數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

1、章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-1二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第2章 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信本章學(xué)習(xí)要求：1.了解數(shù)據(jù)通信的概念2.認(rèn)識模擬傳輸與數(shù)字傳輸技術(shù)3.掌握數(shù)據(jù)傳輸類型4.掌握數(shù)據(jù)交換技術(shù)5.掌握多路復(fù)用技術(shù)6.了解差錯控制方法章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-2二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 1 1、通信技術(shù)的發(fā)展及概念、通信技術(shù)的發(fā)展及概念 古時候的通信近現(xiàn)代時期的通信章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-3二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)附：20世紀(jì)10項重大通信信息技術(shù) 1. 1838年 莫爾斯發(fā)明有線電報，開始了電通信階段。其重要性在于提出了一個新的完整的通信方法，

2、即包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備與數(shù)據(jù)編碼的完整的方法。2. 1895年 無線電報，馬可尼利用無線電波技術(shù)試驗成功無線電報機(jī)。 3. 1918年 載波通信，改變了一對線傳送一路電話的局面，能夠在同一物理介質(zhì)上傳送多個音頻電話信號。4. 電視20年代電視的發(fā)明深刻地改變了人們的生活，它加大了信息傳播速度和信息量，使世界開始變小。 5. 電子計算機(jī)1946年2月10日，世界上第一臺電子計算機(jī)ENIAC 正式宣告誕生。計算機(jī)被認(rèn)為是本世紀(jì)最重要的發(fā)明。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-4二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)6.集成電路微電子技術(shù)的突破性發(fā)展，使人類的信息傳輸能力、信息處理能力有了空前的提高。7.光纖通信

3、光纖通信的出現(xiàn)，使通信線路資源變得極大豐富，并尋求到一種真正能夠承擔(dān)起未來信息化基礎(chǔ)設(shè)施傳輸平臺的物理介質(zhì)。 8.衛(wèi)星通信1960年8月，美國發(fā)射“回聲一號”衛(wèi)星，這是人類使用人造天體實(shí)現(xiàn)通信所邁出的第一步。衛(wèi)星通信將人類帶入了太空通信時代。 9.蜂窩移動通信70年代，美國貝爾實(shí)驗室研制成功了先進(jìn)移動電話系統(tǒng)AMPS并于1979年在芝加哥試運(yùn)行，這是世界第一個蜂窩模擬移動通信系統(tǒng)。 10.因特網(wǎng)1969年，美國國防部出資興辦一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ARPANET，它是因特網(wǎng)的前身。因特網(wǎng)的出現(xiàn)把人類社會推入了信息時代，把地球變成了一個沒有距離的村落。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-5二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

4、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)通信的概念： 廣義上講，用任何方法，通過任何媒介將信息從一個地方發(fā)送到另一個地方，就是通信。 當(dāng)今，普遍采用電信號來進(jìn)行信息的傳遞，數(shù)據(jù)通信是指建立在特定通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，利用各種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在長距離的通信終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-6二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成和基本原理 數(shù)據(jù)終端設(shè)備-DTE數(shù)據(jù)通信設(shè)備-DCE章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-7二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 將計算機(jī)或終端與數(shù)據(jù)傳輸線路連接起來，達(dá)到傳輸、收集、分配和處理數(shù)據(jù)目的的系統(tǒng)稱其為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)通信主要是針對計算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和信

5、息處理，其中包含了通信和信息處理兩方面的含義。通常點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)包括信源，信道和信宿三個部分。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-8二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語 l信息l數(shù)據(jù) l信號 l通信信道 l數(shù)據(jù)傳輸 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-9二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信息、數(shù)據(jù)、信號 通信的目的是交換信息， 信息的載體可以是數(shù)字、文字、語音、圖形或圖像，計算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、語音、圖形或圖像的組合 為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語音、圖形或圖像用二進(jìn)制數(shù)據(jù)來表示 -數(shù)據(jù) 為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)字編碼的方式表示信號 數(shù)據(jù)通信

6、是指在不同計算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的模擬或數(shù)字信號的過程章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-10二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)p 數(shù)據(jù)被定義為有意義的實(shí)體，而信息是指數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。對于數(shù)據(jù)通信來說被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱之為“數(shù)據(jù)”（DATA），數(shù)據(jù)是信息的載體，數(shù)據(jù)涉及對事物的表示形式，信息涉及對數(shù)據(jù)的所表示的內(nèi)容。 數(shù)據(jù)通常分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種形式。模擬數(shù)據(jù)是指在某個區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生的連續(xù)的數(shù)值。而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是指產(chǎn)生的離散的數(shù)值。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-11二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信號 p信號是數(shù)據(jù)的表示形式，或稱為數(shù)據(jù)的電子編碼、電磁編碼，它

7、使數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸。信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種基本形式。p模擬信號(analog signal)是指在一定數(shù)值范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號，是一種連續(xù)變化的電信號。見圖(a)p數(shù)字信號(digital signal)是一種離散的脈沖序列。見圖(b)章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-12二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)通信信道 p 通信信道是指電信號沿發(fā)送器到接收器的通路，它包括傳輸介質(zhì)及其有關(guān)的中間通信設(shè)備。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、光纖、電話線以及衛(wèi)星通信等。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-13二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸 p 數(shù)據(jù)傳輸是指電信號把數(shù)據(jù)從發(fā)

8、送端傳送到接收端的過程。計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸隨著傳輸距離的增加，傳輸?shù)臏?zhǔn)確性會受到很大的影響，數(shù)據(jù)通信所關(guān)注的正是獨(dú)立于端點(diǎn)的計算機(jī)或其他數(shù)據(jù)信號源之外的數(shù)據(jù)傳輸過程章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-14二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo) 在數(shù)據(jù)通信中有很多技術(shù)指標(biāo)，下面將對這些指標(biāo)進(jìn)行簡單的介紹。l傳輸速率l信道帶寬 l出錯率 l數(shù)據(jù)延遲 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-15二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)傳輸速率（碼元速率（RB）數(shù)據(jù)速率（Rb）報文速率（Rm）數(shù)據(jù)速率 數(shù)據(jù)速率是指傳送的信息量每秒，單位為bit/s，記為bps（bit per second）。由于二進(jìn)制

9、信號每個碼元含1個bit信息，故碼元速率和數(shù)據(jù)速率在數(shù)值上是相等的。但對于M進(jìn)制信號，數(shù)據(jù)速率大于碼元速率，章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-16二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信道帶寬 信道帶寬是指信道中傳輸?shù)男盘栐诓皇д娴那闆r下所占據(jù)的頻率范圍，通常也被稱為信道的通頻帶，它是由信道的物理特性所決定的。如：電話頻率范圍300Hz-3400Hz 帶寬越大，信道容量越大。要提高信號的傳輸率，信道就要有足夠的帶寬，目前人們也常用信道帶寬來表示信道容量。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-17二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)出錯率 出錯率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或信道傳輸可靠性的一個指標(biāo)。它一般指傳輸中出現(xiàn)錯誤碼元

10、（或bit）的個數(shù)占傳輸總碼元（或bit）數(shù)的比例，即誤碼率。但有時也指傳輸中錯誤的字符數(shù)、信息組數(shù)，它們的表示公式如下：1）誤碼率（Pe） Pe=接收中錯誤的碼元數(shù)/傳輸?shù)目偞a元數(shù)2）誤bit率（Pb） 3）誤字符率（Pw）4）誤組率（PB）章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-18二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)延遲 對信道而言，延遲用來表示網(wǎng)絡(luò)中相距最遠(yuǎn)的兩個站點(diǎn)之間的傳播時間。對于網(wǎng)絡(luò)上的某一站點(diǎn)來講，延遲表示從接收信息到將該信息再轉(zhuǎn)發(fā)出去的時間。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-19二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.2 模擬傳輸與數(shù)字傳輸 數(shù)據(jù)是一組有意義的實(shí)體，信號則是對數(shù)據(jù)的電磁或電子

11、編碼，信號可用于表示任何信息。 在數(shù)據(jù)通信中，各種數(shù)據(jù)在計算機(jī)中存儲和處理都必須被轉(zhuǎn)換為0或1表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這些0或1表示的二進(jìn)制數(shù)據(jù)串必須被轉(zhuǎn)換成通信信號才能在通信線路中進(jìn)行傳輸，也就是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)串轉(zhuǎn)換成模擬信號或者其他信號，這種對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換的方法就是數(shù)據(jù)編碼技術(shù)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-20二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與編碼p 在通信系統(tǒng)中，模擬信號在時間和振幅上都是連續(xù)的，它雖然直觀、易于實(shí)現(xiàn)，但是存在保密性差、抗干擾能力弱等缺點(diǎn)。p 數(shù)字信號的振幅取值為離散的，信號振幅的數(shù)值被限制在有限的離散數(shù)值內(nèi)，數(shù)字信號的保密性較高，而且抗干擾能力強(qiáng)；但其存在占用頻

12、帶較寬、處理技術(shù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-21二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼類型 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-22二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬信道傳輸數(shù)字信號的簡化模型 1、模擬傳輸章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-23二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 在數(shù)據(jù)發(fā)送端，信源發(fā)送的是基帶信號，即沒有經(jīng)過轉(zhuǎn)換的原始信號，只有通過調(diào)制解調(diào)器將基帶信號轉(zhuǎn)換為適合模擬信道傳輸?shù)念l帶信號后才能夠在模擬信道中傳輸；而在數(shù)據(jù)的接收端，需要通過調(diào)制解調(diào)器將接收到的頻帶信號轉(zhuǎn)換為基帶信號后，接收方才能夠順利地讀取和接收發(fā)送端發(fā)送的信號。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-24二二 數(shù)據(jù)通

13、信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的模擬信號編碼p 模擬信號的發(fā)送基礎(chǔ)是一種稱為載波信號的連續(xù)的頻率恒定的信號，通常會采用載波的3種特性之一對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼：振幅、頻率、相位。幅移鍵控法（ASK，Amplitude-shift Keying）通過正弦載波信號的振幅變換來進(jìn)行編碼的，振幅是關(guān)于基帶數(shù)字信號的變量，每種振幅代表了數(shù)字信號元。頻移鍵控法（FSK，F(xiàn)requency-shift Keying）通過正弦載波信號的頻率的變換來進(jìn)行編碼的相移鍵控法（PSK，Phase-shift Keying）通過正弦載波信號的相位變換來進(jìn)行編碼的章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-25二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)章：

14、章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-26二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、數(shù)字傳輸1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字傳輸 數(shù)字信號可以直接采用基帶傳輸，所謂基帶就是指基本頻帶。基帶傳輸就是在線路中直接傳送數(shù)字信號的電脈沖，這是一種最簡單的傳輸方式。 基帶傳輸時，需要解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號表示以及收發(fā)兩端之間的信號同步問題。對于傳輸數(shù)字信號來說，使用高、低電平的方式來表示1、0這兩個二進(jìn)制數(shù)字是將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號最簡單的辦法。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-27二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)p 常用的數(shù)字信號編碼方式有多種。 不歸零編碼曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-28二二 數(shù)據(jù)通

15、信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信號編碼方式 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-29二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸-脈沖編碼調(diào)制（PCM）編碼 通常情況下，使用脈沖編碼調(diào)制（PCM，Pulse Code Modulation）能夠?qū)⒛M信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。PCM將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程分為采樣、量化和編碼3個步驟。采樣-要保證不失真地還原出初始的模擬信號，采樣頻率不能低于模擬信號自身最高頻率（fm）的2倍。這就意味著需要按照采樣時間周期T（T1/(2fm)）的時間間隔測量模擬信號的幅度值。量化 -量化是將采樣幅度值賦予一個整數(shù)值。在這里使用數(shù)字2的倍數(shù)來對其進(jìn)行量化。編碼 -編碼是

16、將量化后的結(jié)果轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制代碼。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-30二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-31二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3 數(shù)據(jù)傳輸類型 數(shù)據(jù)的傳輸類型，可以按照不同的分類方法進(jìn)行劃分，下面將介紹幾種常用的數(shù)據(jù)傳輸類型。1）按傳輸信號的類型分：基帶傳輸、頻帶傳輸 與寬帶傳輸2）按數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞椒郑翰⑿袀鬏敽痛袀鬏?）按數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚍郑簡喂ねㄐ?、半雙工通信和全雙工通信 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-32二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)p 所謂基帶，是一個原始信號所占有的基本頻帶，若信號具有基本頻帶時，稱為基帶信號。通常情況下，沒有經(jīng)過調(diào)制的原

17、始信號都是基帶信號，可以是模擬的或者是數(shù)字的信號。基帶傳輸是一種最簡單的傳輸方式，它將基帶信號直接送到信道上進(jìn)行傳輸?；鶐盘査加蓄l帶很寬，基帶傳輸時需要獨(dú)占信道的帶寬，傳輸易于衰減，傳輸距離受到限制。1、基帶傳輸、頻帶傳輸與寬帶傳輸章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-33二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)p 頻帶傳輸-將基帶信號調(diào)制后形成的模擬信號稱為頻帶信號，將頻帶信號通過信道進(jìn)行傳輸則稱為頻帶傳輸。頻帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是傳輸距離長，缺點(diǎn)是信道容量有限。p 寬帶傳輸-多路的基帶信號、音頻信號和視頻信號通過調(diào)制后，可以利用一條電纜的不同頻段來傳輸，其中各條信號互相不會干擾，這種傳輸方式稱為寬帶傳輸。寬帶

18、傳輸一般指傳輸介質(zhì)的頻帶寬度為300MHz400MHz。寬帶傳輸提高了傳輸介質(zhì)的利用率。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-34二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、并行傳輸和串行傳輸 從傳輸數(shù)據(jù)的方式來看，可將數(shù)據(jù)傳輸分為串行傳輸和并行傳輸兩類。l串行傳輸l并行傳輸 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-35二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)串行傳輸1. 在串行傳輸中，在發(fā)送端和接收端利用一條通信信道，發(fā)送端按照字符所包含的比特順序逐位傳送。在傳輸?shù)倪^程中，需要在收發(fā)雙方的接口上加上并/串轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于串行傳輸方式費(fèi)用低、實(shí)現(xiàn)方便，因此這種方式在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中被廣泛使用。 串行傳輸方式章：章：節(jié)：節(jié)：Slide

19、：2-36二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)并行傳輸 p 在并行傳輸中，發(fā)送端和接收端提供了多條通信信道，發(fā)送端按照字符順序逐個傳送，每位能發(fā)送多個比特，每個比特通過一條信道。并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，缺點(diǎn)是系統(tǒng)成本高，因此它多用于近距離傳輸數(shù)據(jù)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-37二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、單工通信、半雙工通信和全雙工通信 按照通信雙方數(shù)據(jù)通信時數(shù)據(jù)在信道中的傳輸方向，數(shù)據(jù)傳輸分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信3種方式。l單工通信l半雙工通信 l全雙工通信 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-38二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)單工通信、半雙工通信和全雙工通信示意圖 章：章

20、：節(jié)：節(jié)：Slide：2-39二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)三種通信方式 單工通信是指數(shù)據(jù)通過一條信道，只能向一個方向傳送，數(shù)據(jù)只能從A站到B站。在數(shù)據(jù)的發(fā)送端只有發(fā)送裝置，接收端只有接收裝置，而不需要同時具有發(fā)送和接收裝置。 半雙工通信是指數(shù)據(jù)在一條通信信道中，可實(shí)現(xiàn)兩方向上傳送，但在某個時刻只能單向傳送。通信雙方都可以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送或接收。在半雙工通信時，當(dāng)一方發(fā)送時，另一方只能接收。通信雙方都需要備有發(fā)送裝置和接收裝置，通過開關(guān)來進(jìn)行切換，交替發(fā)送或接收。 全雙工通信是指通信雙方能夠同時發(fā)送或接收信息。要實(shí)現(xiàn)全雙工通信，需要通信雙方都具備發(fā)送裝置和接收裝置，并且需要兩條信

21、道。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-40二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù) 在數(shù)據(jù)通信的過程中，需要迫切地解決數(shù)據(jù)同步的問題，這是保證數(shù)據(jù)信號正確發(fā)送和接收的一個重要前提。無論是并行傳輸還是串行傳輸，都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步操作。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，并行傳輸是通過增加控制信號線來保證數(shù)據(jù)的同步；串行傳輸是通過嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證數(shù)據(jù)的同步。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-41二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù)串行數(shù)據(jù)通信是由若干個比特位組合成字符，再由多個字符組合成報文。實(shí)際傳輸時，以比特流的形式按位傳輸。這里，同步保證了接收端接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)一致，即正確區(qū)分?jǐn)?shù)

22、據(jù)位、數(shù)據(jù)字節(jié)和報文。為此，同步操作必須解決位同步、字符同步和塊同步3個問題。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-42二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù)位同步：接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時間和時鐘頻率，來校正自己的時間基準(zhǔn)與時鐘頻率，以確保區(qū)分信號中的每個比特。字符同步：保證收發(fā)雙方能夠正確傳輸字符的過程稱為字符同步，它能夠正確區(qū)分信號中的每個字符。塊同步：保證收發(fā)雙方能夠正確傳輸數(shù)據(jù)塊的過程稱為塊同步，它正確區(qū)分信號塊（報文）。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-43二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的同步技術(shù)異步傳輸 同步傳輸 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-44二二 數(shù)據(jù)通

23、信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步傳輸1、以字符為單位獨(dú)立傳輸是異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。在數(shù)據(jù)進(jìn)行異步傳輸時，在每個字符的前后需要添加起始位和終止位，以此表示一個字符的開始和結(jié)束。在起始位和終止位之間是58位的字符數(shù)據(jù)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-45二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、在異步傳輸中，收發(fā)雙方通過事先約定的一個傳輸速率來實(shí)現(xiàn)位同步；通過起始位和終止位實(shí)現(xiàn)字符同步；使用傳送的特殊控制字符實(shí)現(xiàn)塊（幀）同步。3、異步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)如下：實(shí)現(xiàn)簡單：每個字符的起始時刻任意，字符與字符間的時間間隔也是任意的，傳送的數(shù)據(jù)中不需要包含時鐘信號。傳輸效率較低：每個字符都要加上起始位和終止位，因此造成了傳輸效率較低。傳

24、輸速率低：收發(fā)雙方的傳輸速率總會有差異，常用于低速的終端操作。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-46二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)同步傳輸 1. 在數(shù)據(jù)同步傳輸中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀同步的方法是通過在數(shù)據(jù)塊前后加上幀頭和幀尾標(biāo)記，接收端根據(jù)這個標(biāo)記來正確判定數(shù)據(jù)塊（幀）的開始和結(jié)束位置。2. 同步傳輸有兩種方式，一種是面向字符的同步傳輸，另一種是面向比特的同步傳輸，下面將對面向比特的同步傳輸進(jìn)行講解。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-47二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)在面向比特的同步傳輸中，數(shù)據(jù)塊是以比特流來處理的。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是比特位構(gòu)成的數(shù)據(jù)塊（幀），其前后加上標(biāo)志序列FLAG，以此來標(biāo)識數(shù)據(jù)塊的開始與

25、結(jié)束。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-48二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸采用了以數(shù)據(jù)交換的方式，從交換技術(shù)的發(fā)展過程來看，數(shù)據(jù)交換技術(shù)主要經(jīng)歷了電路交換、報文交換、分組交換的發(fā)展過程。下面將詳細(xì)介紹這3種數(shù)據(jù)交換技術(shù)。1、電路交換技術(shù)2、報文交換技術(shù) 3、分組交換技術(shù) 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-49二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1、電路交換技術(shù)p電路交換技術(shù)是指在發(fā)送端和接收端之間建立起一條實(shí)際的專用線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且在整個數(shù)據(jù)傳輸期間，該專用線路一直為收發(fā)兩端占用，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束才被釋放。p電路交換技術(shù)包含3個主要的通信階段。線路建立階

26、段-建立端對端的線路。數(shù)據(jù)傳輸階段 -數(shù)據(jù)在建立的線路上進(jìn)行傳輸。線路拆除階段 -當(dāng)數(shù)據(jù)通信完后，通信雙方應(yīng)該釋放建立起的通信線路。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-50二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)電路交換特點(diǎn) 在電路交換技術(shù)中，其優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的傳輸延時很小，數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時性好，交換設(shè)備成本較低等；而其缺點(diǎn)在于通信網(wǎng)絡(luò)利用率低，費(fèi)用較高，不具備存儲數(shù)據(jù)的能力和差錯控制能力，無法檢測和糾正傳輸過程中的數(shù)據(jù)差錯。 電路交換比較適于信息量大、長報文的固定用戶間的通信。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-51二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、報文交換技術(shù) p報文交換技術(shù)是發(fā)送方與接收方事先不需要建立連接，而

27、是先將數(shù)據(jù)組裝成報文，發(fā)送到本地交換機(jī)，等到連接該交換機(jī)的中繼線路空閑時，再根據(jù)確定的路由將報文轉(zhuǎn)發(fā)到目的交換機(jī)。由于每份報文的頭部都含有完整的目的地址，所以每條路徑不是固定分配給某一用戶的，而是由多個用戶進(jìn)行統(tǒng)計復(fù)用的。數(shù)據(jù)報文以“存儲-轉(zhuǎn)發(fā)”的方式在通信網(wǎng)內(nèi)傳輸。p報文交換技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：傳輸效率高：報文交換可以同時將數(shù)據(jù)報文發(fā)送給多個目的地址，傳輸效率高。靈活性高：數(shù)據(jù)報文的發(fā)送可隨時進(jìn)行，只要用戶有發(fā)送數(shù)據(jù)的需要，就能夠立即將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信網(wǎng)絡(luò)中。傳輸延遲較大章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-52二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-53二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

28、通信基礎(chǔ)3、分組交換技術(shù) p分組交換技術(shù)，又稱為包交換技術(shù)。在分組交換技術(shù)中，分組是交換的基本數(shù)據(jù)單元，它分組是將報文分成若干個片段，每個片段封裝上目的地址、源地址及相關(guān)控制信息而構(gòu)成。同報文交換方式相比，分組交換方式在各交換節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳送更為靈活，交換節(jié)點(diǎn)不必等待整個報文的所有分組全部到齊，而是一個分組、一個分組地轉(zhuǎn)發(fā)。這樣可以大大降低節(jié)點(diǎn)所需的存儲容量，也縮短了網(wǎng)路時延。另外，較短的分組比報文大大減少了差錯的產(chǎn)生，提高了傳輸?shù)目煽啃?。p分組交換可采用數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換兩種傳輸方式。數(shù)據(jù)報分組交換虛電路分組交換 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-54二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基

29、礎(chǔ)虛電路分組交換 p虛電路分組交換方式是面向連接的服務(wù)提供方式，在數(shù)據(jù)發(fā)送之前要建立一條邏輯連接，連接建立后，分組數(shù)據(jù)將在這條邏輯連接上傳輸。虛電路技術(shù)建立的是邏輯信道，而并不是電路交換中具有一條專用的獨(dú)占物理信道。p通過數(shù)據(jù)報分組交換和虛電路分組交換兩種傳輸方式，分組交換提供了更靈活和有效的服務(wù)，可以根據(jù)數(shù)據(jù)通信的要求提供不同的服務(wù)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-55二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.5 多路復(fù)用技術(shù) 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳輸媒體的帶寬或容量是有限的，為了有效地利用通信線路，往往希望一個信道可以同時傳輸多路信號，這就是所謂的多路復(fù)用技術(shù)(MultIPlexin

30、g)。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-56二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)幾種常用的多路復(fù)用技術(shù)1）頻分復(fù)用技術(shù)FDM 2）時分復(fù)用技術(shù)TDM 3）碼分復(fù)用技術(shù)CDMA 4) 波分多路復(fù)用WDM章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-57二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1、頻分復(fù)用技術(shù)FDM （Frequency Division Multiplexing）在物理信道的可用帶寬超過單個信號所需帶寬的情況下，可將物理信道的帶寬分割成若干個與單個信號帶寬相同(或略寬)的子信道，每個子信道傳輸一路信號，這就是頻分多路復(fù)用。多路不同的信號在傳輸前，先要通過頻譜搬移技術(shù)將各路信號的帶寬搬移到物理信道頻譜的不同段上，

31、即使不同信號的帶寬不相互重疊，這可以通過采用不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制來實(shí)現(xiàn)。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-58二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)頻分復(fù)用技術(shù)中復(fù)合信號也稱為寬帶信號。被復(fù)合的各路信號必須是模擬信號。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-59二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、時分復(fù)用技術(shù)TDM （ Time Division Multiplexing）若媒介能達(dá)到的傳輸速率超過所傳數(shù)據(jù)的傳輸速率，則可采用時分多路復(fù)用TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用。每一時間片由復(fù)用的一個信號占用，而不像FDM那樣，同一時間同時發(fā)送多路信號。這樣，利用每個信號在時

32、間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號。這種交叉可以是位一級的，也可以是由字節(jié)組成的塊或更大的信息組進(jìn)行交叉。 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-60二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)時分多路復(fù)用過程（用于數(shù)字信號，同步時分與異步時分）章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-61二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、碼分復(fù)用技術(shù)CDMA 碼分復(fù)用技術(shù)（CDMA，Code Division Multiplexing Access）是靠不同的編碼來區(qū)分各路原始信號的一種復(fù)用方式，主要和各種多址技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了各種接入技術(shù)，包括無線和有線接入。例如在多址蜂窩系統(tǒng)中是以信道來區(qū)分通信對象的，一個信道只容納1個

33、用戶進(jìn)行通話，許多同時通話的用戶，互相以信道來區(qū)分，這就是多址。碼分復(fù)用技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，它主要用于無線計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù)。移動通信環(huán)境屬于多址接入技術(shù)： 電信CDMA2000 移動TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access時分同步碼分多址 ）聯(lián)通WCDMA （Wideband Code Division Multiple Access 寬帶碼分多址） 章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-62二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)4、波分多路復(fù)用WDM 波分多路復(fù)用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）是將光纖信道按波長劃分成多個波段，每一路光信號占用一個波段，利用衍射光柵實(shí)現(xiàn)不同頻率光波的合成與分解，從而實(shí)現(xiàn)多路信號共享一條光纖。波分多路復(fù)用主要在光纖網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用。章：章：節(jié)：節(jié)：Slide：2-63二二 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6 差錯控制1、差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型：-傳輸差錯是通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。差錯控制是檢查