數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)

1、第二章數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí) 基本概念 信息及其主要特征 傳輸介質(zhì) 數(shù)據(jù)編碼 多路復(fù)用技術(shù) 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 差錯(cuò)控制及檢測(cè)1基本概念數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要構(gòu)成傳輸速率2數(shù)據(jù)通信信源信宿信道噪聲一次通信中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫做信源。接收信息的一端叫做信宿。信源和信宿之間通過(guò)信道進(jìn)行信息的交換。信息在傳輸過(guò)程中可能會(huì)受到外界的干擾，這種干擾叫噪聲。3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸線(xiàn)路調(diào)制解調(diào)器多路復(fù)用器交換機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)終端設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4數(shù)據(jù)通信基本過(guò)程第一階段：建立通信線(xiàn)路第二階段：建立數(shù)據(jù)傳輸鏈路第三階段：傳送通信控制信號(hào)和傳送數(shù)據(jù)第四階段：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，雙方通過(guò)通信控制信息 確

2、認(rèn)此次通信結(jié)束第五階段：任何一方通知交換機(jī)通信結(jié)束，可以切 斷物理連接5數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)傳輸速率碼元速率（）信息速率（b）blog誤碼率誤碼率Pc誤位率Pb誤字符率Pw6信息及其主要特征數(shù)字信道和模擬信道信道的最大傳輸速率通信線(xiàn)路連接方式數(shù)據(jù)的傳輸方式7數(shù)字信道和模擬信道以數(shù)字脈沖形式傳輸數(shù)據(jù)的信道稱(chēng)為數(shù)字信道以連續(xù)模擬信號(hào)形式傳輸數(shù)據(jù)的信道稱(chēng)為模擬信道如果信源產(chǎn)生的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以有兩種傳輸方式.用模擬信道傳輸信宿噪聲信源傳輸介質(zhì)調(diào)制器解調(diào)器.用數(shù)字信道傳輸8信道的最大傳輸速率C=2Wlog2M W為信道寬帶 C為信道容量C=Wlog2（1+S/N） W為信道寬帶 S/N為信噪比9通信線(xiàn)

3、路連接方式點(diǎn)點(diǎn)連接方式分支連接方式集線(xiàn)連接方式10數(shù)據(jù)的傳輸方式信道的通信方式 單工通信 （無(wú)線(xiàn)電廣播 ） 半雙工通信 （對(duì)講機(jī)） 全雙工通信11數(shù)據(jù)的傳輸方式基帶傳輸 方波固有的頻率稱(chēng)為基帶，方波信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。在信道上直接傳送數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)稱(chēng)為基帶傳輸（編碼解碼器）頻帶傳輸 是指數(shù)字信號(hào)調(diào)制成音頻信號(hào)后再發(fā)送和傳輸，到達(dá)接收端后把音頻信號(hào)解調(diào)成原來(lái)的數(shù)字信號(hào)。（調(diào)制解調(diào)器）12寬帶傳輸常用于中。在早期這是利用頻帶寬度至少為的寬帶同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。使用時(shí)通常將這樣寬的頻帶劃分為若干個(gè)子頻帶，分別用這些子頻帶來(lái)傳送音頻信號(hào)，視頻信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)。利用寬帶傳輸系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)聲音，文字和圖象的一

4、體化傳輸?，F(xiàn)在常指?jìng)鬏斔俾蚀笥赽s的廣域網(wǎng)接入技術(shù)，如，等。（射頻調(diào)制解調(diào)器）13數(shù)據(jù)同步方式同步，是指接收端嚴(yán)格的按照發(fā)送端所發(fā)送的每個(gè)碼元的重復(fù)頻率以及起止時(shí)間來(lái)接收數(shù)據(jù)。位同步字符同步幀同步14傳輸介質(zhì)同軸電纜雙絞線(xiàn)電纜光釬電纜無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)地面微波衛(wèi)星微波紅外線(xiàn)通信15同軸電纜16型號(hào)RG-8或RG-11 （阻抗50歐姆）粗纜RG-58（50歐姆）細(xì)纜RG-59（75歐姆）CATV細(xì)纜RG-62（93歐姆）ARCnet網(wǎng)絡(luò)及IBM3270系統(tǒng)專(zhuān)用 一般為頻分多路復(fù)用17雙絞線(xiàn)電纜18光釬電纜19數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼20數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

5、001101(a)(b)(c)不歸零制編碼 無(wú)電壓0 負(fù)電壓1曼徹斯特編碼 位中間跳變從高到低1從低到高0差分曼徹斯特編碼 每一位的開(kāi)始有跳變0無(wú)跳變121數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制編碼調(diào)頻FM調(diào)幅AM調(diào)相PM見(jiàn)page4822模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼采樣定理：一個(gè)連續(xù)變化的模擬信號(hào)，假設(shè)其最高頻率或帶寬為fmax，若對(duì)它以周期T進(jìn)行采樣，則采樣頻率f=1/T，若能滿(mǎn)足f2 fmax，那么采樣后的離散序列就能無(wú)失真的恢復(fù)出原始的模擬信號(hào)。23脈沖編碼調(diào)制技術(shù)原始信號(hào)采樣量化編碼00011124多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用波分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用25頻分多路復(fù)用（FDM） Frequency Divis

6、ion Multiplexing頻分多路復(fù)用本質(zhì)上就是把每路信息以某種調(diào)制方式調(diào)制到不同頻率的載波上，然后合并成一個(gè)信號(hào)送到信道上傳輸。接收方把接收到的信號(hào)送入帶通濾波器，分離出各載波信號(hào)，這些載波經(jīng)過(guò)解調(diào)，最后借助低通濾波器將原始信息恢復(fù)出來(lái)。 （同時(shí)發(fā)送）有線(xiàn)電視 ADSL 收音機(jī)26頻分多路復(fù)用60646872通道1通道2通道3頻率/KHZ多路復(fù)用的通道原來(lái)的帶寬3003100頻率/KHZ通道1.2.327時(shí)分多路復(fù)用（TDM） Time Division Multiplexing將一個(gè)傳輸周期劃分為多個(gè)時(shí)隙，讓多路信號(hào)分別在不同的時(shí)隙內(nèi)傳送，形成每一路信號(hào)在連續(xù)的傳送周期內(nèi)輪流發(fā)送的情

7、形。（非同時(shí)發(fā)送）同步時(shí)分復(fù)用（STM）異步時(shí)分復(fù)用（ATM）28時(shí)分多路復(fù)用TDMBBBAAACCCABCTDMABCCCCAAABBB29波分多路復(fù)用（WDM） Wavelength Division Multiplexing波分多路復(fù)用技術(shù)是在一根光釬中能同時(shí)傳輸多個(gè)光波信號(hào)的技術(shù)。在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)，復(fù)用到一根光釬上，在接收端又將組合的光信號(hào)分開(kāi)，并送入不同的終端。30波分多路復(fù)用波長(zhǎng)功率光釬1的波譜波長(zhǎng)功率光釬2的波譜波長(zhǎng)功率光釬3的波譜波長(zhǎng)功率光釬4的波譜波長(zhǎng)功率共享光釬的波譜光釬1光釬3光釬4光釬2光柵光柵共享光釬波分多路復(fù)用單釬傳輸31碼分多路復(fù)用（CDM） W

8、avelength Division Multiplexing根據(jù)碼型結(jié)構(gòu)的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)分割的多路復(fù)用稱(chēng)為碼分多路復(fù)用。所有用戶(hù)使用同一頻率，占用相同的帶寬，各個(gè)用戶(hù)可以同時(shí)發(fā)送或接收信號(hào)，用各自不同的地址碼序列區(qū)分，或者說(shuō)是根據(jù)信號(hào)的不同波形區(qū)分。32交換技術(shù)電路交換報(bào)文交換分組交換 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路快速分組交換 幀中繼和異步傳輸模式33電路交換所謂電路交換服務(wù)，就是在兩個(gè)用戶(hù)要進(jìn)行通信時(shí)，首先建立一條臨時(shí)的專(zhuān)用線(xiàn)路，用戶(hù)通信時(shí)獨(dú)占這條線(xiàn)路，不與其它用戶(hù)共享，直到通信一方釋放這條專(zhuān)用線(xiàn)路。建立連接數(shù)據(jù)傳輸拆除線(xiàn)路34電路交換的基本過(guò)程交換節(jié)點(diǎn)A交換節(jié)點(diǎn)B交換節(jié)點(diǎn)C交換節(jié)點(diǎn)D連續(xù)呼叫呼叫應(yīng)答數(shù)

9、據(jù)傳輸確認(rèn)連接釋放時(shí)間35報(bào)文交換傳輸非及時(shí)性的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)可先把收到的信息存儲(chǔ)起來(lái)，等到信道空閑時(shí)再把信息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這樣經(jīng)過(guò)多個(gè)中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。這種交換方式就稱(chēng)為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或存儲(chǔ)交換。報(bào)文交換是以報(bào)文為單位進(jìn)行存儲(chǔ)交換的技術(shù)。36報(bào)文交換的基本過(guò)程交換節(jié)點(diǎn)A交換節(jié)點(diǎn)B交換節(jié)點(diǎn)C交換節(jié)點(diǎn)D報(bào)文報(bào)文報(bào)文時(shí)間確認(rèn)37分組交換分組交換方式是把要傳輸?shù)膱?bào)文分成若干個(gè)小的數(shù)據(jù)塊，稱(chēng)為分組，然后以分組為單位按照與報(bào)文交換同樣的方法進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)報(bào)虛電路38數(shù)據(jù)報(bào)ADCB整序提供不可靠的服務(wù)，或者說(shuō)無(wú)連接服務(wù)39虛電路AFEDGCB提供可靠的服務(wù)，或者說(shuō)面向連接服務(wù)40幀中繼和異步傳輸模式幀中繼，是以幀為單位進(jìn)行交換的技術(shù)。異步傳輸模式，是以信元為單位進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。 信元是一種極短的、固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組。每個(gè)信元長(zhǎng)53個(gè)字節(jié)。包括5個(gè)字節(jié)的信頭和48個(gè)字節(jié)的信息域。41差錯(cuò)檢測(cè)及控制差錯(cuò)，就是在數(shù)據(jù)通信中，接收端接到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象。包括位丟失，位值不一致。差錯(cuò)是由熱躁聲引起的。物理線(xiàn)路的電氣特性造成信號(hào)的畸變和衰減。