計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)第3章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)改課件

第3章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)3.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍?.2傳輸介質(zhì)及其特性第3章數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)3.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍?.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍?.1.1信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍钪皇抢斫庑畔?、?shù)據(jù)和信號(hào)這三個(gè)術(shù)語的含義。信息(Information)一詞也可譯成資訊。從通信的意義上理解，信息可用來解除不確定度。

數(shù)據(jù)(Data)是任何描述物體、概念、形態(tài)的事實(shí)、數(shù)字、符號(hào)和字母,可定義為有意義的實(shí)體，它涉及到事物的形式。3.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍?.1.1信息、數(shù)據(jù)和圖3.1.1信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)的基本概念圖3.1.1信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)的基本概念3.1.2傳輸方式

信號(hào)的傳輸方式分為并行傳輸與串行傳輸。

圖3.1.2傳輸方式

(a)并行傳輸；(b)串行傳輸3.1.2傳輸方式

信號(hào)的傳輸方式分為并行傳輸與串行傳輸。3.2傳輸介質(zhì)及其特性

上一章在ISO/OSI―RM中簡述了物理層的基本功能,涉及到物理層規(guī)程或建議，直接面向著各種不同的通信方式,各式各樣的傳輸介質(zhì)。特別需注意這些物理層功能并不是指具體所要連接的計(jì)算機(jī)等設(shè)備和傳輸介質(zhì),因此在實(shí)際的計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE，DataTerminalEquipment)之間的通信必須通過具體的通信設(shè)備和傳輸介質(zhì)來完成信息的傳輸。3.2傳輸介質(zhì)及其特性上一章在I3.2.1線傳輸介質(zhì)

1.雙絞線雙絞線(TP，TwistedPair)是由線對(duì)扭絞而成的，其結(jié)構(gòu)如圖3.2.1所示。芯線為軟銅線，一般線徑為0.4～1.4mm不等。采用雙絞線的好處是可減少相鄰線對(duì)間的電磁串?dāng)_(與扭絞距有關(guān))。多對(duì)雙絞線封裝后構(gòu)成對(duì)稱（通信）電纜。由于價(jià)格相對(duì)便宜，應(yīng)用十分廣泛，在市話用戶線、部分中繼線以及部分長途載波線路中仍然使用雙絞線或?qū)ΨQ電纜。（傳輸距離）3.2.1線傳輸介質(zhì)圖3.2.1近端串?dāng)_（NEXT），該串?dāng)_是當(dāng)設(shè)備在發(fā)送端傳輸?shù)男盘?hào)耦合到另一對(duì)線的相鄰接收端引起的。遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT）是指由電纜鏈路近端對(duì)別的線對(duì)上的信號(hào)引起的、感應(yīng)到遠(yuǎn)端線對(duì)上的信號(hào)。等效遠(yuǎn)端串音干擾（ELFEXT）是由衰減與FEXT相減而得的。圖3.2.1近端串?dāng)_（NEXT），該串?dāng)_是當(dāng)設(shè)備在發(fā)送端表3.2.1無屏蔽雙絞線類型和傳輸特性特性阻抗是指當(dāng)電纜無限長時(shí)該電纜所具有的阻抗，是阻止電流通過導(dǎo)體的一種電阻名稱，它不是常規(guī)意義上的直流電阻。返回?fù)p耗就定義為原始信號(hào)和反射信號(hào)的比，單位為dB。表3.2.1無屏蔽雙絞線類型和傳輸特性特性阻抗是指當(dāng)電纜

在局域網(wǎng)中常用的EIA/TIA568AUTP內(nèi)4對(duì)8線的編號(hào)與線色如圖3.2.2所示。圖3.2.2局域網(wǎng)UTP內(nèi)4對(duì)8線的編號(hào)與線色在局域網(wǎng)中常用的EIA/TIA5682.同軸電纜同軸電纜(CoaxialCable)是由同軸管內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體構(gòu)成的一種通信傳輸介質(zhì)。同軸管的內(nèi)導(dǎo)體采用半硬銅線(單芯)或多股線扭絞而成，外導(dǎo)體采用軟銅線或鋁帶縱包而成，內(nèi)外導(dǎo)體間用聚乙烯塑料制成的墊片絕緣，如圖3.2.3所示。

圖3.2.3同軸電纜的結(jié)構(gòu)2.同軸電纜圖3.2.3同軸表3.2.2局域網(wǎng)所用同軸電纜的型號(hào)及特性基帶：未經(jīng)頻率變換的傳輸頻帶。表3.2.2局域網(wǎng)所用同軸電纜的型號(hào)及特性基帶：未經(jīng)頻率變3.光纜光纖(OpticalFiber)是一種光傳輸介質(zhì)，由于可見光的頻率高達(dá)108MHz，因此光纖傳輸系統(tǒng)具有足夠的傳輸帶寬。光纜是由一束光纖組裝而成的，用于傳輸調(diào)制到光載頻上的已調(diào)信號(hào)。光纜的結(jié)構(gòu)示意如圖3.2.4所示。

圖3.2.4四芯光纜示意圖

(a)光纜結(jié)構(gòu)剖面圖；(b)光波在纖芯中傳播3.光纜圖3.2.4四芯光纜

光纖作傳輸介質(zhì)用于通信，其主要優(yōu)點(diǎn)是：

(1)傳輸速率極高，頻帶極寬，傳送信息的容量極大。

(2)光纖不受電磁干擾和靜電干擾等影響，即使在同一光纜中，各光纖間幾乎沒有干擾；易于保密；光纖的衰減頻率特性平坦，對(duì)各頻率的傳輸損耗和色散幾乎相同，因而接收端或中繼站不必采取幅度和時(shí)延等均衡措施。

(3)光纖的原料為石英玻璃砂(即二氧化硅)，原料充足。光纖上傳輸光信號(hào)，因此光纖適宜無分叉的點(diǎn)到點(diǎn)連接。相對(duì)雙絞線、同軸電纜，光纜每公里的單價(jià)較貴。隨著生產(chǎn)成本的日益降低，光纜必將成為21世紀(jì)全球信息基礎(chǔ)設(shè)施的主要傳輸介質(zhì)。光纖作傳輸介質(zhì)用于通信，其主要優(yōu)點(diǎn)是3.2.2軟傳輸介質(zhì)

1.無線電波無線電波是一個(gè)廣義的術(shù)語，從含義上講，無線電波是全向傳播的，而微波則是定向傳播的。無線電波的頻段分配見表3.1.3。3.2.2軟傳輸介質(zhì)表3.1.3無線電波頻段和波段名稱表3.1.3無線電波頻段和波段名稱2.地面微波地面微波的工作頻率范圍一般為1～20GHz，它是利用無線電波在對(duì)流層的視距范圍內(nèi)進(jìn)行傳輸?shù)?。由于受到地形和天線高度的限制，兩微波站間的通信距離一般為30～50km。圖3.2.6地面微波接力通信2.地面微波圖3.2.6地面微波接力通信微波通信可傳輸電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等信息，其主要特點(diǎn)是：

(1)微波波段頻率高，其通信信道的容量大，傳輸質(zhì)量較平穩(wěn)，但遇到雨、雪天氣時(shí)會(huì)增加損耗。

(2)與電纜通信相比，微波接力信道能通過有線線路難于跨越或不易架設(shè)的地區(qū)(如高山或深水)，故有較大的靈活性，抗災(zāi)能力也較強(qiáng)；但通信隱蔽性和保密性不如電纜通信。微波通信可傳輸電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等信息，其主要特點(diǎn)是：2.衛(wèi)星微波通信衛(wèi)星是現(xiàn)代電信的重要通信設(shè)施之一，它被置于地球赤道上空35784km處的對(duì)地靜止的軌道上，與地球保持相同的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，故稱為同步通信衛(wèi)星。實(shí)際上，它是一個(gè)懸空的微波中繼站，用于連接兩個(gè)或多個(gè)地面微波發(fā)射/接收設(shè)備(稱之為衛(wèi)星通信地球站，簡稱為地球站),如圖3.2.7所示。圖3.2.7衛(wèi)星微波中繼通信2.衛(wèi)星微波圖3.2.7衛(wèi)星微波中衛(wèi)星微波通信的主要特點(diǎn)是：

·通信覆蓋區(qū)域廣，距離遠(yuǎn)；

·從衛(wèi)星到地球站是廣播型信道，易于實(shí)現(xiàn)多址傳輸；

·通信衛(wèi)星本身和發(fā)射衛(wèi)星的火箭費(fèi)用很高，且受電源和元器件壽命等因素的限制，同步衛(wèi)星的使用壽命一般多則七八年，少則四五年；

·衛(wèi)星通信的傳輸時(shí)延大，一跳的傳播時(shí)延約為270ms，利用衛(wèi)星微波作數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，必須要考慮這一特點(diǎn)。衛(wèi)星微波通信的主要特點(diǎn)是：4.紅外線技術(shù)紅外線(I