數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)01

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信模型及基本概念（9個）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯限制技術(shù)常用傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)通信模型信源噪聲源變換器信道反變換器信宿信息原始的電信號適合傳輸?shù)碾娦盘栐嫉碾娦盘栃畔TE-電路－DCE網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念1、數(shù)據(jù)與信號數(shù)據(jù)是對客觀事物特征的描述，是信息的載體，分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；可以是各種進(jìn)制的數(shù)或字符、圖象等。在計(jì)算機(jī)中用2進(jìn)制數(shù)來表示數(shù)據(jù)。信號是隨時(shí)間變更的電壓或電流，是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，是數(shù)據(jù)的電磁編碼，是數(shù)據(jù)的載體。在計(jì)算機(jī)中用電位的凹凸表示0，1。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念2、模擬信號與數(shù)字信號數(shù)據(jù)通過信號可以進(jìn)行傳播----數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信可以用模擬信號，也可以用數(shù)字信號模擬信號：隨時(shí)間連續(xù)變更的信號數(shù)字信號：離散變更的信號可以表示模擬數(shù)據(jù)也可以表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)的主要載體。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念3、信息“熵”的削減4、信道傳輸信息的通道，（物理信道/邏輯信道)物理信道：傳送數(shù)據(jù)或信號的物理通道也叫通信鏈路由傳輸介質(zhì)和相關(guān)設(shè)備組成邏輯信道：在物理信道的基礎(chǔ)上，通過節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部連接實(shí)現(xiàn)也叫數(shù)據(jù)鏈路網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念5、數(shù)據(jù)傳輸速率（信息速率）每秒內(nèi)傳送的二進(jìn)制位數(shù)（每秒傳送的信息量）單位bpsb/sS=1/Tlog2n

1/T

每秒的單位脈沖數(shù)

Log2n每一個電脈沖信號所表示的二進(jìn)制位數(shù)

n狀態(tài)數(shù)（進(jìn)制）網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念6、波特率Baud（碼元速率）單位時(shí)間傳送碼元的個數(shù)每秒信號狀態(tài)變更的次數(shù)S=Blog2k

S：傳輸速率B：波特率k：相數(shù)S=B（k=2）S=2B（k=4）網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念7、信道容量信道內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸速率的極限值無噪信道的H.Nyguist公式C=2B有噪信道的Shannon公式

C=Blog2(1+S/N)

B：為信道的帶寬（單位為赫茲）

S：為信道內(nèi)所傳信號的平均功率

N：為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率網(wǎng)絡(luò)世界有你有我信道容量噪聲通常以信號功率和噪聲功率之比來度量，這個比值叫做信噪比；信道容量公式中，S/N則為信噪比；通常，并不運(yùn)用信噪比本身，而是運(yùn)用10lgS/N，其單位為分貝(dB)，假如S/N為10，則是10dB，S/N為100則是20dB，S/N為1000是30dB，依此類推；Shannon公式表明：信道的帶寬越大或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字信號通過實(shí)際的信道有失真，但可識別失真大，無法識別實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）發(fā)送信號波形接收信號波形發(fā)送信號波形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）接收信號波形失真，緣由？網(wǎng)絡(luò)世界有你有我信道容量要提高信息的傳輸速率，就須要接受多元制的調(diào)制方法。例如，當(dāng)接受16元制時(shí)，一個碼元可攜帶4個比特的信息。一個標(biāo)準(zhǔn)電話話路的頻帶為3003400Hz，即帶寬為3100Hz。在這頻帶中接近志向信道的也就是靠中間的一段，其帶寬約為2400Hz左右。如使信號的傳輸速率為2400波特，通過4位/波特調(diào)制，則信息的傳輸速率可達(dá)到9600bit/s。從Shannon公式可以很簡潔地計(jì)算出在這種狀況下所需信噪比的最低值。對于3.1kHz帶寬的標(biāo)準(zhǔn)電話信道，假如信噪比S/N=2500，那么由仙農(nóng)公式可以知道，無論接受何種先進(jìn)的編碼技術(shù)，信息的傳輸速率確定不行能超過由仙農(nóng)公式算出的極限數(shù)值，即35000bit/s左右。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我基本概念8、誤碼率碼元傳輸出錯的概率Pe=Ne/NN：傳輸碼元總數(shù)Ne：出錯碼元數(shù)9、帶寬（Bandwidth）指信道所能傳送的信號的最高頻率與最低頻率之差；它由傳輸介質(zhì)、接口部件、傳輸協(xié)議等因素確定；帶寬確定程度上體現(xiàn)了信道的傳輸性能，是衡量傳輸系統(tǒng)的重要指標(biāo)；信道容量、傳輸速率、抗擾性能等指標(biāo)均影響信道的帶寬。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我傅里葉分析和有限帶寬信號19世紀(jì)初葉，法國數(shù)學(xué)家吉·傅里葉證明：任何正常的周期為T的函數(shù)g(t)都可以由無限個正弦和余弦函數(shù)合成：

g(t)：有持續(xù)時(shí)間的數(shù)字信號c/2：信號g(t)在周期T內(nèi)的平均值－直流重量an、bn：是正弦和余弦函數(shù)n次諧波的振幅n＝1時(shí),a1cos(2nft)和b1sin(2kft)的合成頻率為正弦重量；n>1時(shí)為n次諧波重量g(t)=直流重量+基波重量+高次諧波重量網(wǎng)絡(luò)世界有你有我傅里葉分析和有限帶寬信號

假定傳送一個8比特字節(jié)編碼的ASCII字符“b”其編碼為“01100010”下下頁圖左邊示出了計(jì)算機(jī)發(fā)送該字符時(shí)的輸出電壓，對此信號對應(yīng)的周期函數(shù)g(t)進(jìn)行傅氏變換可得到下列系數(shù)：

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我傅里葉分析和有限帶寬信號若干個低次諧波幅度的均方根值示于圖(a)的右部。計(jì)算這些均方根值是因?yàn)樗鼈兊钠椒脚c相應(yīng)頻率的諧波所傳送的能量成正比。計(jì)算振幅的均方根值公式是：例如，圖示中的一次諧波振幅的方均根值為0.244，2次諧波振幅的均方根值為0.503，3至8次諧波振幅的方均根值分別為0.197，0.160，0.118，0.168，0.035和0。

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我

傅里葉分析和有限帶寬信號

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我傅里葉分析和有限帶寬信號實(shí)際的傳輸設(shè)施對不同的傅里葉重量衰減程度不同，因而輸出信號發(fā)生畸變，通常頻率0到fc(截止頻率，以赫茲即HZ為單位)范圍內(nèi)的諧波在傳輸過程中無衰減，而截止頻率以上的全部諧波在傳輸過程中衰減極大。假如帶寬低到僅允許最低幾次諧波通過，亦即上式只取前幾項(xiàng)近似值。上圖(b)畫出了信道僅允許1次諧波通過時(shí)的情形。類似地，上圖(c)--(e)為信道帶寬較寬時(shí)得到的頻譜及合成函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我傅里葉分析和有限帶寬信號結(jié)論：

信道的帶寬越大，允許通過的諧波越多，數(shù)字信號的失真越小。帶寬固定時(shí)，數(shù)據(jù)速率越高，信號失真越大。

速率&帶寬

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我ABAB寬帶線路窄帶線路在寬帶線路上比特傳播得快在窄帶線路上比特傳播得慢帶寬概念網(wǎng)絡(luò)世界有你有我ABAB寬帶線路窄帶線路寬帶線路：每秒有更多比特從計(jì)算機(jī)注入到線路。寬帶線路和窄帶線路上比特的傳播速率是一樣的。帶寬概念網(wǎng)絡(luò)世界有你有我如：汽車運(yùn)貨寬帶線路窄帶線路寬帶和窄帶線路：車速一樣寬帶線路：車距縮短網(wǎng)絡(luò)世界有你有我網(wǎng)絡(luò)世界有你有我并行通信與串行通信并行通信是利用并行端口在兩臺設(shè)備間進(jìn)行通信，一次可以傳輸8位數(shù)據(jù)發(fā)送端接收端123456781100101112345678哪些屬于并行通信、哪些屬于串行通信？網(wǎng)絡(luò)世界有你有我并行通信與串行通信串行通信是利用串行端口在兩臺設(shè)備間進(jìn)行通信，一次可以傳輸1位數(shù)據(jù)。由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線上傳輸?shù)氖遣⑿袛?shù)據(jù)，所以在發(fā)送端要做并/串轉(zhuǎn)換，在接收端要做串/并轉(zhuǎn)換。運(yùn)用COM口，由計(jì)算機(jī)內(nèi)部的串行通信適配器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在局域網(wǎng)中也接受串行通信，由網(wǎng)卡負(fù)責(zé)串/并轉(zhuǎn)換。發(fā)送端接收端并串轉(zhuǎn)換串并轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)世界有你有我通信方向單工通信傳送的信息始終是一個方向發(fā)送端接收端報(bào)文檢測信號網(wǎng)絡(luò)世界有你有我

通信方向半雙工通信

信息可以雙向傳遞，但不能同時(shí)進(jìn)行接收端報(bào)文發(fā)送端發(fā)送端接收端網(wǎng)絡(luò)世界有你有我通信方向全雙工

同一時(shí)刻，在兩個方向同時(shí)通信報(bào)文接收端發(fā)送端發(fā)送端接收端網(wǎng)絡(luò)世界有你有我通信方向網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用(a)不運(yùn)用復(fù)用技術(shù)(b)運(yùn)用復(fù)用技術(shù)復(fù)用(multiplexing)是通信技術(shù)中的基本概念。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我多路復(fù)用多路復(fù)用技術(shù)就是把很多信號在單一的傳輸線路上用單一的傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。接受多路復(fù)用技術(shù)把多個信號組合在一條物理線纜上傳輸，在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)可大大節(jié)約線纜的安裝和維護(hù)費(fèi)用。常運(yùn)用的多路復(fù)用技術(shù)是？？？網(wǎng)絡(luò)世界有你有我FDMFrequencyDivisionMultiplexing時(shí)間頻率頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5網(wǎng)絡(luò)世界有你有我FDM網(wǎng)絡(luò)世界有你有我FDMGroup12路*4KHz（3k+2*500Hz）=48kHzSupergroup5個Group=5*48kHz=240kHzMastergroup（CCITT）5個Supergroup（300路、北美）10個Supergroup（600路、日本）網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDMTimeDivisionMultiplexing

將一條物理信道按時(shí)間分成若干時(shí)間片輪番地給多個信號源運(yùn)用；時(shí)隙－TDM幀每一時(shí)間片由復(fù)用的一個信號源占用；每一個用戶所占用的時(shí)隙是周期性地出現(xiàn)（其周期就是TDM幀的長度）

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAAA在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM頻率時(shí)間CDCDCDAAAABBBBCDB在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM頻率時(shí)間BDBDBDAAAABCCCCDC在

TDM

幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM(?)ABCDaabbcdbcattttt4個時(shí)分復(fù)用幀#1④③②①acbcd時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶運(yùn)用時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)，由于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的突發(fā)性質(zhì)，用戶對支配到的子信道的利用率一般是不高的。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我

STDM(StatisticTDM)用戶ABCDabcdttttt3個STDM幀#1④③②①acbabbcacd#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDM應(yīng)用-T1線路貝爾系統(tǒng)T1載波（1.544Mbps)電話的帶寬為4KHZ，每秒進(jìn)行8000次采樣即可還原信號，即采樣周期為：T=1/8000=125us；如用8bit來表示每個采樣值，則一路電話須要8*8K=64Kbps的數(shù)據(jù)傳輸率；如要傳24路電話，則要求信道數(shù)據(jù)傳輸率為24*64Kbps=1.544Mbps；在一個采樣周期T=125us內(nèi)要傳輸8*24+1=193bit。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我TDME1載波(2.048Mbps)這個載波將32個8位數(shù)據(jù)樣本組成1個125s的基本幀，30個信道用于傳信息，2個信道用于傳限制信號。CH0CH1…CH15CH16CH17…CH3115個話路同步傳遞信令網(wǎng)絡(luò)世界有你有我WDM

WavelengthDivisionMultiplexingDWDM波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用

1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61557nm701550nm11551nm21552nm31553nm41554nm51555nm61556nm71557nm82.5Gb/s1310nm20Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120km光調(diào)制器光解調(diào)器網(wǎng)絡(luò)世界有你有我CDM-碼分復(fù)用常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)各用戶運(yùn)用經(jīng)過特殊選擇的不同碼型，因此彼此不會造成干擾。這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強(qiáng)的抗干擾實(shí)力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)覺。CDMA移動容量比模擬網(wǎng)大１０倍，比ＧＳＭ大４至５倍，CDMA系統(tǒng)通話質(zhì)量好，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈敏，擴(kuò)展簡潔；CDMA手機(jī)放射功率小，電池運(yùn)用壽命長。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)同步方式和異步方式模擬傳輸與數(shù)字傳輸基帶傳輸和頻帶傳輸傳輸中的編碼技術(shù)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我

同步?什么是同步讓接收方知道一位數(shù)據(jù)的起先和結(jié)束讓接收方知道幾個字符或一組數(shù)據(jù)的起先和結(jié)束1、位同步位同步使接收端知道一位的起先和結(jié)束內(nèi)同步方式：如曼徹斯特、差分曼徹斯特外同步方式：歸零、不歸零編碼2、字符同步：用于確定字符的起先和結(jié)束一般在一個字符或一組數(shù)據(jù)前加若干特殊字符實(shí)現(xiàn)3、幀同步用于區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)塊或幀的起先與結(jié)束網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步比特的傳送和接收是通過接受定時(shí)時(shí)鐘來完成的。發(fā)送方：利用時(shí)鐘來確定每個比特的起始和結(jié)束。接收方：利用時(shí)鐘確定對信號進(jìn)行采樣取值的位置和間隔時(shí)間。一般，它們都產(chǎn)生自己的漂移，引起兩個連續(xù)采樣之間的間隔比所希望的變長了或變短了。（使兩個獨(dú)立的時(shí)鐘精確同步是不太可能的）例如，對于一種產(chǎn)生100bps的數(shù)據(jù)流，應(yīng)當(dāng)每隔0.01秒有一個時(shí)鐘信號；但由于時(shí)鐘的漂移，偏差范圍從0.01-到0.01+，的大小取決于時(shí)鐘的產(chǎn)生方法。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步時(shí)鐘漂移會引起接收方在確定一個比特的起始和結(jié)束位置時(shí)發(fā)生錯誤。解決方案：異步法，發(fā)送方和接收方獨(dú)立地產(chǎn)生時(shí)鐘，但定期地進(jìn)行同步。同步法，接收端時(shí)鐘完全由發(fā)送方時(shí)鐘限制，也就是說，接收方時(shí)鐘與發(fā)送方時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的。兩種傳輸方式網(wǎng)絡(luò)世界有你有我異步傳輸在異步傳輸中，數(shù)據(jù)以字符為單元發(fā)送；每個字符的長度依據(jù)所運(yùn)用的編碼方案可以是5到8個比特。如：常用的ASCII編碼每個字符7個比特；IBM機(jī)器上接受的EBCDIC編碼是每個字符8個比特。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我異步傳輸網(wǎng)絡(luò)世界有你有我異步傳輸網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步傳輸同步傳輸，可以面對字符，也可以面對比特；面對字符：傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必需由規(guī)定的字符集（如ASCII）中的字符組成；面對比特：由隨意比特構(gòu)成的數(shù)據(jù)塊－幀；數(shù)據(jù)加上前綴、后綴和限制信息就形成了幀。精確的幀格式取決于所運(yùn)用的數(shù)據(jù)鏈路限制協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步傳輸網(wǎng)絡(luò)世界有你有我同步傳輸網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)傳輸基帶傳輸基帶信號原始的信號在信道上干脆傳送基帶信號基帶信號從直流到高頻占用頻譜寬基帶傳輸占用整個線路供應(yīng)的頻率范圍基帶傳輸距離短頻帶傳輸利用調(diào)制解調(diào)器將基帶信號進(jìn)行頻譜搬移，變換為適合傳輸?shù)男盘栴l帶傳輸距離長網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)和傳送數(shù)據(jù)所接受的信號是兩個完全不同的概念。信號是數(shù)據(jù)的具體表示形式，它和數(shù)據(jù)有確定關(guān)系，但又和數(shù)據(jù)不同。模擬數(shù)據(jù)可以用模擬信號傳輸，也可以用數(shù)字信號傳輸；同樣，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用數(shù)字信號傳輸，也可以用模擬信號傳輸。這樣就構(gòu)成了四種方式。在每一種方式中，數(shù)據(jù)信息所對應(yīng)的具體傳輸信號狀態(tài)稱為數(shù)據(jù)編碼。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我模擬信號傳輸模擬數(shù)據(jù)在電話機(jī)和本地局交換機(jī)之間所傳輸?shù)男盘柧褪墙邮苓@種編碼方式。模擬的聲音數(shù)據(jù)是加載到模擬的載波信號中傳輸?shù)?。無線語音廣播是模擬信號傳輸模擬數(shù)據(jù)的另一個例子。有效的傳輸須要比較高的頻率。對于無導(dǎo)線傳播，傳送基帶信號幾乎是不行能的，因?yàn)槟菍㈨氁睆綖楹脦坠镩L的天線。另外，調(diào)制有助于頻分復(fù)用。我們把結(jié)合輸入信號m(t)和頻率為fc的載波產(chǎn)生傳輸信號S(t)的過程稱為調(diào)制。結(jié)果所得到的信號S(t)的帶寬通常是在以fc為中心的一個有限范圍內(nèi)。下圖（2-6）示出了一個以低頻正弦調(diào)制波加載到高頻正弦載波的振幅調(diào)制例子。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我模擬信號傳輸模擬數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我模擬信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)假如將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸，在發(fā)送端須要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號----調(diào)制，在接收端須要做相反的變換----解調(diào)通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸載波U(t)=Asin(t+)其中A為振幅，為角頻率，為相位三者的任何變更都將影響波形，故它們被稱為正弦波的限制參數(shù)可以變更正弦波的三個限制參數(shù)，使其出現(xiàn)不同的波形，即可區(qū)分開“0”和“1”，故這三個參數(shù)又稱為調(diào)制參數(shù)依信號調(diào)制的參數(shù)不同，可將調(diào)制分為基本的三種：幅度調(diào)制，頻率調(diào)制和相位調(diào)制。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸1、振幅調(diào)制（ASK）用基帶脈沖限制載波信號的振幅，當(dāng)脈沖為1時(shí)，振幅為A，脈沖為零時(shí)振幅為0例01101001網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸2、頻率調(diào)制（FSK）用基帶脈沖限制載波信號的頻率，當(dāng)脈沖為1時(shí)，載波信號的角頻率為2πf1，當(dāng)脈沖為0時(shí)，載波信號的角頻率為2πf2例01101001網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸3、相位調(diào)制（PSK）用基帶脈沖限制載波信號的初始相位，分為確定相位調(diào)制、相對相位調(diào)制和多項(xiàng)調(diào)制等例01101001網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號傳輸網(wǎng)絡(luò)世界有你有我modem~~1270Hz1070Hz1001組合器調(diào)制原理網(wǎng)絡(luò)世界有你有我modem組合器10011270Hz帶通濾波器1070Hz帶通濾波器解調(diào)原理網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼（數(shù)字信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）在數(shù)字信號傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方式中，通信的源端和目的端所發(fā)出和接收的以及中間媒體所傳輸?shù)亩际翘兊臄?shù)字信號。具體用什么樣的數(shù)字信號表示0以及用什么樣的數(shù)字信號表示1就是所謂的編碼。編碼的規(guī)則可以有多種，原則上只要能有效地把1和0區(qū)分開就行。常用的編碼方案有不歸零制、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼等。通信子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼例011010011、不歸零編碼當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為1時(shí)有正電壓，0時(shí)負(fù)電壓須要有同步信號網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)序列單極性不歸零碼單極性歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼010011000111數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼2、曼徹斯特編碼設(shè)二進(jìn)制信號周期（碼元時(shí)間）為T，在每個周期內(nèi)都產(chǎn)生一次跳變用做同步，由高到低代表零，反之代表1（前半個周期用反碼后半個周期用原碼）例01101001網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼3、差分曼徹斯特編碼在每個脈沖中間產(chǎn)生跳變，起同步作用，若傳輸數(shù)據(jù)為1則在脈沖的起先不跳變，為0則產(chǎn)生跳變例01101001網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)序列曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼不歸零相對編碼見1反轉(zhuǎn)010011000111數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼網(wǎng)絡(luò)世界有你有我4B/5B編碼編碼思想每次對4位數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；每4位數(shù)據(jù)編碼成5位碼組；保證每組中至少有兩個“1”，即兩次跳變，做同步信號；只運(yùn)用5位32種組合中的24種（16種對應(yīng)16種4位數(shù)據(jù)組合，8種用做限制碼）。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我4B/5B編碼符號4位4B/5B符號4位4B/5B0000011110810001001010001010019100110011200101010010101010110300111010111101110111401000101012110011010501010100113110111011601100111014111011100701110111115111111101網(wǎng)絡(luò)世界有你有我模擬信號數(shù)字化-PCM方法43211043211、采樣2、量化3、編碼網(wǎng)絡(luò)世界有你有我PCM方法1、采樣(取樣)依據(jù)確定的時(shí)間間隔采樣測量模擬信號的幅值;接受頻率F>=2BH.Nyguist定理：若以大于或等于信道帶寬2倍的頻率定時(shí)對信號進(jìn)行采樣，其樣本可以包含足以重構(gòu)原模擬信號的全部信息網(wǎng)絡(luò)世界有你有我PCM方法2、量化取樣點(diǎn)處測得的信號幅值分級取整按模擬信號最大幅值等分為若干級，樣值按此舍入取整分級越多，誤差越小3、編碼用相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)表示量化后的采樣樣本M=log2k

M表示二進(jìn)制位數(shù)，k表示量化級

網(wǎng)絡(luò)世界有你有我PCM方法如何提高傳輸效率？網(wǎng)絡(luò)世界有你有我PCM方法結(jié)論：分級多誤差小傳輸效率二進(jìn)制位數(shù)多改進(jìn)方法：

DPCM（差分脈碼調(diào)制）DM（增量調(diào)制）網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)“交換”(switching)的含義就是轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使它們連通起來。從通信資源的支配角度來看，“交換”就是依據(jù)某種方式動態(tài)地支配傳輸線路的資源。數(shù)據(jù)交換的概念在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，須要有一個公用的交換網(wǎng)絡(luò)在兩點(diǎn)間進(jìn)行轉(zhuǎn)接。兩臺計(jì)算機(jī)通信時(shí)，信號須要通過某種方式經(jīng)過公共交換網(wǎng)中的多個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，我們把信號通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的方式稱為數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我線路交換

原理：在兩個通信站點(diǎn)之間建立一條物理通路，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。1256473網(wǎng)絡(luò)世界有你有我線路交換電路交換分三個階段：1、建立電路階段：呼叫--應(yīng)答如長途電話2、發(fā)送數(shù)據(jù)3、電路拆除主要特點(diǎn)：線路專用、速度快各結(jié)點(diǎn)不能存儲數(shù)據(jù)不能進(jìn)行差錯檢驗(yàn)，線路利用率低適合大量數(shù)據(jù)傳輸、交互式會話類的通信網(wǎng)絡(luò)世界有你有我線路交換網(wǎng)絡(luò)世界有你有我電路交換舉例A和B通話經(jīng)過四個交換機(jī)通話在A到B的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA網(wǎng)絡(luò)世界有你有我電路交換舉例C和D通話只經(jīng)過一個本地交換機(jī)通話在C到D的連接上進(jìn)行((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCA網(wǎng)絡(luò)世界有你有我報(bào)文交換原理：將要發(fā)送的數(shù)據(jù)、限制信息（同步、差錯檢驗(yàn)信息）、源地址、目的地址等按確定格式組裝成一個報(bào)文，在通信子網(wǎng)上逐站的傳遞，有空閑線路就向下站傳遞，否則就存儲起來。主要特點(diǎn):不須要建立專線連接，線路利用率高能進(jìn)行差錯檢驗(yàn)有存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以對不同速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。不能進(jìn)行實(shí)時(shí)、交互式的通信網(wǎng)絡(luò)世界有你有我報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)世界有你有我分組交換-數(shù)據(jù)報(bào)原理：將報(bào)文切割成多個較小的分組，將報(bào)文號、分組號、限制信息（同步、差錯檢驗(yàn)信息）、源地址、目的地址等按確定格式組裝起來（如圖）接受存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在通信子網(wǎng)上逐站傳遞，不同的分組可以經(jīng)過不同的路徑，到達(dá)的依次也可以不同，到達(dá)目的地后再將報(bào)文重新組裝起來報(bào)文分組格式示意圖報(bào)文號分組號目的地址源地址數(shù)據(jù)校驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我

數(shù)據(jù)報(bào)主要特點(diǎn)不須要建立專線連接，線路利用率高;有存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，能進(jìn)行差錯檢驗(yàn);不能進(jìn)行實(shí)時(shí)、交互式的通信;同一報(bào)文的多個分組可能經(jīng)過不同的路徑到達(dá)目的地;有可能出現(xiàn)亂序、分組丟失、重復(fù)等現(xiàn)象;由于每個分組都要攜帶完整的附加信息，所以用于限制、處理數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖^困難。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我分組交換-虛電路原理將報(bào)文分組，發(fā)送數(shù)據(jù)前先在通信的雙方之間建立一條連接，與電路交換方式不同，該連接不是獨(dú)占的，所以稱為虛電路。將全部分組按依次沿虛電路逐站傳遞。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我虛電路網(wǎng)絡(luò)世界有你有我虛電路主要特點(diǎn)：分組發(fā)送前在發(fā)送端和接收端之間建立邏輯連接；多分組經(jīng)同一路徑傳輸，分組傳輸過程中，各節(jié)點(diǎn)不再有路徑選擇問題，各分組不須要源地址目的地址；各節(jié)點(diǎn)均有糾錯功能，不會出現(xiàn)亂序、分組丟失、重復(fù)等現(xiàn)象；任一結(jié)點(diǎn)可以連接多條虛電路；虛電路綜合了其他數(shù)據(jù)交換方式的優(yōu)點(diǎn)，是一種較好的、牢靠的數(shù)據(jù)交換方式。網(wǎng)絡(luò)世界有你有我數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分組交換在發(fā)送端把要發(fā)送的報(bào)文分隔為較短的數(shù)據(jù)塊每個塊增加帶有限制信息的首部構(gòu)成分組（包）依次把各分組發(fā)送到接收端接收端剝?nèi)ナ撞?，抽出?shù)據(jù)部分，還原成報(bào)文數(shù)據(jù)分組11010011101?

???????00101001110報(bào)文發(fā)送端首部分組數(shù)據(jù)首部分組首部數(shù)據(jù)發(fā)送發(fā)送發(fā)送在前發(fā)送接收端數(shù)據(jù)首部數(shù)據(jù)首部數(shù)據(jù)首部11010011101?

???????00101001110網(wǎng)絡(luò)世界有你有我H1H5H2H4H3H6發(fā)送的分組路由器AEDBC網(wǎng)絡(luò)核心部分主機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我分組交換網(wǎng)的示意圖H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5發(fā)送分組H2向H6發(fā)送分組留意分組路徑的變更！路由器主機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界有你有我留意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A互聯(lián)網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1

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H5

發(fā)送分組路由器主機(jī)在路由器

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