè)時(shí)間分片被一個(gè)用戶的信息流占用。時(shí)間片即為勻分片，每個(gè)時(shí)間分片被一個(gè)用戶的信息流占用。時(shí)間片即為“時(shí)隙時(shí)隙”。 時(shí)隙時(shí)隙：指能明確決定其時(shí)間位置及用途的周指能明確決定其時(shí)間位置及用途的周期性重復(fù)的時(shí)間間隔

21、。期性重復(fù)的時(shí)間間隔。 同步：同步：通信設(shè)備利用信息內(nèi)容本身來獲取相通信設(shè)備利用信息內(nèi)容本身來獲取相互間的一致性?？刹捎没ラg的一致性。可采用“同步碼同步碼”或者或者“信令信令”來進(jìn)行信息的來進(jìn)行信息的同步管理。但是需要占用一定的信道。同步管理。但是需要占用一定的信道。復(fù)用和解復(fù)用復(fù)用和解復(fù)用3.PCM3.PCM復(fù)用復(fù)用 國(guó)際電信聯(lián)盟（國(guó)際電信聯(lián)盟（ITUITU）對(duì)）對(duì)PCMPCM復(fù)用有兩種建議復(fù)用有兩種建議：PCM30/32PCM30/32制式制式 3030路話音，路話音，1 1路同步，路同步，1 1路信令路信令 A A律律 PCM24PCM24制式制式 2222路話音，路話音，1 1路同步，

22、路同步，1 1路信令路信令 律律 對(duì)于對(duì)于PCM32PCM32，125125s/s/幀，幀，8 8位位PCMPCM碼分為碼分為3232組，組， 則在則在1 1秒內(nèi)，能夠通過秒內(nèi)，能夠通過 80008000（抽樣）（抽樣）32328=2048kbit8=2048kbit 2048kbit/s 2048kbit/s即為即為PCMPCM的一次群速率。的一次群速率。 PCM PCM與與TDMTDM的區(qū)別的區(qū)別： （1 1）TDMTDM是復(fù)用方式，是復(fù)用方式，PCMPCM是利用是利用TDMTDM的編碼格式的編碼格式； （2 2）PCMPCM編碼后信息可以在編碼后信息可以在TDMTDM或或FDMFDM或或

23、WDMWDM網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)絡(luò)上傳送。傳送。波特率和比特率波特率和比特率信息速率信息速率 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間（：?jiǎn)挝粫r(shí)間（1s1s）內(nèi)傳輸?shù)钠骄畔⒘俊＃﹥?nèi)傳輸?shù)钠骄畔⒘?。單位是比特單位是比? /秒，或秒，或b/sb/s，或，或bpsbps。簡(jiǎn)稱。簡(jiǎn)稱比特率比特率。)/(log2sbMrrsbbrsr碼元速率碼元速率 ：為了提高有效性，在相同信道帶寬時(shí)：為了提高有效性，在相同信道帶寬時(shí)提高信息傳輸速率，可采用提高信息傳輸速率，可采用M M進(jìn)制傳輸。進(jìn)制傳輸。M M進(jìn)制碼元進(jìn)制碼元稱為符號(hào)，有稱為符號(hào)，有M M個(gè)個(gè)取值取值。單位時(shí)間（。單位時(shí)間（1s1s）內(nèi)傳輸?shù)拇a）內(nèi)傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼元速率。單位波特或元

24、數(shù)稱為碼元速率。單位波特或B B，也稱為，也稱為波特率波特率。幾種典型數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)格式幾種典型數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)格式 思考：數(shù)字思考：數(shù)字0 0和和1 1的這些組合如何通過網(wǎng)絡(luò)組織管理的這些組合如何通過網(wǎng)絡(luò)組織管理到達(dá)目的地呢？到達(dá)目的地呢？ 數(shù)據(jù)的拆分打包方式很像貨物打包裝車的方數(shù)據(jù)的拆分打包方式很像貨物打包裝車的方式，實(shí)際上就是選用何種類型的容器的問題。容器特性取決于式，實(shí)際上就是選用何種類型的容器的問題。容器特性取決于一下幾個(gè)因素：一下幾個(gè)因素： （1 1）道路的特征：?jiǎn)坞p行線；車道寬窄；水運(yùn)）道路的特征：?jiǎn)坞p行線；車道寬窄；水運(yùn)還是空運(yùn)。道路不同，選用容器的類型也不完全相同。還是空運(yùn)。道

25、路不同，選用容器的類型也不完全相同。 （2 2）貨物的特征：）貨物的特征： （3 3）貨物本身的運(yùn)送要求：時(shí)間要求，安全性）貨物本身的運(yùn)送要求：時(shí)間要求，安全性要求，完整性要求等。要求，完整性要求等。 通信中的通信中的“容器容器”不僅僅運(yùn)送信息本身，還不僅僅運(yùn)送信息本身，還要運(yùn)送許多為了保證信息運(yùn)送成功而增加的額外的信息，稱為要運(yùn)送許多為了保證信息運(yùn)送成功而增加的額外的信息，稱為“冗余信息冗余信息”。1.1.以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀 標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：802.3802.3 標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型總線型。用交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連。用交換機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和組織的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型。接和組織的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型。 總

26、線爭(zhēng)用技術(shù)為總線爭(zhēng)用技術(shù)為CSMA/CDCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Carrier Sense Multiple Access/Collision DetectDetect） 載波偵聽多路訪問載波偵聽多路訪問沖突檢測(cè)。沖突檢測(cè)。1.1.以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀格式以太網(wǎng)幀格式1.1.以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)幀 FCS FCS：32bit32bit的的CRCCRC校驗(yàn)和。接收端將接收數(shù)據(jù)逐校驗(yàn)和。接收端將接收數(shù)據(jù)逐位進(jìn)行位進(jìn)行CRCCRC校驗(yàn)，如果與校驗(yàn)，如果與FCSFCS相同，正確接收。不同，幀破壞，要相同，正確接收。不同，幀破壞，要求

27、重發(fā)該幀。求重發(fā)該幀。2.IP2.IP數(shù)據(jù)包格式數(shù)據(jù)包格式3.3.幀中繼幀格式幀中繼幀格式 幀中繼用于連接兩個(gè)局域網(wǎng)幀中繼用于連接兩個(gè)局域網(wǎng)企業(yè)分支機(jī)構(gòu)間企業(yè)分支機(jī)構(gòu)間或企業(yè)到運(yùn)營(yíng)商的骨干或企業(yè)到運(yùn)營(yíng)商的骨干IPIP網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)絡(luò)上。 是典型的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)。是典型的數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)。4. ATM4. ATM信元信元通信網(wǎng)的傳遞方式分為通信網(wǎng)的傳遞方式分為同步傳遞方式同步傳遞方式STMSTM和和異步傳遞異步傳遞方式方式ATMATM。STMSTM特點(diǎn)特點(diǎn)：復(fù)用信號(hào)中的各路原始信號(hào)按一定時(shí)間間：復(fù)用信號(hào)中的各路原始信號(hào)按一定時(shí)間間隔周期性出現(xiàn)。隔周期性出現(xiàn)。ATMATM特點(diǎn)特點(diǎn)：無周期性，需附加標(biāo)志來

28、分辨原始信號(hào)。：無周期性，需附加標(biāo)志來分辨原始信號(hào)。22223333411111444234STM，每路原始信號(hào)周期出現(xiàn)，每路原始信號(hào)周期出現(xiàn)ATM，每個(gè)信元的信頭表明其屬于哪一路信號(hào)，每個(gè)信元的信頭表明其屬于哪一路信號(hào)4. ATM4. ATM信元信元ATMATM原理原理：每個(gè)分組作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，分組間：每個(gè)分組作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，分組間傳輸間隔為任意時(shí)間。傳輸間隔為任意時(shí)間。為了能夠承載任何信息，設(shè)計(jì)為為了能夠承載任何信息，設(shè)計(jì)為5353字節(jié)字節(jié)定長(zhǎng)的幀格式。定長(zhǎng)的幀格式。特點(diǎn)特點(diǎn)：適應(yīng)快速交換能力，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。：適應(yīng)快速交換能力，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。思考：思考：ATMATM交換

29、機(jī)如何識(shí)別從端口進(jìn)來的信元？交換機(jī)如何識(shí)別從端口進(jìn)來的信元？（1 1）ATMATM信元頭中隱藏信息信元頭中隱藏信息HECHEC，可以識(shí)別哪一位是信，可以識(shí)別哪一位是信元的開始位，稱為元的開始位，稱為“信元同步檢測(cè)信元同步檢測(cè)”；（2 2）ATMATM信元頭中的信元頭中的VPI/VCIVPI/VCI值，是鏈路標(biāo)識(shí)符，可以值，是鏈路標(biāo)識(shí)符，可以識(shí)別信元屬于哪條鏈路。識(shí)別信元屬于哪條鏈路。5. SDH5. SDHPDHPDH：準(zhǔn)同步數(shù)字體系：準(zhǔn)同步數(shù)字體系SDHSDH：同步數(shù)字體系：同步數(shù)字體系 SDHSDH實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及多家廠家實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及多家廠家設(shè)備的橫向兼

30、容設(shè)備的橫向兼容。 兼容兼容：包括統(tǒng)一的數(shù)字速率等級(jí)，幀結(jié)構(gòu)，復(fù)接：包括統(tǒng)一的數(shù)字速率等級(jí)，幀結(jié)構(gòu)，復(fù)接方式，線路接口和監(jiān)控管理，從而簡(jiǎn)化了信號(hào)的互通方式，線路接口和監(jiān)控管理，從而簡(jiǎn)化了信號(hào)的互通以及信號(hào)的傳輸和交叉連接。以及信號(hào)的傳輸和交叉連接。 作用作用：在其上可承載語音，：在其上可承載語音，DDNDDN（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)），（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)），幀中繼，幀中繼，IPIP，ATMATM。5. SDH5. SDH SDH SDH中定義了中定義了“虛容器虛容器”，它是一種用來支持通道，它是一種用來支持通道層連接的信息結(jié)構(gòu)。層連接的信息結(jié)構(gòu)。 虛容器結(jié)構(gòu)虛容器結(jié)構(gòu)：9 9行，行，270270列，每格列，每格

31、8 8位，位，80008000次次/ /秒秒 9 92702708 88000=155520000 8000=155520000 即即155.52Mbit/s155.52Mbit/s 此為基速率此為基速率。 其他體系以基速率進(jìn)行多路復(fù)用，可為其其他體系以基速率進(jìn)行多路復(fù)用，可為其4 4倍，倍，1616倍，倍，6464倍。即倍。即622Mbit/s622Mbit/s，2.5Gbit/s2.5Gbit/s，10Gbit/s10Gbit/s。 每個(gè)格子的速率：每個(gè)格子的速率： 8000 80008=64000=64kbit/s8=64000=64kbit/s 因?yàn)槊柯芬驗(yàn)槊柯稰CMPCM語音是語音是64kbit/s64kbit/s，DDNDDN是以是以64kbit/s64kbit/s為基準(zhǔn)的?？梢允撬恼麛?shù)倍或者整數(shù)分之一。為基準(zhǔn)的?？梢允撬恼麛?shù)倍或者整數(shù)分之一。5. SDH5. SDHSDHSDH的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)SOHSOH：段開銷；