通信技術(shù)基礎(chǔ)-第一章-通信技術(shù)概論

1、第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社通信技術(shù)基礎(chǔ)主編：于寶明 王鈞銘主審：宮錦文新世紀(jì)高職高專通信類課程規(guī)劃教材新世紀(jì)高職高專通信類課程規(guī)劃教材國家級精品課件配套教材國家級精品課件配套教材大連理工大學(xué)出版社第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.課程性質(zhì)：課程性質(zhì)： 通信技術(shù)基礎(chǔ)課程是電子與信息專業(yè)的專業(yè)限選課，根據(jù)電子信息技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)本課程的主要任務(wù)是：（1） 理解通信的基本原理；建立完整的通信系統(tǒng)的概念；理解無線電發(fā)送與接收設(shè)備的基本組成及其工作原理，能畫出基本通信設(shè)備的組成框圖并能敘述各組成部分的作用；（2）了解常見通信網(wǎng)絡(luò)的組成方案及工作特點(diǎn)，了解數(shù)字與模擬信號的一般處理方法

2、，了解衛(wèi)星通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)及交換系統(tǒng)的工作原理；（3）能進(jìn)行通信設(shè)備性能指標(biāo)的檢測。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社2.教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 通信技術(shù)基礎(chǔ)將以通信系統(tǒng)為背景，主要講述通信系統(tǒng)和通信技術(shù)的基本原理。內(nèi)容包括：通信技術(shù)概論、編碼與解碼、數(shù)字信號的基帶傳輸和頻帶傳輸、數(shù)字通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議等知識。 重點(diǎn)以數(shù)字通信為主，以上內(nèi)容作為信息類學(xué)生必須掌握的知識，以作為進(jìn)一步深入該領(lǐng)域?qū)W生的先修知識。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社3.教學(xué)要求教學(xué)要求 掌握通信系統(tǒng)的組成和信號的定義； 理解數(shù)字基帶信號的概念；理解信號在信道中傳輸?shù)奶匦?；理解?shù)字信號的基帶傳輸方

3、式；了解通用異步收發(fā)器；了解RS-232標(biāo)準(zhǔn)； 掌握模擬信號的數(shù)字化過程，能對模擬信號進(jìn)行數(shù)字化編碼；理解差錯(cuò)控制編碼的概念，了解常見的差錯(cuò)控制編碼方式。理解時(shí)分多路復(fù)用的概念，了解30/32路PCM通信系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)； 掌握2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的調(diào)制信號的波形、調(diào)制與解調(diào)的實(shí)現(xiàn)、頻帶寬度；第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 理解雙絞線的數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?；理解無線電通信系統(tǒng)的組成，掌握無線電發(fā)送和接收設(shè)備的組成和各部分的功能；理解衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成；理解光纖通信系統(tǒng)、光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)的組成；了解光纖的構(gòu)成及分類、光纜及其連接；了解波分復(fù)用技術(shù)； 了解ISO/OSI模型；理

4、解計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)兜 結(jié)構(gòu)和信息傳輸方式，了解LAN標(biāo)準(zhǔn)及接入方式）理解分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的構(gòu)成和工作原理；了解分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的特點(diǎn)；了解X.25標(biāo)準(zhǔn)；理解幀的概念和格式，掌握幀中繼的工作原理，理解差錯(cuò)控制過程和流量和控制過程； 通過實(shí)驗(yàn)了解實(shí)際通信系統(tǒng)及其中的波形、編碼過程等，加深對理論知識的理解； 通過專題競賽及研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練學(xué)生的資料搜集整理能力，拓展其知識面，提高其學(xué)以致用的能力。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社4. 考核方式考核方式 本課分配課時(shí)72學(xué)時(shí)，考核方式是理論課考試成績、課程論文與平時(shí)成績并重的方式，最后的總評為：平時(shí)成績0.3課程論文系數(shù)0.1期末0.6 組成。第1章 通信

5、技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.1 信號信號通信（通信（CommunicationCommunication）就是信息（）就是信息（InformationInformation）的傳輸）的傳輸（TransmissionTransmission）與交換（）與交換（ExchangeExchange）。）。語言、文字、圖象等稱為消息（語言、文字、圖象等稱為消息（MessageMessage）。）。消息中所包含的對接受者有意義的內(nèi)容稱為信息。消息中所包含的對接受者有意義的內(nèi)容稱為信息。 信息是一個(gè)抽象的概念，它能否被量化（Quantization）并且如何量化呢？讓我們看看下面的例子，比如，“明天太陽從

6、東邊出來”絕對沒有“明天太陽從西邊出來”對信息的受者更有吸引力；同樣，當(dāng)你聽說“有人被狗咬了”并不會(huì)感到驚奇，但若有人告訴你“一條狗被人咬了”你一定非常吃驚。這說明信息有量值可言，并且信息所包含的事件越不可發(fā)生，人們就越感興趣，信息量就越大。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社信息量與事件發(fā)生的概率（信息量與事件發(fā)生的概率（Probability）有關(guān)。）有關(guān)。 事件出現(xiàn)的概率越小，信息量就越大；必然事件的概率為1，則它傳遞的信息量就為0。據(jù)此，我們得到信息量與事件概率之間的關(guān)系式為式中，P表示某事件發(fā)生的概率，I為從該事件發(fā)生的信息中得到的信息量。另外，如果消息由若干個(gè)互相獨(dú)立的事件構(gòu)成，

7、則該消息所含信息量等于各獨(dú)立事件所含信息量之和。1logaIP第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 式中的對數(shù)底 a 則確定了信息量的單位。如果底取2，則信息量的單位為比特（bit），若取 e ，則信息量的單位為奈特（nit），若取10，則信息量的單位稱為十進(jìn)制單位，或叫哈特萊。 我們一般取對數(shù)底為我們一般取對數(shù)底為2，信息量的單位為比特。，信息量的單位為比特。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.1.2 通信系統(tǒng)（通信系統(tǒng)（System）通信系統(tǒng)的組成通信系統(tǒng)的組成 定義：用于進(jìn)行通信的設(shè)備硬件（定義：用于進(jìn)行通信的設(shè)備硬件（Hardware）、軟件（）、軟件（Software）和）和

8、傳輸介質(zhì)（傳輸介質(zhì)（Medium）的集合叫做通信系統(tǒng)。）的集合叫做通信系統(tǒng)。 需要強(qiáng)調(diào)的是，過去對通信系統(tǒng)的定義沒有軟件部分，但隨著計(jì)算機(jī)進(jìn)入通信系統(tǒng)，通信軟件就成為組成通信系統(tǒng)的基本要素，因此我們在定義中加入軟件這一模塊。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 信源 發(fā)送設(shè)備 信道 接收設(shè)備 信宿 干擾 基本通信系統(tǒng)組成第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 從硬件上看，通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：從硬件上看，通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成： 信源（Source of Information） 信宿（User of Information） 傳輸介質(zhì)（信道 ）（Channel） 收信設(shè)備（R

9、eceiver） 發(fā)信設(shè)備（Transmitter） 其中信源、信宿統(tǒng)稱為終端設(shè)備（Terminal Equipment），收信、發(fā)信設(shè)備統(tǒng)稱為通信設(shè)備（Communication Equipment）。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社發(fā)射設(shè)備接收設(shè)備(a) 有線長途電話系統(tǒng)示意圖(b) 廣播通信系統(tǒng)示意圖載波機(jī)載波機(jī)導(dǎo)線話筒揚(yáng)聲器實(shí)際系統(tǒng)舉例第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社系統(tǒng)中各部分的功能如下：系統(tǒng)中各部分的功能如下： 信源：作用是將原始信號轉(zhuǎn)換成電信號即基帶信號。常見的信源有話筒、攝像機(jī)等；發(fā)送與接收設(shè)備：對信號進(jìn)行相應(yīng)的處理又稱為通信設(shè)備；傳輸介質(zhì)（信道）：雙絞線、同軸電纜

10、、光導(dǎo)纖維、無線信道等；信宿：與信源相對應(yīng)對傳輸過來的電信號進(jìn)行還原。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 發(fā)送設(shè)備與信源、接收設(shè)備與信宿往往合二為一稱為終端設(shè)備（Terminal Equipment），在雙向通信時(shí)終端設(shè)備中既有信源又有信宿，通信設(shè)備中既有發(fā)送設(shè)備又有接收設(shè)備； 雙向的傳輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信號在兩個(gè)終端設(shè)備之間的互連，因此也被稱為通信鏈路（Link）。 通信鏈路 信 道 通信設(shè)備A 終端設(shè)備B 終端設(shè)備A 通信設(shè)備B 干擾 雙向通信系統(tǒng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社終端（終端（Terminals）舉例）舉例第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社數(shù)字通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成數(shù)字

11、通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成信道信道收收信信者者噪聲源噪聲源信信息息源源信信源源譯譯碼碼差差錯(cuò)錯(cuò)控控制制譯譯碼碼信信道道譯譯碼碼解解調(diào)調(diào)器器信信源源編編碼碼差差錯(cuò)錯(cuò)控控制制編編碼碼調(diào)調(diào)制制器器信信道道編編碼碼第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.1.3通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)是指由一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)是指由一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)(包括終端設(shè)備和交換設(shè)備包括終端設(shè)備和交換設(shè)備)和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)和連接節(jié)點(diǎn)的傳輸鏈路相互有機(jī)地組合在一起，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)規(guī)定點(diǎn)之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系?；蚨鄠€(gè)規(guī)定點(diǎn)之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。通信網(wǎng)由傳輸、交換、終端三大部分組成。通信網(wǎng)由傳輸、交換、終端

12、三大部分組成。 傳輸部分傳輸部分: : 為網(wǎng)絡(luò)的鏈路（為網(wǎng)絡(luò)的鏈路（LinkLink），）， 交換部分交換部分: : 為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)（為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)（NodeNode），）， 終端（終端（TerminalTerminal）: : 是信息的發(fā)送者和接收者是信息的發(fā)送者和接收者第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 所謂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指通信網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)設(shè)備（包括計(jì)算機(jī)所謂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指通信網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)設(shè)備（包括計(jì)算機(jī)及有關(guān)通信設(shè)備等）與通信鏈路相互連接而構(gòu)成的不同物及有關(guān)通信設(shè)備等）與通信鏈路相互連接而構(gòu)成的不同物理幾何結(jié)構(gòu)。理幾何結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是決定通信網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的

13、關(guān)鍵因素之一。 根據(jù)各節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的連接形式，通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)常分為總線型、環(huán)型、星型、樹型、網(wǎng)狀型(或網(wǎng)孔型)和復(fù)合型6種結(jié)構(gòu)。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（1）網(wǎng)型（）網(wǎng)型（Mesh）網(wǎng)）網(wǎng)網(wǎng)型網(wǎng)有如下特點(diǎn)： 各個(gè)用戶終端之間直接以通信鏈路連接； 通信建立過程中不需要任何形式的轉(zhuǎn)接； 接續(xù)質(zhì)量高，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性好； 需要有很多的通信鏈路。線路數(shù):N=n(n-1)DTE/DCE 網(wǎng)型網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（2）星型）星型(Star)網(wǎng)網(wǎng) 星型網(wǎng)有如下特點(diǎn)： 各用戶終端都通過轉(zhuǎn)接中心進(jìn)行連接； 與網(wǎng)型網(wǎng)相比節(jié)省許多通信鏈路； 需要有轉(zhuǎn)接設(shè)備，轉(zhuǎn)接設(shè)備故障可能會(huì)造成全網(wǎng)

14、通信癱瘓； 星型網(wǎng)可以是多層次的，有時(shí)也稱為樹型結(jié)構(gòu)。 交換機(jī)交換機(jī)星型網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（3）環(huán)型）環(huán)型(Ring)網(wǎng)網(wǎng)環(huán)型網(wǎng)有如下特點(diǎn)： 環(huán)型網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為一封閉環(huán)形，傳輸線路短； 初始安裝比較容易； 故障的診斷比較準(zhǔn)確，適于用光纖系統(tǒng)； 可靠性、可擴(kuò)展性和靈活性較其它網(wǎng)絡(luò)差。DCE DCE DCE DCEDCE DTE DTE DTE DTE DTE 環(huán)型網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（4）總線型）總線型(Bus)網(wǎng)網(wǎng)總線型網(wǎng)有如下特性： 總線型網(wǎng)采用公共總線作為傳輸介質(zhì)，信號沿介質(zhì)進(jìn)行廣播式傳送； 有智能入網(wǎng)結(jié)點(diǎn)； 安裝容易，可靠性高，新增終端方便； 由

15、于采用分布式控制，不易管理，故障診斷和隔離比較困難。總線型網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（5）復(fù)合（）復(fù)合（Compound）網(wǎng)）網(wǎng)復(fù)合網(wǎng)的特點(diǎn)如下： 由兩種以上網(wǎng)絡(luò)復(fù)合; 適用于大型網(wǎng)絡(luò)。 交換機(jī)交換機(jī) 網(wǎng)型網(wǎng) 星型網(wǎng) 星型網(wǎng) 星型網(wǎng) 交換機(jī) 復(fù)合網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社（6）樹型（）樹型（Street）網(wǎng)）網(wǎng) 樹型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備采用分級結(jié)構(gòu)彼此連接而形成的一個(gè)倒樹狀結(jié)構(gòu)（又被稱為分級的集中式網(wǎng)絡(luò)），網(wǎng)絡(luò)中每一節(jié)點(diǎn)都是通過它的根節(jié)點(diǎn)（或父節(jié)點(diǎn)）與它的本級的其它節(jié)點(diǎn)或上級節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息傳輸?shù)?，與它下級節(jié)點(diǎn)的信息交換則是通過它的子節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)完成的，如圖所示

16、。因此，除了“葉子”節(jié)點(diǎn)（末端）外，樹型網(wǎng)絡(luò)中的所有根節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)都是轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)。(a) 總 線 型(b) 環(huán) 型(c) 星 型(g) 復(fù) 合 型(f) 網(wǎng) 孔 型(e) 網(wǎng) 狀 型(d) 樹 型樹型網(wǎng)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接方式通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接方式按轉(zhuǎn)接方式分：按轉(zhuǎn)接方式分： 廣播網(wǎng)絡(luò)：廣播網(wǎng)絡(luò)：一個(gè)終端設(shè)備發(fā)送的信號自動(dòng)地被所有其他終一個(gè)終端設(shè)備發(fā)送的信號自動(dòng)地被所有其他終端設(shè)備接收，典型例子是有線電視網(wǎng)端設(shè)備接收，典型例子是有線電視網(wǎng)。 交換網(wǎng)絡(luò)：交換網(wǎng)絡(luò)：信號要通過中間網(wǎng)點(diǎn)才能通信信號要通過中間網(wǎng)點(diǎn)才能

17、通信. 典型例子是公典型例子是公共交換電話網(wǎng)。共交換電話網(wǎng)。 混合終端網(wǎng)絡(luò)：混合終端網(wǎng)絡(luò)：由以上兩種類型的網(wǎng)絡(luò)混合構(gòu)成。由以上兩種類型的網(wǎng)絡(luò)混合構(gòu)成。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社信號交換信號交換 定義：定義：通信網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)用戶之間進(jìn)行通信，由網(wǎng)上的設(shè)備根據(jù)用戶要求選擇通信對象，這就是信號的交換。 分類：分類：線路交換、報(bào)文交換和分組交換。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社信號交換線路交換報(bào)文交換分組交換虛擬線路數(shù)據(jù)報(bào)程控交換人工交換信號交換分類第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社線路交換（電路交換，線路交換（電路交換，Circuit Switching ）在信息（數(shù)據(jù)）的發(fā)送

18、端和接收端之間，直接建立一條臨時(shí)通路，供通信雙方專用，其在信息（數(shù)據(jù)）的發(fā)送端和接收端之間，直接建立一條臨時(shí)通路，供通信雙方專用，其它用戶不能再占用，直到雙方通信完畢才能拆除。它用戶不能再占用，直到雙方通信完畢才能拆除。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 直接由物理鏈路連通； 沒有其它用戶干擾、沒有非傳輸時(shí)延；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 通路建立時(shí)間較長； 線路利用率不高。 注意：注意：面向連接面向連接；獨(dú)占物理鏈路獨(dú)占物理鏈路面向連接的服務(wù)包含面向連接的服務(wù)包含三個(gè)過程三個(gè)過程： 連接建立連接建立 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 連接拆除連接拆除 提供提供“可靠的服務(wù)可靠的服務(wù)”。該方式適合大數(shù)據(jù)量的信息傳輸?shù)?章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)

19、出版社(A交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)(交換機(jī)交換機(jī)BCD面向連接面向連接CO (Connection-Oriented)CO (Connection-Oriented)電話接序示意圖電話接序示意圖第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社報(bào)文交換（報(bào)文交換（Message Switching） 原理：原理：信源將欲傳輸?shù)男畔⒔M成一個(gè)數(shù)據(jù)包，我們稱作報(bào)文。該報(bào)文上寫有信宿的地址。這樣的數(shù)據(jù)包送上網(wǎng)絡(luò)后，每個(gè)接收到的節(jié)點(diǎn)都先將它存在該節(jié)點(diǎn)處，然后按信宿的地址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體傳輸情況，尋找合適的通路將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過這樣的多次存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，直至信宿，完成一次數(shù)據(jù)傳輸，這種節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的方式稱為報(bào)

20、文交換。在報(bào)文交換中，報(bào)文沿一條路徑從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，整條報(bào)文在每在報(bào)文交換中，報(bào)文沿一條路徑從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，整條報(bào)文在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)被接收、存儲(chǔ)，然后發(fā)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果其中的某一段鏈路沒有一個(gè)節(jié)點(diǎn)被接收、存儲(chǔ)，然后發(fā)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果其中的某一段鏈路沒有空閑，則它可以在這段鏈路的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)中空閑，則它可以在這段鏈路的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)中等待等待。 注意：注意：無連接無連接；基于；基于“存儲(chǔ)存儲(chǔ)- -轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”機(jī)制機(jī)制 報(bào)文交換不像線路交換那樣需要建立專用通道。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社報(bào)文交換報(bào)文交換1.1.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：中繼電路利用率高中繼電路利用率高； 不同速率和規(guī)

21、程的終端之間可以通信。不同速率和規(guī)程的終端之間可以通信。2.2.缺點(diǎn)：時(shí)延大；缺點(diǎn)：時(shí)延大； 占用大量的內(nèi)存和外存。占用大量的內(nèi)存和外存。3.3.應(yīng)用：短報(bào)文；實(shí)時(shí)性要求低的用戶。應(yīng)用：短報(bào)文；實(shí)時(shí)性要求低的用戶。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社分組交換（分組交換（Packet Switching） 分組交換是數(shù)據(jù)量有限的報(bào)文交換，即把一個(gè)大數(shù)據(jù)包分分組交換是數(shù)據(jù)量有限的報(bào)文交換，即把一個(gè)大數(shù)據(jù)包分成若干個(gè)小數(shù)據(jù)包（俗稱打包），每個(gè)小數(shù)據(jù)包的長度是成若干個(gè)小數(shù)據(jù)包（俗稱打包），每個(gè)小數(shù)據(jù)包的長度是固定的然后再按報(bào)文交換的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。固定的然后再按報(bào)文交換的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 在報(bào)文

22、交換中，我們對一個(gè)數(shù)據(jù)包的大小沒有限制，比如你要傳輸一篇文章，不管這篇文章有多長，它就是一個(gè)數(shù)據(jù)包，報(bào)文交換把它一次性傳送出去（可見報(bào)文交換要求每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須具有足夠大的存儲(chǔ)空間）。而在分組交換中，要限制一個(gè)數(shù)據(jù)包的大小。為區(qū)分這兩種交換方式，把小數(shù)據(jù)包（即分組交換中的數(shù)據(jù)傳輸單位）稱為分組（Packet）。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社分組交換（包交換）分組交換（包交換）分組的組成分組的組成第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)F 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F 每個(gè)塊增加帶有控制信息的首部構(gòu)成分組（包）每個(gè)塊增加帶

23、有控制信息的首部構(gòu)成分組（包）F 依次把各分組發(fā)送到接收端依次把各分組發(fā)送到接收端F 接收端剝?nèi)ナ撞浚槌鰯?shù)據(jù)部分，還原成報(bào)文接收端剝?nèi)ナ撞浚槌鰯?shù)據(jù)部分，還原成報(bào)文數(shù) 據(jù)分組報(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)首部第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中有兩種傳輸方式：數(shù)據(jù)報(bào)（數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中有兩種傳輸方式：數(shù)據(jù)報(bào)（Datagram）和虛電路（）和虛電路（Virtual Circuit）。）。數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)：該方式非常像報(bào)文交換，是一種無連接型無連接型的服務(wù)。每個(gè)分組數(shù)據(jù)包的每個(gè)分組數(shù)據(jù)包的報(bào)頭包含了分組的最終目的地及其在

24、報(bào)文中的位置。與虛擬電路的數(shù)據(jù)分組包報(bào)報(bào)頭包含了分組的最終目的地及其在報(bào)文中的位置。與虛擬電路的數(shù)據(jù)分組包報(bào)頭不同的是，它頭不同的是，它不包含路徑的信息不包含路徑的信息。當(dāng)分組數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)時(shí)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)分組數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)時(shí)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)將做出路由選擇。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)分組報(bào)頭的目的地信息，并在那一刻選擇將做出路由選擇。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)分組報(bào)頭的目的地信息，并在那一刻選擇可獲得的最佳路徑，然后將分組發(fā)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，分組被存儲(chǔ)，可獲得的最佳路徑，然后將分組發(fā)向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，分組被存儲(chǔ)，直到所有構(gòu)成報(bào)文的其它的分組都到達(dá)并重新直到所有構(gòu)成報(bào)文的其它的分組

25、都到達(dá)并重新按報(bào)頭指示的順序排列按報(bào)頭指示的順序排列起來。起來。每個(gè)分組每個(gè)分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路徑與時(shí)間完全由網(wǎng)絡(luò)的具體情況而隨機(jī)確定。因此，會(huì)出現(xiàn)信宿收到的分組順序與信源發(fā)送時(shí)的不一樣，先發(fā)的可能后到，而后發(fā)的卻有可能先到。這就要求信宿有對分組重新排序的能力，具有這種功能的設(shè)備叫分組拆裝設(shè)備(PAD，Packet Assemblyand Disassembly Device），通信雙方各有一個(gè)。數(shù)據(jù)報(bào)要求每個(gè)數(shù)據(jù)分組都包含終點(diǎn)地址信息以便于分組交換機(jī)為各個(gè)數(shù)據(jù)分組獨(dú)立尋找路徑。注意：注意： 無連接無連接；基于；基于“存儲(chǔ)存儲(chǔ)- -轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社虛電路虛電路（

26、Virtual CircuitVirtual Circuit）：）：1.1.概念：概念： 虛擬線路類似于傳統(tǒng)的線路交換。首先由源發(fā)出一個(gè)虛擬線路類似于傳統(tǒng)的線路交換。首先由源發(fā)出一個(gè)呼叫請求包呼叫請求包到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)到第一個(gè)節(jié)點(diǎn)A A，節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)A A繼續(xù)把它傳送到第二個(gè)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)把它傳送到第二個(gè)節(jié)點(diǎn)B B，最后傳到目的，最后傳到目的地。目的地將地。目的地將呼叫應(yīng)答包呼叫應(yīng)答包發(fā)送回源。發(fā)送回源。 中間仍然需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)中間仍然需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā). .2.2.注意：注意： 面向連接面向連接，但是與電路交換的區(qū)別在于它占用的是一條，但是與電路交換的區(qū)別在于它占用的是一條“邏輯鏈邏輯鏈路路”；并非獨(dú)自占用；并

27、非獨(dú)自占用 注意注意: 面向連接面向連接,存儲(chǔ)存儲(chǔ) - 轉(zhuǎn)發(fā)方式轉(zhuǎn)發(fā)方式第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的對比：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的對比： （1 1）數(shù)據(jù)報(bào)省掉了呼叫的建立和清除過程，如果只）數(shù)據(jù)報(bào)省掉了呼叫的建立和清除過程，如果只傳送少量的分組，那么采用數(shù)據(jù)報(bào)方式的傳輸效率會(huì)比較傳送少量的分組，那么采用數(shù)據(jù)報(bào)方式的傳輸效率會(huì)比較高。高。 （2 2）對于數(shù)據(jù)報(bào)方式，由于每個(gè)分組是各自獨(dú)立在）對于數(shù)據(jù)報(bào)方式，由于每個(gè)分組是各自獨(dú)立在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)?，所以分組不一定按照發(fā)送時(shí)的順序到達(dá)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)模苑纸M不一定按照發(fā)送時(shí)的順序到達(dá)網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)，因此在網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)必須對分組重新排序。而對于虛

28、絡(luò)終點(diǎn)，因此在網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)必須對分組重新排序。而對于虛電路的方式，分組按已建立的路徑順序通過網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)電路的方式，分組按已建立的路徑順序通過網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)不需要對分組重新排序。終點(diǎn)不需要對分組重新排序。 （3 3）在數(shù)據(jù)報(bào)方式下，由于每個(gè)數(shù)據(jù)分組都要獨(dú)立）在數(shù)據(jù)報(bào)方式下，由于每個(gè)數(shù)據(jù)分組都要獨(dú)立的尋找路徑，所以單個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)臅r(shí)延較大。而虛電的尋找路徑，所以單個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)臅r(shí)延較大。而虛電路一旦建立，單個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸時(shí)延則會(huì)小得多。路一旦建立，單個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸時(shí)延則會(huì)小得多。 （4 4）數(shù)據(jù)報(bào)方式對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力較強(qiáng)。）數(shù)據(jù)報(bào)方式對網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力較強(qiáng)。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出

29、版社我班接到通知，我班接到通知，“明天早上到古平崗老校區(qū)集合！明天早上到古平崗老校區(qū)集合！”電路交換：公安封鎖道路，為我班提供電路交換：公安封鎖道路，為我班提供“專線專線”，等我班通過之后才撤，等我班通過之后才撤去。去。報(bào)文交換：全班同學(xué)集體行動(dòng)，轉(zhuǎn)公交車到古平崗。報(bào)文交換：全班同學(xué)集體行動(dòng)，轉(zhuǎn)公交車到古平崗。 仙林校區(qū)仙林校區(qū)-165路路-45路路-古平崗校區(qū)古平崗校區(qū)分組交換之分組交換之“虛電路虛電路”：班長去：班長去“探路探路”，到目的地立即短信告知路線，到目的地立即短信告知路線，全班同學(xué)全班同學(xué) 依計(jì)行事。依計(jì)行事。分組交換之分組交換之“數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)”：全班同學(xué)各走各的，：全班同學(xué)各走

30、各的，“殊途同歸殊途同歸”。（學(xué)號。（學(xué)號分組序號）分組序號）第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社異步轉(zhuǎn)移模式（異步轉(zhuǎn)移模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode ） ATM交換方式屬于快速分組交換，但它不僅僅是簡化了控制，提高了速率的分組交換，同時(shí)為了滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的要求，還使用了一些電路交換中的方法。ATM改進(jìn)了電路交換的功能，使其能靈活地適配不同速率的業(yè)務(wù)；ATM改進(jìn)了分組交換功能，滿足實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的要求。所以ATM交換方式又可以看作是電路交換方式和分組交換方式的結(jié)合。 電路交換方式適用于電話業(yè)務(wù)；電路交換方式適用于電話業(yè)務(wù)； 分組交換適用于數(shù)據(jù)業(yè)分組交換適用于數(shù)據(jù)

31、業(yè)務(wù)；而務(wù)；而ATM既適用于電話業(yè)務(wù)，又適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并既適用于電話業(yè)務(wù)，又適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且還能適用于其他業(yè)務(wù)且還能適用于其他業(yè)務(wù) 。 第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.3通信系統(tǒng)的分類及通信方式通信系統(tǒng)的分類及通信方式1.3.1 通信系統(tǒng)分類1. 按通信業(yè)務(wù)分類 按傳輸內(nèi)容：可分為單媒體通信（電話、傳真等）與多媒體通信（電視、可視電話等）； 按傳輸方向：可分為單向傳輸（廣播、電視等）與交互傳輸（電話、視頻點(diǎn)播等）； 按傳輸帶寬：可分為窄帶通信（電話、電報(bào)、低速數(shù)據(jù)等）與寬帶通信（高速數(shù)據(jù)等）； 按傳輸時(shí)間：可分為實(shí)時(shí)通信（電話、電視等）與非實(shí)時(shí)通信（數(shù)據(jù)通信等）。 第1章 通信

32、技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社2. 按傳輸介質(zhì)分類 有線通信：傳輸介質(zhì)為電纜和光纜。 無線通信：借助于電磁波在自由空間的傳播來傳輸信號，根據(jù)電磁波的波長不同又可分為中長波通信、短波通信和微波通信等類型。3. 按調(diào)制方式分類 基帶傳輸：將未經(jīng)調(diào)制的信號直接在線路上傳輸，如音頻市內(nèi)電話和數(shù)字信號的基帶傳輸?shù)取?頻帶傳輸（調(diào)制傳輸）：先對信號進(jìn)行調(diào)制后再進(jìn)行傳輸。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社4. 按信道中傳輸?shù)男盘柗诸?可分為模擬通信和數(shù)字通信。5. 按收發(fā)者是否運(yùn)動(dòng)分類 可分為固定通信和移動(dòng)通信。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.3.2 通信方式通信方式 對于點(diǎn)對點(diǎn)的通信，按信息傳輸

33、的方向與時(shí)間關(guān)系，通信方式可以分為單工通信、半雙工通信和雙工通信。 單工通信：是指消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，因此只占用一個(gè)信道。例如： 廣播、遙測、遙控、無線尋呼 第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 半雙工通信：是指通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。例如使用同一載頻的對講機(jī)，收發(fā)報(bào)機(jī)以及問詢、檢索、科學(xué)計(jì)算等數(shù)據(jù)通信。 第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 全雙工通信：是指通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式。普通電話、手機(jī)都是最常見的全雙工通信方式， 計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 并行傳輸與串行傳輸并行傳輸與串行傳

34、輸 (Serial Transmission)&（Parallel Transmission）第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社并行傳輸：將代表信息的數(shù)字信號碼元序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省傳輸時(shí)間，速度快：不需要字符同步措施，適合節(jié)省傳輸時(shí)間，速度快：不需要字符同步措施，適合于近距離傳輸；于近距離傳輸；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需要需要 n n 條通信線路，成本高。條通信線路，成本高。串行傳輸：將數(shù)字信號碼元序列以串行方式一個(gè)碼元接一個(gè)碼元地在一條信道上傳輸優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用，適合長距離只需一條通信信道，節(jié)省線路鋪設(shè)費(fèi)用，適合

35、長距離傳輸；傳輸；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：速度慢，需要外加碼組或字符同步措施。速度慢，需要外加碼組或字符同步措施。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社1.4 通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) 為了衡量通信系統(tǒng)的質(zhì)量優(yōu)劣，必須使用通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)。通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)是一個(gè)時(shí)分復(fù)雜的問題，涉及到通信的有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性以及維護(hù)使用等。但從研究信息的傳輸來說，通信的有效性和可靠性是最終要的指標(biāo)。 有效性（有效性（Validity）指的是傳輸一定的信息量所消耗的信）指的是傳輸一定的信息量所消耗的信道資源數(shù)（帶寬或時(shí)間）；道資源數(shù)（帶寬或時(shí)間）； 可靠性（可靠性（Reliability）

36、指的是接收信息的準(zhǔn)確程度。這兩）指的是接收信息的準(zhǔn)確程度。這兩項(xiàng)指標(biāo)體現(xiàn)了對通信系統(tǒng)最基本的要求。項(xiàng)指標(biāo)體現(xiàn)了對通信系統(tǒng)最基本的要求。第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 當(dāng)數(shù)字信息要進(jìn)行傳輸時(shí)，必須有一對應(yīng)的信號作為信息的載體，最常見的例子是用一個(gè)一定時(shí)間長度的高電平表示代碼0（或1），用相同時(shí)間長度的低電平表示代碼1（或0）。 用來表示每一個(gè)信碼的數(shù)字信號單元稱為碼元（用來表示每一個(gè)信碼的數(shù)字信號單元稱為碼元（Symbol）。）。 一個(gè)碼元延續(xù)的時(shí)間稱為碼元長度。一個(gè)碼元延續(xù)的時(shí)間稱為碼元長度。 010011101 t U 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 信碼

37、+3 -3 +15 - 15 第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號稱為未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號稱為數(shù)字基帶信號數(shù)字基帶信號。 數(shù)字基帶信號是數(shù)字消息序列的一種電信號表示形式，它是用不同的電位或脈沖來表示相應(yīng)的數(shù)字消息的，它的主要特點(diǎn)是功率譜集中在零頻率附近。其來源主要是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、各種數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的信號以及模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換得到的信號。 010011101 t U 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 信碼 +3 -3 +15 -15 第1章 通信技術(shù)概論大連理工大學(xué)出版社 數(shù)字信號碼元有兩種狀態(tài)的數(shù)字信號稱為二進(jìn)制信號數(shù)字信號碼元有兩種狀態(tài)的數(shù)字信號稱為二進(jìn)制信號(Binary)。 一個(gè)數(shù)字信號的碼元可能有一個(gè)數(shù)字信號的碼元可能有m種狀態(tài)（比如說有種狀態(tài)（比如說有m種電種電平），則稱該信號為平），則稱該信號為m m進(jìn)制信號。進(jìn)制信號。 通常m的取值為4、8、2N，統(tǒng)稱為多進(jìn)制信號。1位m進(jìn)制的碼元可以表示1位m進(jìn)制的信碼，也可以表示N=log2m位二進(jìn)