




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
1、1信息工程系信息工程系第三章第三章 數(shù)據(jù)通信基礎與物理層數(shù)據(jù)通信基礎與物理層課前思考課前思考 什么是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型?什么是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型? 信道的基本參數(shù)有哪些?信道的基本參數(shù)有哪些? 最大數(shù)據(jù)率如何確定?最大數(shù)據(jù)率如何確定? 什么叫模擬通信、數(shù)字通信?什么叫模擬通信、數(shù)字通信? 模擬信號和數(shù)字信號如何相互轉(zhuǎn)化?模擬信號和數(shù)字信號如何相互轉(zhuǎn)化? 什么叫同步傳輸和異步傳輸?什么叫同步傳輸和異步傳輸? 何謂復用技術?常用的復用方技術有哪幾種?何謂復用技術?常用的復用方技術有哪幾種?2信息工程系信息工程系本章內(nèi)容本章內(nèi)容3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l3.1.1通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)
2、模型l3.1.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信l3.1.3 信號帶寬信號帶寬l3.1.4 信道信道l3.1.5 物理傳輸媒體物理傳輸媒體l3.1.6 數(shù)字信號的編碼數(shù)字信號的編碼l3.1.7 數(shù)字調(diào)制技術數(shù)字調(diào)制技術l3.1.8 模擬信號的脈碼調(diào)制模擬信號的脈碼調(diào)制 l3.1.9 數(shù)據(jù)同步方式數(shù)據(jù)同步方式 l3.1.10 多路復用技術多路復用技術 3.2 物理層協(xié)議物理層協(xié)議l3.2.1物理層協(xié)議在通物理層協(xié)議在通信系統(tǒng)中的地位信系統(tǒng)中的地位l3.2.2 四類物理層協(xié)議四類物理層協(xié)議3.3 物理層協(xié)議舉例物理層協(xié)議舉例3信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎3.1.1 通
3、信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型信源信源變換器變換器信信 道道反變換器反變換器信宿信宿噪聲源噪聲源l信源:信源:將各種信息轉(zhuǎn)換成原始物理信號,如計算機,手機,電話機等。l變換器變換器/ /反反變換器:變換器:對原始物理信號進行變換/反變換,以便適合在給定的信道上傳輸,如MODEM , TA ,光/電轉(zhuǎn)換器等。l信道:信道:傳輸信號的一條通路。一條物理線路可構成一個或多個信道。l噪聲源:噪聲源:信道自身的噪聲以及周圍環(huán)境對信道的干擾。如熱噪聲,閃電,強電磁場干擾等。l信宿:信宿:將物理信號轉(zhuǎn)換為信息,如計算機,手機,電話機等。發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端 4信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎
4、模擬信號模擬信號: 信號在傳輸過程中連續(xù)變化。數(shù)字信號數(shù)字信號: 信號在傳輸過程中離散變化。模擬通信:模擬通信:利用模擬信號來傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)字通信:數(shù)字通信:通過數(shù)字信號來傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)字信號數(shù)字信號vtvt模擬信號模擬信號3.1.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信5信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)字通信的優(yōu)點數(shù)字通信的優(yōu)點 l抗干擾能力強。抗干擾能力強。l適合遠距離傳輸。適合遠距離傳輸。l有利于安全性。有利于安全性。l適合多媒體信息傳輸。適合多媒體信息傳輸。3.1.3 信號帶寬信號帶寬信號帶寬信號帶寬: 信號能量所集中的頻率范圍(頻譜)。 例如:語音信號占用的頻率譜為
5、300-3400Hz,那么帶寬為3400-300=3100Hz對數(shù)字信號對數(shù)字信號,帶寬帶寬 H 可近似表示為:可近似表示為: H =1/ 為脈沖寬度;數(shù)據(jù)率越高,脈寬越窄,數(shù)字信號的帶寬越大。6信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎3.1.4 信道信道信道信道l信道是傳輸信號的一條通路。l信道通常由物理傳輸介質(zhì)和通信設備(如MODEM,中繼器,均衡器)組成。l一條物理線路可同時復用多條信道。衡量信道質(zhì)量的兩個重要參數(shù)衡量信道質(zhì)量的兩個重要參數(shù)l信道的帶寬。l信道的誤碼率。信道帶寬信道帶寬l信道帶寬:信道允許傳輸信號的頻率范圍,單位為Hz。 如普通電話線的帶寬是4KHz。l對數(shù)字
6、通信,通常用數(shù)據(jù)率來表示帶寬。 數(shù)據(jù)率:信道每秒最多傳輸?shù)亩M制位數(shù),單位為bps。7信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎 波特率波特率l波特率波特率又稱碼元速率,是指每秒傳輸碼元的數(shù)目,單位為波特(Baud).l若碼元的離散取值數(shù)目為L,波特率為B,數(shù)據(jù)率為C,則:C = B log2L8信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎信道帶寬與數(shù)據(jù)率的關系信道帶寬與數(shù)據(jù)率的關系l奈奎斯特定理(無噪聲信道) C=2H log2L( bps) 其中,C為信道的數(shù)據(jù)率(即容量);H為信道的帶寬;L為 數(shù)字信號的離散取值數(shù)目。l香農(nóng)定理(有噪聲信道,不受限) C=H log2(
7、1+S/N) ( bps) 其中,S為信號功率,N為噪音功率,S/N為信噪比。l例:H=4KHz, S/N =1023, L=8; 求C。 解:()由奈奎斯特定理: C=2H log2L =24000log28=24000 (bps)9信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎(2)由香農(nóng)定理: C = H log2(1+S/N) =4000log2(1+1023) = 40000bps所以,信道最大數(shù)據(jù)率24000bps10信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎誤碼率誤碼率 誤碼率誤碼率是指數(shù)字信號比特(二進制位)在傳輸過程中出錯的概率。 P = Ne/N 其中,P為
8、誤碼率;Ne為出錯的比特數(shù);N為傳輸?shù)目偙忍財?shù)。 信道的通信方向信道的通信方向l 單工信道單工信道 只允許數(shù)據(jù)信號在信道上的單向傳輸。如:無線電廣播,電視。l 半雙工信道半雙工信道 數(shù)據(jù)信號可以在信道上雙向傳輸,但同一時刻只允許單向傳輸。 如:無線對講機。l 全雙工信道全雙工信道 允許數(shù)據(jù)同時雙向傳輸。如:計算機通信。 11信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎ABABAB數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應答應答數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應答應答數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)應答應答單工信道單工信道半雙工信道半雙工信道全雙工信道全雙工信道12信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎3.1.5 物理傳輸媒體(通信介質(zhì))物理傳輸媒體(
9、通信介質(zhì)) 雙絞線雙絞線l 非屏蔽雙絞線(UTP) 三類UTP 100, 100m,10Mbps,用于10BASE-T以太網(wǎng)。五類UTP(目前常用) 100, 100m,100Mbps,用于100BASE-T以太網(wǎng)。超五類UTP 100, 80m,1000Mbps,用于千兆以太網(wǎng)。六類UTP 100, 100m,1000Mbps,用于千兆以太網(wǎng)。銅線聚氯乙烯套層絕緣層13信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l 屏蔽雙絞線(STP)抗干擾性能好。價格昂貴、安裝麻煩。 同軸電纜同軸電纜銅線聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層14信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎 同軸電纜同軸
10、電纜中央是一根銅導線,外包一層絕緣材料(泡沫塑料),這層絕緣材料又被第二層網(wǎng)狀導體裹住,以屏蔽外界電磁干擾。l基帶同軸電纜(基帶同軸電纜(50) 粗纜: 10BASE-5 細纜: 10BASE-2l寬帶同軸電纜(寬帶同軸電纜(75) 用于閉路電視。l與雙絞線相比,同軸電纜傳輸距離長,抗干擾能力強,但價格貴,與雙絞線相比,同軸電纜傳輸距離長,抗干擾能力強,但價格貴,布線麻煩。布線麻煩。15信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎 光纖的中央是一根直徑幾十微米光導玻璃或塑料芯。外面用一層玻璃體包住,最外層是塑料保護層。多根光纖由外包層包裹在一起構成光纜。 光纖分為單模單模和多模多模兩類
11、。 光纖光纖16信息工程系信息工程系l單模光纖單模光纖光線主要沿著光線的軸心向前傳輸單模光纖傳輸距離較長,但對光源要求高。3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l多模光纖多模光纖光線沿著光纖以多種角度被包層反射向前傳輸。多模光纖傳輸距離較短,但對光源要求不高。l光纖優(yōu)點光纖優(yōu)點容量大:可達幾百Gbps。距離遠:100km(無需中繼)??垢蓴_能力強:不受外部電磁場干擾?;瘜W性質(zhì)穩(wěn)定。17信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎 無線傳輸媒體無線傳輸媒體 無線傳輸無線傳輸以自由空間作為傳輸媒體,主要包括無線電波、微波、衛(wèi)星通信、激光、紅外線等。l 無線電波劃分無線電波劃分 國際電信聯(lián)盟將無線
12、電波劃分為: 低頻:(LF) (30kHz 300KHz) 中頻:(MF)(300kHz 3MHz) 高頻:(HF)(3MHz 30MHz) 甚高頻:(VHF) (30MHz 300MHz) 超高頻:(UHF) (300MHz 3GHz) 特高頻:(SHF) (3GHz 30GHz) 極高頻:(EHF) (30GHz 300GHz)18信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l 無線電波無線電波的傳播特性無線電波無線電波的傳播特性 低中頻 可輕易的通過障礙物(繞射); 但能量隨距離增加而急劇減少,傳輸距離有限。高頻和甚高頻 能量會被地表吸收; 但能通過電離層反射。超高頻和特超高頻(
13、微波) 只能直線傳播; 既不能繞射也不能反射。19信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l 微波微波 微波頻率大致為1GHz 100GHz用于無線局域網(wǎng)的微波頻率范圍為: 2.4GHz 2.484GHz 5.725GHz 5.825 GHz 18.825GHz 19.205GHz微波通信必須要有微波中繼站:100m高,相距80km 。l 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是一種特殊的微波通信,使用同步通信衛(wèi)星作為微波中繼站 與地面中繼站相比,衛(wèi)星的通信距離遠,從理論上講,三個同步衛(wèi)星就能覆蓋整個地球表面。衛(wèi)星通信的特點 (1)傳輸延遲長達270ms。 (2) 通信費用與距離無關。 (3)抗
14、干擾能力差,甚至雨水也能吸收微波能量 20信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎3.1.6 數(shù)字信號的編碼數(shù)字信號的編碼數(shù)字信號的編碼:數(shù)字信號的編碼:用何種物理信號來表示“0”和“1”。 非歸零編碼非歸零編碼(NRE: Non-Return to Zero) 以高電平表示以高電平表示“0”,低電平表示,低電平表示“1”,反之亦然。,反之亦然。l優(yōu)點:編優(yōu)點:編/譯碼簡單。譯碼簡單。l缺點:內(nèi)部不含時鐘信號,收缺點:內(nèi)部不含時鐘信號,收/發(fā)端同步困難。發(fā)端同步困難。l用途:用途:計算機內(nèi)部低速數(shù)據(jù)通信0100110001121信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎
15、曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼(Manchester Encoding) 每一位中間有一次跳變,既表示數(shù)據(jù),又作為同步信號。從高電平跳變到每一位中間有一次跳變,既表示數(shù)據(jù),又作為同步信號。從高電平跳變到低電平表示低電平表示“0”,從低電平跳變到高電平表示,從低電平跳變到高電平表示“1”;反之亦然。;反之亦然。l優(yōu)點:優(yōu)點:內(nèi)部自含時鐘,收/發(fā)端同步容易。l缺點:缺點:編/譯碼較復雜。占用更多的信道帶寬,在同樣的波特率的情況下,要比非歸零編碼多占用一倍信道帶寬,或者說編碼效率只有50%。0100110001122信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l用途用途:802.3局域網(wǎng)(以太網(wǎng))
16、 差分曼徹斯特編碼(差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester Encoding) 每一位中間也有一次跳變,但這種跳變僅作為同步信號,不表每一位中間也有一次跳變,但這種跳變僅作為同步信號,不表示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)值通過每位開始時無跳變來表示;有跳變表示示數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)值通過每位開始時無跳變來表示;有跳變表示“0”,無,無跳變表示跳變表示“1”;反之亦然。;反之亦然。l優(yōu)點:優(yōu)點:內(nèi)部自含時鐘,收/發(fā)端同步容易。比曼徹斯特編碼的抗干擾能力更強。0100110001123信息工程系信息工程系3.1 數(shù)據(jù)通信基礎數(shù)據(jù)通信基礎l缺點:缺點:編/譯碼更復雜。同樣需要多占用一倍信道帶寬。l用途:
17、用途:802.5局域網(wǎng)(令牌環(huán)網(wǎng))24信息工程系信息工程系3.1.7 數(shù)字調(diào)制技術數(shù)字調(diào)制技術3.1.7 數(shù)字調(diào)制技術數(shù)字調(diào)制技術 數(shù)字信號的模擬傳輸數(shù)字信號的模擬傳輸l基帶信號:基帶信號:由信源產(chǎn)生的原始電信號。l載波:載波:頻率較高的正弦波信號。l調(diào)制:調(diào)制:將基帶信號加載到載波上,即按基帶信號的變化規(guī)律去改變載 波的某些參數(shù)。l解調(diào):解調(diào):從載波中提取基帶信號。 調(diào)制技術調(diào)制技術基帶信號基帶信號調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)基帶信號基帶信號25信息工程系信息工程系調(diào)制技術調(diào)制技術調(diào)幅:調(diào)幅:用載波信號不同振幅表示數(shù)據(jù), 又稱幅移鍵控法ASK。l易受突發(fā)干擾,適合低速數(shù)據(jù)傳輸,典型為易受突發(fā)干擾,適合低
18、速數(shù)據(jù)傳輸,典型為1200bps調(diào)頻調(diào)頻l用載波信號不同頻率表示數(shù)據(jù)用載波信號不同頻率表示數(shù)據(jù),頻率高表示頻率高表示“1”,頻率低表示,頻率低表示“0”l又稱頻移鍵控法又稱頻移鍵控法FSK l抗干擾優(yōu)于調(diào)幅方式,但頻帶利用率不高抗干擾優(yōu)于調(diào)幅方式,但頻帶利用率不高調(diào)相調(diào)相l(xiāng)用載波信號不同相位表示數(shù)據(jù)用載波信號不同相位表示數(shù)據(jù)l又稱相移鍵控法又稱相移鍵控法PSKl占用頻帶寬,抗干擾能力強,數(shù)據(jù)率高,可達占用頻帶寬,抗干擾能力強,數(shù)據(jù)率高,可達9600bps26信息工程系信息工程系調(diào)制方法舉例調(diào)制方法舉例010011100數(shù)字信號數(shù)字信號調(diào)幅調(diào)幅調(diào)頻調(diào)頻調(diào)相調(diào)相27信息工程系信息工程系3.1.8
19、模擬信號的脈碼調(diào)制模擬信號的脈碼調(diào)制 模擬信號的數(shù)字傳輸模擬信號的數(shù)字傳輸l信源是模擬信號可以先轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,然后再信源是模擬信號可以先轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,然后再通過數(shù)字信道傳輸。通過數(shù)字信道傳輸。電話電話codeccodec電話電話數(shù)字信道數(shù)字信道編碼編碼/解碼器解碼器最常用的模最常用的模/數(shù)轉(zhuǎn)化方式是脈碼調(diào)制(數(shù)轉(zhuǎn)化方式是脈碼調(diào)制(PCM:Pulse Code Modullation)28信息工程系信息工程系脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制采樣采樣l按照一定的時間間隔采樣測量模擬信號幅值按照一定的時間間隔采樣測量模擬信號幅值 。量化量化l將采樣點測得的信號幅值分級取整。將采樣點測得的信號幅值分級取整。 編碼
20、編碼l將量化后的整數(shù)值用二進制數(shù)表示將量化后的整數(shù)值用二進制數(shù)表示 29信息工程系信息工程系采樣和量化采樣和量化 采樣定理采樣定理l若模擬信號的帶寬為若模擬信號的帶寬為H(Hz),則采用頻率則采用頻率B只要大只要大于或等于于或等于2H就可以恢復原樣模擬信號。即:就可以恢復原樣模擬信號。即: B2H.l語音信號帶寬為語音信號帶寬為4kHz,則采樣頻率可取每秒則采樣頻率可取每秒8k次。次。(或每(或每125us采樣一次)。采樣一次)。量化量化設數(shù)字信號的離散取值數(shù)目為設數(shù)字信號的離散取值數(shù)目為2n,則將采樣值按,則將采樣值按0,1,2,.,2n-1進行取整。進行取整。量化誤差:量化取整值與實際幅值
21、之間的誤差。量化誤差:量化取整值與實際幅值之間的誤差。30信息工程系信息工程系編碼編碼 若數(shù)字信號取值數(shù)若數(shù)字信號取值數(shù)128,量化值為,量化值為0127,則每個采樣值要用則每個采樣值要用7bits來編碼。來編碼。 若數(shù)字信號取值為若數(shù)字信號取值為64級,量化值為級,量化值為063,則每個采樣值要用則每個采樣值要用6bits來編碼。來編碼。分級越多,誤差越小,但每個采樣取值點編分級越多,誤差越小,但每個采樣取值點編碼所需的比特數(shù)就越多。碼所需的比特數(shù)就越多。31信息工程系信息工程系PCM編碼過程舉例編碼過程舉例32信息工程系信息工程系差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制差分脈碼調(diào)制l其輸出值不
22、是數(shù)字化采樣值本身,而是當前值和其輸出值不是數(shù)字化采樣值本身,而是當前值和上一個值之差。上一個值之差。l 如果按如果按128級,對多數(shù)模擬信號來講。相鄰采樣級,對多數(shù)模擬信號來講。相鄰采樣點的差值大于點的差值大于16的可能性非常小。所以主要的可能性非常小。所以主要4個個比特就可以編碼了,而不需要比特就可以編碼了,而不需要7個比特。個比特。l具有壓縮作用具有壓縮作用 33信息工程系信息工程系3.1.9 數(shù)據(jù)同步方式數(shù)據(jù)同步方式 同步:接收端按發(fā)送端發(fā)送代碼的頻率和起同步:接收端按發(fā)送端發(fā)送代碼的頻率和起始時間來接收數(shù)據(jù)。始時間來接收數(shù)據(jù)。 同步同步VT34信息工程系信息工程系字符同步方式(異步通
23、信)字符同步方式(異步通信) 字符同步:僅針對一個字符內(nèi)所含的二進制字符同步:僅針對一個字符內(nèi)所含的二進制位進行同步。位進行同步。 1 0 1 1 0 1 0 0起始位起始位停止位(停止位(1.5位或位或2位)位)起始位是低電平(起始位是低電平(1位)位)停止位是高電平(停止位是高電平(1.5或或2位)位)停止位后面是起始位或空閑位停止位后面是起始位或空閑位35信息工程系信息工程系優(yōu)點優(yōu)點l時鐘飄移被限制在一個字符內(nèi),不會產(chǎn)生積累誤時鐘飄移被限制在一個字符內(nèi),不會產(chǎn)生積累誤差。因此對同步精度要求不高。差。因此對同步精度要求不高。缺點缺點l每個字符均有起始每個字符均有起始/停止位,因而傳輸效率較
24、低。停止位,因而傳輸效率較低。適用適用l低速通信。低速通信。字符同步方式又稱異步通信。字符同步方式又稱異步通信。36信息工程系信息工程系位同步位同步 (同步通信)(同步通信)位同步:針對每個數(shù)據(jù)塊內(nèi)的每位進行同步。位同步:針對每個數(shù)據(jù)塊內(nèi)的每位進行同步。實現(xiàn)位同步的兩種方法:實現(xiàn)位同步的兩種方法:l內(nèi)同步:不單獨發(fā)同步位號,而是將同步位號嵌內(nèi)同步:不單獨發(fā)同步位號,而是將同步位號嵌入數(shù)據(jù)編碼內(nèi)部。例如曼徹斯特編碼。入數(shù)據(jù)編碼內(nèi)部。例如曼徹斯特編碼。l外同步:在發(fā)送端和接收端之間提供專門的時鐘外同步:在發(fā)送端和接收端之間提供專門的時鐘信號。信號。 1 0 1 1 0 1 0 0同步位模式同步位模
25、式0 1 1 1 1 1 1 0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)37信息工程系信息工程系優(yōu)點優(yōu)點l傳輸效率高。傳輸效率高。缺點缺點l易產(chǎn)生時鐘漂移積累誤差而導致數(shù)據(jù)出錯,同步易產(chǎn)生時鐘漂移積累誤差而導致數(shù)據(jù)出錯,同步困難。困難。l例設一個數(shù)據(jù)塊為例設一個數(shù)據(jù)塊為1K字節(jié),那么每次要連續(xù)發(fā)送字節(jié),那么每次要連續(xù)發(fā)送1024x8=8192位。位。適用適用l高速通信。高速通信。38信息工程系信息工程系3.1.10 多路復用技術多路復用技術 多路復用多路復用l將多個信道復用在一條物理線路上,使一條物將多個信道復用在一條物理線路上,使一條物理線路能夠同時傳輸多路數(shù)據(jù)信號。理線路能夠同時傳輸多路數(shù)據(jù)信號。分類分類l頻分多路復用(
26、頻分多路復用(FDM)l時分多路復用(時分多路復用(TDM)l統(tǒng)計時分多路復用(統(tǒng)計統(tǒng)計時分多路復用(統(tǒng)計TDM)39信息工程系信息工程系頻分多路復用頻分多路復用信道信道1(6064K)頻分多路頻分多路復用器復用器頻分多路頻分多路復用器復用器電話中繼線(電話中繼線(60108KHz)話機話機話機話機話機話機話機話機話機話機話機話機信道信道2(6468K)信道信道12(104108K)。FDM:將一條物理線路的總帶寬分割成若干個較:將一條物理線路的總帶寬分割成若干個較小帶寬的子信道,每個子信道傳輸一路信號。小帶寬的子信道,每個子信道傳輸一路信號。子信道分割技術:不同信號加載到不同載波上,子信道分
27、割技術:不同信號加載到不同載波上,實現(xiàn)信號頻移。實現(xiàn)信號頻移。 40信息工程系信息工程系時分多路復用時分多路復用 TDM :將一條高速物理線路的傳輸時間劃分將一條高速物理線路的傳輸時間劃分成若干相等的時間片,輪流的為多路信號使成若干相等的時間片,輪流的為多路信號使用用 數(shù)據(jù)不丟失條件:數(shù)據(jù)不丟失條件:CHCi缺點:某些時間片由于沒有數(shù)據(jù)傳輸而造成缺點:某些時間片由于沒有數(shù)據(jù)傳輸而造成出于空閑狀態(tài),浪費信道寬度出于空閑狀態(tài),浪費信道寬度高速線路(高速線路(CH)時分多時分多路復用路復用時分多時分多路復用路復用A B C A B CC1C2C3C1C2C3ABCABC低速線路低速線路低速線路低速線
28、路41信息工程系信息工程系統(tǒng)計時分多路復用統(tǒng)計時分多路復用 統(tǒng)計統(tǒng)計TDM統(tǒng)計統(tǒng)計TDMA B C A C A C A AC1C2C3C1C2C3ABCABC 統(tǒng)計統(tǒng)計TDM :采用動態(tài)分配時間策略,即有數(shù)采用動態(tài)分配時間策略,即有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)木€路才分配時間片。據(jù)要傳輸?shù)木€路才分配時間片。 42信息工程系信息工程系3.2 物理層協(xié)議物理層協(xié)議物理層協(xié)議實際上就是指通信接口標準物理層協(xié)議實際上就是指通信接口標準DCE通信接口通信接口DTEDTE通信接口通信接口DCE通信線路通信線路數(shù)據(jù)終端設備數(shù)據(jù)終端設備 數(shù)據(jù)通信設備數(shù)據(jù)通信設備3.2.1 物理層協(xié)議在通信系統(tǒng)中的地位物理層協(xié)議在通信系統(tǒng)中的地
29、位43信息工程系信息工程系接口的機械特性。接口的機械特性。l規(guī)定接口的扦頭(座)的規(guī)格,尺寸,扦腳數(shù)目規(guī)定接口的扦頭(座)的規(guī)格,尺寸,扦腳數(shù)目等。如等。如RS-232C使用使用25腳扦頭(座)。腳扦頭(座)。功能特性。功能特性。l對接口的各信號線的作用進行定義和說明。對接口的各信號線的作用進行定義和說明。規(guī)程特性。規(guī)程特性。l規(guī)定各信號線之間的相互關系,動作發(fā)生的先后規(guī)定各信號線之間的相互關系,動作發(fā)生的先后次序。次序。電氣特性電氣特性l規(guī)定信號的傳輸速率,電平關系,負載要求和電規(guī)定信號的傳輸速率,電平關系,負載要求和電纜長度等。纜長度等。44信息工程系信息工程系3.2.2 四類物理層協(xié)議四
30、類物理層協(xié)議美國電子工業(yè)協(xié)會美國電子工業(yè)協(xié)會EIA制定的制定的RS-232-C,RS-422A,RS-423A,RS-449,RS-485,RS-530等串行接等串行接口標準??跇藴?。CCITT(現(xiàn)改為現(xiàn)改為ITU)制定的制定的X系列和系列和V系列接口標準。系列接口標準。lV系列規(guī)定了數(shù)字設備與模擬信道的接口標準,適用系列規(guī)定了數(shù)字設備與模擬信道的接口標準,適用于電話信道的數(shù)據(jù)傳輸;于電話信道的數(shù)據(jù)傳輸;lX系列定義了數(shù)據(jù)設備與數(shù)據(jù)信道的接口標準,適用系列定義了數(shù)據(jù)設備與數(shù)據(jù)信道的接口標準,適用于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信。于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信。ISO制定的制定的ISO2110, ISO4902,
31、ISO4903, ISO1177等接口標準。這些標準很少用到。等接口標準。這些標準很少用到。IEEE802物理層規(guī)范物理層規(guī)范45信息工程系信息工程系DTEMMDTEDTEDTERS232CRS-232電纜電纜 RS-232C是最廣泛使用的物理層協(xié)議(是最廣泛使用的物理層協(xié)議(1969年制定)年制定). 3.3 物理層協(xié)議舉例物理層協(xié)議舉例 RS232C 電話線電話線DTE通常為通常為PC機機46信息工程系信息工程系機械特性機械特性采用采用DB-25(25腳腳)標準連接口標準連接口113142547信息工程系信息工程系電氣特性電氣特性 電壓電壓l低電壓(低電壓(+3V):“0”l最高電壓可達到
32、最高電壓可達到+12V.電纜電纜lRS-232C電纜長度:不超過電纜長度:不超過15m速率速率l通信速率:通信速率:20Kbpsl標準速率為:標準速率為:19.2kbps,9600bps,4800bps,2400bps,1200bps.功能特性功能特性 P67. 表表2.548信息工程系信息工程系發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)MODEM就緒就緒 載波信號載波信號 電話線電話線12345678201234567820遠遠程程計計算算機機本本地地計計算算機機規(guī)程特性規(guī)程特性 保護地保護地接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)請求發(fā)送請求發(fā)送允許發(fā)送允許發(fā)送信號地信號地載波檢測載波檢測終端就緒終端就緒遠程遠程MODEM RS232C本
33、地本地MODEMRS232C49信息工程系信息工程系RS-232C通信規(guī)程通信規(guī)程本地計算機準備就緒時,將腳本地計算機準備就緒時,將腳20置成高電平,通知置成高電平,通知本地本地MODEM:計算機處于就緒狀態(tài)。若:計算機處于就緒狀態(tài)。若MODEM也也準備就緒,則將腳準備就緒,則將腳6置高電平,以示響應。置高電平,以示響應。計算機將腳計算機將腳4置高電平請求發(fā)送數(shù)據(jù);置高電平請求發(fā)送數(shù)據(jù);MODEM檢測檢測到腳到腳4高電平后,向遠程高電平后,向遠程MODEM發(fā)一載波信號,讓發(fā)一載波信號,讓遠程遠程MODEM做好接收數(shù)據(jù)準備,然后通過延遲電路做好接收數(shù)據(jù)準備,然后通過延遲電路將腳將腳5置成高電平,
34、以示允許發(fā)送數(shù)據(jù)。遠程置成高電平,以示允許發(fā)送數(shù)據(jù)。遠程MODEM檢測到載波信號后,將腳檢測到載波信號后,將腳8置高電平,通知置高電平,通知遠程計算機做好接收數(shù)據(jù)準備遠程計算機做好接收數(shù)據(jù)準備。50信息工程系信息工程系RS-232C通信規(guī)程通信規(guī)程本地計算機測的腳本地計算機測的腳5為高電平后,即可通過腳為高電平后,即可通過腳2發(fā)送數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù),并由腳據(jù),并由腳3接收數(shù)據(jù)。接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢,將腳數(shù)據(jù)發(fā)送完畢,將腳4置成低電平,通知本地置成低電平,通知本地MODEM發(fā)送完畢。發(fā)送完畢。MODEM收到該電平后,停止向電話線發(fā)收到該電平后,停止向電話線發(fā)送載波信號,并將腳送載波信號,并將腳5置成低
35、電平作為響應。遠程置成低電平作為響應。遠程MODEM測不到載波信號后,則將腳測不到載波信號后,則將腳8置成低電平,恢置成低電平,恢復初始狀態(tài)。復初始狀態(tài)。本地計算機置腳本地計算機置腳20位低電平,通知本地位低電平,通知本地MODEM拆線。拆線。MODEM收到該低電平信號后,將腳收到該低電平信號后,將腳6置成低電平以示置成低電平以示同意拆線。同意拆線。51信息工程系信息工程系USB發(fā)展歷史發(fā)展歷史傳統(tǒng)的串口、并口通訊方式逐漸不能滿足現(xiàn)有系傳統(tǒng)的串口、并口通訊方式逐漸不能滿足現(xiàn)有系統(tǒng)或者設備的數(shù)據(jù)傳輸速率需求。統(tǒng)或者設備的數(shù)據(jù)傳輸速率需求。以以Intel為首的 七 家 公 司 于為首的 七 家 公
36、 司 于 1994年 推 出 了年 推 出 了USB(Universal Serial Bus,通用串行總線協(xié)議,通用串行總線協(xié)議)概念,并在隨后的幾年內(nèi)不斷的對概念,并在隨后的幾年內(nèi)不斷的對USB協(xié)議進協(xié)議進行改進,成功推行行改進,成功推行USB 1.1;2004年底,正式推出了年底,正式推出了USB 2.0協(xié)議。接口與協(xié)議。接口與USB1.1兼容;兼容;2007秋季,正式推出了秋季,正式推出了USB 3.0協(xié)議。協(xié)議。52信息工程系信息工程系USBUSB USB 是一種支持是一種支持熱插拔熱插拔的高速串行傳輸總線,使用差分的高速串行傳輸總線,使用差分信號來傳輸數(shù)據(jù),最高速度可達信號來傳輸數(shù)據(jù),最高速度可達 480Mb/S480Mb/S(USB2.0USB2.0)。)。USB USB 支持支持“總線供電
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 中國旅游景點2
- 介紹小學教育專業(yè)
- 實驗操作活動教案
- 地下礦山安全教育課件
- 關注供應鏈管理與財務的協(xié)同計劃
- 為企業(yè)提供財務建議的實踐計劃
- 水生態(tài)修復與恢復措施計劃
- 調(diào)動員工積極性的年度舉措計劃
- 班級資源共享與合作學習的主題計劃
- 醫(yī)療設備新購與管理策略總結(jié)計劃
- 電動摩托車項目可行性實施報告
- 甲殼素、殼聚糖材料
- 菜鳥驛站招商加盟合同范本
- 2024年高考地理真題完全解讀(甘肅卷)
- DL∕T 806-2013 火力發(fā)電廠循環(huán)水用阻垢緩蝕劑
- 人教版 九年級上冊音樂 第二單元 鱒魚 教案
- 四年級美術測國測復習題答案
- 《寬容別人 快樂自己》班會課件
- 2024光伏電站索懸柔性支架施工方案
- 仲裁法全套課件
- 教育家精神專題講座課件
評論
0/150
提交評論