第03章 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)通信

1、1第第3章章 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)通信通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用2教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)3.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第3章 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)通信33.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 為了使計(jì)算機(jī)能夠與其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，傳為了使計(jì)算機(jī)能夠與其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，傳送已編碼的信息，它們之間必須建立送已編碼的信息，它們之間必須建立物理連接物理連接，所有的所有的連接材料連接材料都可以稱為都可以稱為網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，它決，它決定著網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅芏ㄖW(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男阅? (可靠性、數(shù)據(jù)傳輸率可靠性、數(shù)據(jù)傳輸率) )。 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)主要有兩類：網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)主要有兩類： 有

2、線介質(zhì)有線介質(zhì)( (bounded media) )：雙絞線、同軸：雙絞線、同軸電纜、光纖電纜、光纖 無(wú)線介質(zhì)無(wú)線介質(zhì)( (unbounded media) )：無(wú)線電波、：無(wú)線電波、微波、通信衛(wèi)星微波、通信衛(wèi)星第3章 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)通信4 雙絞線由雙絞線由兩條互相絕緣的銅線兩條互相絕緣的銅線組成，這組成，這兩條線像螺紋一樣兩條線像螺紋一樣扭絞扭絞在一起，兩條導(dǎo)線在一起，兩條導(dǎo)線的信號(hào)相位相差的信號(hào)相位相差180o，可以將外界的電磁，可以將外界的電磁干擾相互抵消。干擾相互抵消。一、雙絞線一、雙絞線3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)5一、雙絞線一、雙絞線3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖 雙絞線通常被捆扎起

3、來(lái)，并裹上保護(hù)層。雙絞線通常被捆扎起來(lái)，并裹上保護(hù)層。 紐絞的螺旋數(shù)目越多，抗干擾能力越強(qiáng)。紐絞的螺旋數(shù)目越多，抗干擾能力越強(qiáng)。 廣泛用于電話系統(tǒng)，也常用于計(jì)算機(jī)終端等低廣泛用于電話系統(tǒng)，也常用于計(jì)算機(jī)終端等低速設(shè)備連入高速網(wǎng)絡(luò)。速設(shè)備連入高速網(wǎng)絡(luò)。6雙絞線的類型雙絞線的類型 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線：UTP, Unshielded Twisted Pair 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線：STP, Shielded Twisted Pair一、雙絞線7非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線( (UTP) ) UTP只依賴于扭絞的線對(duì)產(chǎn)生的相互抵只依賴于扭絞的線對(duì)產(chǎn)生的相互抵消效應(yīng)來(lái)避免電磁和射頻干擾引起的信號(hào)惡消效

4、應(yīng)來(lái)避免電磁和射頻干擾引起的信號(hào)惡化，扭絞數(shù)目遵循一定的規(guī)范。化，扭絞數(shù)目遵循一定的規(guī)范。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：細(xì)?。蝗菀装惭b；便宜。細(xì)小；容易安裝；便宜。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：容易受電子噪聲和干擾的影響。容易受電子噪聲和干擾的影響。一、雙絞線8UTP一、雙絞線9UTP的分類的分類 3類：類：用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率10Mbps的網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，目前已退出市場(chǎng)絡(luò)，目前已退出市場(chǎng)。 4類：類：用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率15Mbps的網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，目前應(yīng)用很少絡(luò)，目前應(yīng)用很少。 5類：類：增加了繞線密度，外套一種高質(zhì)量的絕緣材增加了繞線密度，外套一種高質(zhì)量的絕緣材料，用

5、于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率為料，用于語(yǔ)音傳輸和最高傳輸速率為100Mbps的網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。是目前網(wǎng)絡(luò)布線的主流。絡(luò)。是目前網(wǎng)絡(luò)布線的主流。 超超5類：類：與普通與普通5類類UTP比較，它的近端串?dāng)_、比較，它的近端串?dāng)_、衰減和結(jié)構(gòu)回波等主要性能更佳，目前廣泛應(yīng)用衰減和結(jié)構(gòu)回波等主要性能更佳，目前廣泛應(yīng)用于于100Mbps的網(wǎng)絡(luò)。的網(wǎng)絡(luò)。一、雙絞線10屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線( (STP) ) 以以鋁箔屏蔽鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，能夠抵抗所有以減少干擾和串音，能夠抵抗所有類型的外部干擾。但價(jià)格昂貴，且需要配有支持類型的外部干擾。但價(jià)格昂貴，且需要配有支持屏蔽功能的特殊連接器和相應(yīng)的安裝技術(shù)，主要屏蔽功能的

6、特殊連接器和相應(yīng)的安裝技術(shù)，主要用于用于IBM網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。一、雙絞線11二、同軸電纜二、同軸電纜 無(wú)中繼，傳輸距離比雙絞線遠(yuǎn)，但安裝麻煩且無(wú)中繼，傳輸距離比雙絞線遠(yuǎn)，但安裝麻煩且成本高。成本高。 分為分為基帶基帶和和寬帶寬帶兩種，前者可用于局域網(wǎng)兩種，前者可用于局域網(wǎng)( (目前目前已不用已不用) )，后者用于有線電視的模擬信號(hào)傳輸。，后者用于有線電視的模擬信號(hào)傳輸。3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)12三、光纖三、光纖 一種能夠進(jìn)行調(diào)制的光信號(hào)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)傳輸介一種能夠進(jìn)行調(diào)制的光信號(hào)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，利用光脈沖的出現(xiàn)與不出現(xiàn)表示質(zhì)，利用光脈沖的出現(xiàn)與不出現(xiàn)表示0和和1。 光纖光纖不受電子噪聲的干擾

7、不受電子噪聲的干擾，數(shù)據(jù)傳輸率高數(shù)據(jù)傳輸率高( (理論理論上可以獲得超過(guò)上可以獲得超過(guò)5000Gbps的帶寬，實(shí)際使用為的帶寬，實(shí)際使用為10Gbps是因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換速度限制是因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換速度限制) )，直徑小直徑小( (重量重量輕，可安裝在狹窄的地方輕，可安裝在狹窄的地方) )。3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)13光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)三、光纖14光纖的工作原理光纖的工作原理全反射定理全反射定理 在折射率小于在折射率小于1時(shí)，當(dāng)光線在玻璃上的入射角大時(shí)，當(dāng)光線在玻璃上的入射角大于某一臨界值時(shí)，光線將完全反射回玻璃，而不于某一臨界值時(shí)，光線將完全反射回玻璃，而不會(huì)漏入空氣，這樣可以保證光線在光纖中幾乎無(wú)會(huì)漏入

8、空氣，這樣可以保證光線在光纖中幾乎無(wú)損耗的傳播。損耗的傳播。三、光纖15光波的傳播過(guò)程光波的傳播過(guò)程 在光纖的一端放置一個(gè)光源，如發(fā)光二極管在光纖的一端放置一個(gè)光源，如發(fā)光二極管( (LED) )或激光，產(chǎn)生一定頻率的光波脈沖?；蚣す?，產(chǎn)生一定頻率的光波脈沖。 光波以各種不同的角度進(jìn)入光芯，根據(jù)全反射光波以各種不同的角度進(jìn)入光芯，根據(jù)全反射定理向前傳播。定理向前傳播。 在光纖的另一端放置一個(gè)傳感器，通過(guò)檢測(cè)光在光纖的另一端放置一個(gè)傳感器，通過(guò)檢測(cè)光波脈沖的出現(xiàn)波脈沖的出現(xiàn)/不出現(xiàn)來(lái)識(shí)別不出現(xiàn)來(lái)識(shí)別0/1。 最后光波脈沖將被保護(hù)層吸收，以防止外泄而最后光波脈沖將被保護(hù)層吸收，以防止外泄而干擾臨近

9、光纖。干擾臨近光纖。三、光纖16光纖的特點(diǎn)光纖的特點(diǎn) 傳輸數(shù)據(jù)快。傳輸數(shù)據(jù)快。 阻抗極低：傳輸距離遠(yuǎn)。阻抗極低：傳輸距離遠(yuǎn)。 抗干擾能力強(qiáng)：光波?？垢蓴_能力強(qiáng)：光波。 對(duì)濕氣等環(huán)境因素具有很強(qiáng)的抵抗力。對(duì)濕氣等環(huán)境因素具有很強(qiáng)的抵抗力。 需進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換。需進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換。 安裝困難：分接和接合。安裝困難：分接和接合。三、光纖17四、無(wú)線電波四、無(wú)線電波 利用地面發(fā)射的無(wú)線電波通過(guò)電離層的反利用地面發(fā)射的無(wú)線電波通過(guò)電離層的反射而到達(dá)接收端的一種遠(yuǎn)距離通信方式。射而到達(dá)接收端的一種遠(yuǎn)距離通信方式。3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)18o 兩個(gè)地面站之間傳送兩個(gè)地面站之間傳送o 距離：距離：50-100k

10、m 利用微波在對(duì)流層的視距范圍內(nèi)進(jìn)行信息傳輸。利用微波在對(duì)流層的視距范圍內(nèi)進(jìn)行信息傳輸。五、微波五、微波3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)19o 與地面站相對(duì)固定位置與地面站相對(duì)固定位置o 使用使用3個(gè)衛(wèi)星覆蓋全球個(gè)衛(wèi)星覆蓋全球( (3星定位星定位) )六、地球同步衛(wèi)星六、地球同步衛(wèi)星3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)203.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第3章 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)與數(shù)據(jù)通信3.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念3.2.2 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式3.2.4 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)3.2.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)213.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信

11、的基本概念一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)二、什么是數(shù)據(jù)通信二、什么是數(shù)據(jù)通信三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型3.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)22 信息信息( (Information) )：客觀事物屬性和相互聯(lián)系：客觀事物屬性和相互聯(lián)系特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)動(dòng)特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。狀態(tài)。 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)( (Data) )：一般可以理解為：一般可以理解為“信息的數(shù)字化形信息的數(shù)字化形式式”或或“數(shù)字化的信息形式數(shù)字化的信息形式”。狹義的。狹義的“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”是是指具有一定數(shù)字特性的信息，如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)指具有一定數(shù)字特性的信息，如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)

12、據(jù)及計(jì)算機(jī)中區(qū)別于程序的計(jì)算數(shù)據(jù)等。但在計(jì)算據(jù)及計(jì)算機(jī)中區(qū)別于程序的計(jì)算數(shù)據(jù)等。但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”通常被廣義地理解為在網(wǎng)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼。絡(luò)中存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼。一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)3.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念23 信號(hào)信號(hào)( (Signal) )：以其以其某種特性參數(shù)某種特性參數(shù)的變化來(lái)攜的變化來(lái)攜帶信息的物理量帶信息的物理量，是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，比如，是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，比如電磁波信號(hào)、脈沖信號(hào)、光信號(hào)等。電磁波信號(hào)、脈沖信號(hào)、光信號(hào)等。 信號(hào)一般以時(shí)間為自變量，以表示信息的某個(gè)

13、信號(hào)一般以時(shí)間為自變量，以表示信息的某個(gè)參量為因變量。參量為因變量。一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)一、信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)3.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念24二、什么是數(shù)據(jù)通信二、什么是數(shù)據(jù)通信 通信通信( (Communication) )的目的是交換信息，信的目的是交換信息，信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形或圖像，息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形或圖像，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像的組合；或圖像的組合； 為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語(yǔ)音、為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像用二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)來(lái)表示；圖形

14、或圖像用二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)來(lái)表示； 為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用信號(hào)為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用信號(hào)編碼的方式表示；編碼的方式表示； 數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號(hào)的二進(jìn)制代碼數(shù)字、符號(hào)的二進(jìn)制代碼( (0/1比特序列比特序列) )的信號(hào)的的信號(hào)的過(guò)程。過(guò)程。3.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念25三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型3.2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)：為完成通信任務(wù)所需的一切設(shè)備和為完成通信任務(wù)所需的一切設(shè)備和傳輸介質(zhì)的總和。傳輸介質(zhì)的總和。 信源：信源：產(chǎn)生要發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。產(chǎn)生

15、要發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備。 信宿：信宿：接收數(shù)據(jù)的設(shè)備。接收數(shù)據(jù)的設(shè)備。 信道：信道：傳輸信號(hào)的通道，通常指?jìng)鬏斀橘|(zhì)。傳輸信號(hào)的通道，通常指?jìng)鬏斀橘|(zhì)。 變換器變換器/反變換器：反變換器：進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換和復(fù)原。進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換和復(fù)原。26 模擬信號(hào)模擬信號(hào)( (Analog Signal) )：一種連續(xù)變化的電：一種連續(xù)變化的電磁波，如電視圖像信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)等；磁波，如電視圖像信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)等； 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)( (Digital Signal) )：一系列電壓脈沖，：一系列電壓脈沖，如計(jì)算機(jī)輸出的如計(jì)算機(jī)輸出的“0/1”的電壓脈沖信號(hào)。的電壓脈沖信號(hào)。3.2.2 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)3

16、.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) x(nT)(b) 數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)(a) 模擬信號(hào)模擬信號(hào) 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 f(t) tnT1 0 0 1 1 0 0 1 1 127一、模擬數(shù)據(jù)的傳輸一、模擬數(shù)據(jù)的傳輸3.2.2 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 模擬數(shù)據(jù)經(jīng)模擬信道傳輸時(shí)不需要變換，但通常模擬數(shù)據(jù)經(jīng)模擬信道傳輸時(shí)不需要變換，但通常要調(diào)制成高頻信號(hào)，可采用調(diào)頻或調(diào)幅技術(shù)。要調(diào)制成高頻信號(hào)，可采用調(diào)頻或調(diào)幅技術(shù)。 模擬數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字信道傳輸時(shí)要進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字信道傳輸時(shí)要進(jìn)行數(shù)字化數(shù)字化，一般，一般在發(fā)送端放置一個(gè)在發(fā)送端放置一個(gè)模模/數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)轉(zhuǎn)換器( (編碼器編碼器) )，將模擬信，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換

17、為數(shù)字信號(hào)后再發(fā)送；在接收端放置一號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后再發(fā)送；在接收端放置一個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器( (解碼器解碼器) )，將接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模，將接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。通常采用擬信號(hào)。通常采用PCM( (Pulse Code Modulation, 脈沖編碼調(diào)制脈沖編碼調(diào)制) )技術(shù)進(jìn)行模技術(shù)進(jìn)行模-數(shù)信號(hào)間的轉(zhuǎn)換數(shù)信號(hào)間的轉(zhuǎn)換28一、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸一、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸3.2.2 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字信道傳輸時(shí)要進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字信道傳輸時(shí)要進(jìn)行編碼編碼，通常用，通常用不連續(xù)的電壓或電流的脈沖序列來(lái)表示不連續(xù)的電壓或電流的脈沖序列來(lái)表示0/1，每個(gè)脈，每個(gè)脈沖代

18、表一個(gè)信號(hào)單元，稱為沖代表一個(gè)信號(hào)單元，稱為碼元碼元。常用的編碼方式。常用的編碼方式有歸零制、曼徹斯特編碼等。有歸零制、曼徹斯特編碼等。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)模擬信道傳輸時(shí)要數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)模擬信道傳輸時(shí)要調(diào)制調(diào)制，通常采用，通常采用輻輻移鍵控法移鍵控法( (ASK) )、頻移鍵控法頻移鍵控法( (FSK) )和和相移鍵控法相移鍵控法( (PSK) )。29信源信源調(diào)制器調(diào)制器信道信道解調(diào)器解調(diào)器信宿信宿噪聲噪聲模擬通信：利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞信息模擬通信：利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞信息 實(shí)質(zhì)上是一種信號(hào)變換器，由于實(shí)質(zhì)上是一種信號(hào)變換器，由于信源產(chǎn)信源產(chǎn)生的是模擬信號(hào)，所以調(diào)制器的功能是將生的是模擬信號(hào)，所以調(diào)制器的功

19、能是將其調(diào)制到某個(gè)頻段以便進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸其調(diào)制到某個(gè)頻段以便進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。用來(lái)傳輸表示消息的信號(hào)的介質(zhì)或通路，包用來(lái)傳輸表示消息的信號(hào)的介質(zhì)或通路，包括傳輸介質(zhì)和介質(zhì)兩端的傳輸設(shè)備。括傳輸介質(zhì)和介質(zhì)兩端的傳輸設(shè)備。三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型30 信源編碼器 噪聲 發(fā)送端時(shí)鐘 信 源 信道編碼器 信 宿 調(diào) 制 信 道 解 調(diào) 信道譯碼器 信源譯碼器 接收端時(shí)鐘 數(shù)字通信：利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息數(shù)字通信：利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息 對(duì)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢錯(cuò)或糾錯(cuò)編碼對(duì)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢錯(cuò)或糾錯(cuò)編碼, ,以便接收方能進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)和糾正。以便接收方能進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)和糾正。 信源編碼器的主要作用：一是進(jìn)行模信

20、源編碼器的主要作用：一是進(jìn)行模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換；二是降低信號(hào)的誤碼率。；二是降低信號(hào)的誤碼率。 使變換后的信號(hào)能在傳輸介質(zhì)使變換后的信號(hào)能在傳輸介質(zhì)中傳輸，或提高信道的傳輸效率中傳輸，或提高信道的傳輸效率。l 發(fā)送端和接收端使用各自的時(shí)鐘；發(fā)送端和接收端使用各自的時(shí)鐘；l 接收時(shí)鐘與發(fā)送時(shí)鐘必須保持同步接收時(shí)鐘與發(fā)送時(shí)鐘必須保持同步三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型313.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式數(shù)據(jù)傳輸模式一、串行和并行傳輸一、串行和并行傳輸二、同步和異步傳輸二、同步和異步傳輸三、通三、通 信信 方方 式式3.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)32一、串行和并行傳輸一、串行和并行傳輸3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式 串行傳輸串行傳輸

21、：使用：使用一條線路，逐個(gè)傳一條線路，逐個(gè)傳送比特位。送比特位。 并行傳輸并行傳輸：使用：使用多條線路，同時(shí)傳多條線路，同時(shí)傳送一組比特位。送一組比特位。33串行傳輸和并行傳輸?shù)谋容^串行傳輸和并行傳輸?shù)谋容^一、串行和并行傳輸 串行傳輸串行傳輸：傳輸速度相對(duì)較慢，但長(zhǎng)距離傳輸：傳輸速度相對(duì)較慢，但長(zhǎng)距離傳輸時(shí)較可靠，發(fā)送方和接收方必須在數(shù)據(jù)的收發(fā)順時(shí)較可靠，發(fā)送方和接收方必須在數(shù)據(jù)的收發(fā)順序上達(dá)成一致。序上達(dá)成一致。 并行傳輸并行傳輸：傳輸速度相對(duì)較快，但成本較高，：傳輸速度相對(duì)較快，但成本較高，特別是長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，可靠性較差，還會(huì)產(chǎn)生比特別是長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，可靠性較差，還會(huì)產(chǎn)生比特位到達(dá)順序不一

22、致的問(wèn)題。特位到達(dá)順序不一致的問(wèn)題。34 在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，要求接收方知道它所接收在數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，要求接收方知道它所接收的每一位的開(kāi)始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，才能正確地接的每一位的開(kāi)始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，才能正確地接收數(shù)據(jù)。收數(shù)據(jù)。 異步傳輸異步傳輸( (Asynchronous Transmission) ) 同步傳輸同步傳輸( (Synchronous Transmission) )二、同步和異步傳輸二、同步和異步傳輸3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式35 異步傳輸異步傳輸以以字符字符為單位傳送數(shù)據(jù)，把每個(gè)字符為單位傳送數(shù)據(jù)，把每個(gè)字符看作一個(gè)獨(dú)立的信息，用看作一個(gè)獨(dú)立的信息，用起始位起始位和和停止位停止位作

23、為作為字符開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志。字符開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志。 二、同步和異步傳輸二、同步和異步傳輸3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式36 同步傳輸同步傳輸以以數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為數(shù)據(jù)傳送單位，多個(gè)字符為數(shù)據(jù)傳送單位，多個(gè)字符組成的數(shù)據(jù)塊使用公共的同步位組合或同步字符，組成的數(shù)據(jù)塊使用公共的同步位組合或同步字符，字符之間沒(méi)有間隙。字符之間沒(méi)有間隙。二、同步和異步傳輸二、同步和異步傳輸 01111110 01111110 B A X 01111110 SYN SYN B A X SYN 同步字符（一個(gè)或多個(gè)） 同步位模式（一個(gè)或多個(gè)） 可變長(zhǎng)度的位數(shù)據(jù)塊 可變長(zhǎng)度的字符數(shù)據(jù)塊 3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式37三、通信方式三、通

24、信方式發(fā)送接收單向通道單向通道雙向通道雙向通道雙向通道雙向通道(a)(a)(b)(b)(c)(c)發(fā)送接收接收發(fā)送發(fā)送接收接收發(fā)送單工通信半雙工通信雙工通信3.2.3 數(shù)據(jù)傳輸模式383.2.4 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù) 信道的傳輸容量往往大于一路信號(hào)傳輸信道的傳輸容量往往大于一路信號(hào)傳輸單一信息的需求。單一信息的需求。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：如何提高信道的利用率？如何提高信道的利用率？ 解決：解決：在同一傳輸介質(zhì)上，同時(shí)傳輸多在同一傳輸介質(zhì)上，同時(shí)傳輸多個(gè)有限帶寬信號(hào)個(gè)有限帶寬信號(hào)多路復(fù)用多路復(fù)用( (Multiplexing) )技術(shù)技術(shù)。3.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)39高速通信線路多路復(fù)用器多路復(fù)用器 多

25、路 復(fù)用器 多路 復(fù)用器 高速通信線路 信道復(fù)用技術(shù)示意圖信道復(fù)用技術(shù)示意圖3.2.4 信道復(fù)用技術(shù)40兩種典型的信道復(fù)用技術(shù)兩種典型的信道復(fù)用技術(shù) 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用( (FDM, Frequency Division Multiplexing) )：將一個(gè)信道可用帶寬的頻率將一個(gè)信道可用帶寬的頻率劃分為多個(gè)更細(xì)的帶寬，每一分帶寬分給一個(gè)劃分為多個(gè)更細(xì)的帶寬，每一分帶寬分給一個(gè)信號(hào)源。信號(hào)源。 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用( (TDM, Time Division Multiplexing) )：將信道按時(shí)間段分配給各個(gè)將信道按時(shí)間段分配給各個(gè)信號(hào)源，通過(guò)多個(gè)信號(hào)源共享一條信道。信號(hào)源，通過(guò)多個(gè)信號(hào)源共享一條信道。3.2.4 信道復(fù)用技術(shù)41通道（1）通道（2）通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）多路復(fù)用器MUX多路復(fù)用器MUX源1源2源3源4源5源6目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)6頻分多路復(fù)用示意圖頻分多路復(fù)用示意圖3.2.4 信道復(fù)用技術(shù)42可用頻段頻率時(shí)間圖2.28 TDM子信道示意圖ABCDABCDABCDABCD組成子信道A的時(shí)隙時(shí)分復(fù)用幀圖2.29 TDM原理2多路復(fù)用器MUX源1源2源3源4源5源6多路復(fù)用器MUX目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)6