第02章-數(shù)據(jù)通信(第5版)

1、1第第2章章 數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術(shù)數(shù)據(jù)通信與廣域網(wǎng)技術(shù)2n信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)中間的關(guān)系是什么？信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)中間的關(guān)系是什么？n數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何？通信方式有那幾種類型？數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何？通信方式有那幾種類型？n有哪些常用的傳輸介質(zhì)？其類型及主要特性是什么？有哪些常用的傳輸介質(zhì)？其類型及主要特性是什么？n數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法是什么？數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法是什么？n數(shù)據(jù)通信速率的定義是什么？帶寬是什么？數(shù)據(jù)通信速率的定義是什么？帶寬是什么？n什么是多路復(fù)用技術(shù)？其分類與各自的特點(diǎn)？什么是多路復(fù)用技術(shù)？其分類與各自的特點(diǎn)？n廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)如何交換的？其交換技術(shù)有哪些？廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)如何

2、交換的？其交換技術(shù)有哪些？n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用什么差錯(cuò)控制方法？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用什么差錯(cuò)控制方法？本章討論以下問(wèn)題：本章討論以下問(wèn)題： 3問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)中間的關(guān)信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)中間的關(guān)系是什么？系是什么？42.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 n2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)n2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式52.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)n通信的目的是交換信息，什么是信息？如何表示通信的目的是交換信息，什么是信息？如何表示信息？信息？n如何傳遞信息？如何傳遞信息？n數(shù)據(jù)如何傳遞？數(shù)據(jù)如何傳遞？n傳遞信息轉(zhuǎn)換為傳遞數(shù)據(jù)傳遞信息轉(zhuǎn)換為傳遞數(shù)據(jù)n信息信息如何轉(zhuǎn)換如何轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)

3、據(jù)？編碼技術(shù)為相應(yīng)的數(shù)據(jù)？編碼技術(shù)n為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必為了傳輸二進(jìn)制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)字須將它們用模擬或數(shù)字信號(hào)信號(hào)編碼的編碼的方式表示。方式表示。n為了傳送這些信息，首先要將字母、為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像用二進(jìn)制代數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像用二進(jìn)制代碼的碼的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來(lái)表示。來(lái)表示。6信息編碼標(biāo)準(zhǔn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)nASCII 碼被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織碼被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO接受，成接受，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 646，又稱為國(guó)際，又稱為國(guó)際5號(hào)碼號(hào)碼;n它用于計(jì)算機(jī)內(nèi)碼，也用做數(shù)據(jù)通信中的它用于計(jì)算機(jī)內(nèi)碼，也用做數(shù)據(jù)通信中的編碼標(biāo)準(zhǔn)編碼標(biāo)準(zhǔn);nAS

4、CII碼采用碼采用7位二進(jìn)制比特編碼，可以位二進(jìn)制比特編碼，可以表示表示128個(gè)字符個(gè)字符;n字符分為圖形字符與控制字符兩類。圖形字符分為圖形字符與控制字符兩類。圖形字符包括數(shù)字、字母、運(yùn)算符號(hào)、商用符字符包括數(shù)字、字母、運(yùn)算符號(hào)、商用符號(hào)等。號(hào)等。 7信號(hào)的概念信號(hào)的概念 n信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)的表示形信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)的表示形式；式；n模擬信號(hào)模擬信號(hào)（analog signal）的信號(hào)電平）的信號(hào)電平是連續(xù)變化的；是連續(xù)變化的；n數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)（digital signal）是用兩種不同）是用兩種不同的電平去表示的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信比特序列的電壓脈沖

5、信號(hào)表示；號(hào)表示；8模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形9問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何？數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何？n通信方式有那幾種類型？通信方式有那幾種類型？102.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式 網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)） 11 數(shù)據(jù)傳輸類型、數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)傳輸類型、數(shù)據(jù)通信方式n數(shù)據(jù)傳輸類型：數(shù)字或模擬信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸類型：數(shù)字或模擬信號(hào)n串行通信、并行通信串行通信、并行通信n單工通信、半雙工或全雙工通信單工通信、半雙工或全雙工通信n數(shù)據(jù)通信中的關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)據(jù)通信中的關(guān)鍵技術(shù)：同步技術(shù)同步技術(shù)

6、 同步通信同步通信 異步通信異步通信12串行通信、并行通信串行通信、并行通信13單工通信、半雙工或全雙工通信單工通信、半雙工或全雙工通信14同步技術(shù)同步技術(shù)字符同步字符同步15問(wèn)題問(wèn)題:n有哪些常用的傳輸介質(zhì)？有哪些常用的傳輸介質(zhì)？n其類型及主要特性是什么？其類型及主要特性是什么？162.2 傳輸介質(zhì)及其主要特性傳輸介質(zhì)及其主要特性2.2.1 傳輸介質(zhì)的傳輸介質(zhì)的主要類型主要類型主要傳輸介質(zhì)主要傳輸介質(zhì)n雙絞線雙絞線n同軸電纜同軸電纜n光纖電纜光纖電纜n無(wú)線與衛(wèi)星通信信道無(wú)線與衛(wèi)星通信信道17n物理特性物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；n傳輸特性傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許

7、傳送數(shù)字或模：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號(hào)，以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳擬信號(hào)，以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；輸?shù)念l率范圍；n連通特性連通特性：允許點(diǎn)：允許點(diǎn)- -點(diǎn)或多點(diǎn)連接；點(diǎn)或多點(diǎn)連接；n地理范圍地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；n抗干擾性抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力；擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù)影響的能力；n相對(duì)價(jià)格相對(duì)價(jià)格：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。傳輸介質(zhì)的傳輸介質(zhì)的特性特性：182.2.2 雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性n屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STPn 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTP19S

8、TPSTPUTP 抗拉線？20制作網(wǎng)線制作網(wǎng)線2122雙絞線種類雙絞線種類3 類（帶寬16Mbps ）5 類（帶寬100 Mbps ）3 類（帶寬16 Mbps ）4 類（帶寬20 Mbps ）5 類（帶寬100 Mbps ）超5 類（帶寬155 Mbps ）6 類（帶寬200 Mbps ） 非屏蔽雙絞線雙絞線 屏蔽雙絞線232.2.3 同軸電纜的主要特性同軸電纜的主要特性n 粗同軸電纜粗同軸電纜n 細(xì)同軸電纜細(xì)同軸電纜24細(xì)纜細(xì)纜25細(xì)纜細(xì)纜26光纖光纖272.2.4 光纖的主要特性光纖的主要特性28光纖的種類光纖的種類n多模光纖多模光纖n單模光纖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖輸入脈沖輸出

9、脈沖多模光纖29典型的光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型的光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管發(fā)光二極管光電二極管光電二極管3031322.3 無(wú)線與衛(wèi)星通信技術(shù)無(wú)線與衛(wèi)星通信技術(shù)2.3.1 電磁波譜與移動(dòng)通信電磁波譜與移動(dòng)通信332.3.2 無(wú)線通信無(wú)線通信n無(wú)線電通信使用的頻段覆蓋的從無(wú)線電通信使用的頻段覆蓋的從低頻到低頻到特高頻特高頻。n高頻無(wú)線電波可以高頻無(wú)線電波可以沿地表傳播沿地表傳播、電離層電離層反射傳播反射傳播。( (a a) )地波傳播地波傳播( (b b) )天波傳播天波傳播地球表面地球表面地球表面地球表面電離層電離層342.3.2 無(wú)線通信無(wú)線通信 n缺點(diǎn)缺點(diǎn)：易受天氣等因素影響，信號(hào)幅度變化較：

10、易受天氣等因素影響，信號(hào)幅度變化較大，容易被干擾。大，容易被干擾。n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，能以較小的發(fā)射：技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，能以較小的發(fā)射功率傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的地方。功率傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的地方。( (a a) )地波傳播地波傳播( (b b) )天波傳播天波傳播地球表面地球表面地球表面地球表面電離層電離層352.3.3 微波通信微波通信 n頻率在頻率在100MHz10GHz之間的信號(hào)叫做微波信之間的信號(hào)叫做微波信號(hào)；號(hào)；n微波信號(hào)只能進(jìn)行微波信號(hào)只能進(jìn)行視距傳播視距傳播；n由于微波信號(hào)的波長(zhǎng)比較短，因此可以利用尺寸較由于微波信號(hào)的波長(zhǎng)比較短，因此可以利用尺寸較小的拋物面天線，就可以將微波信號(hào)能量

11、集中在一小的拋物面天線，就可以將微波信號(hào)能量集中在一個(gè)很小的波束內(nèi)發(fā)送出去，這樣就個(gè)很小的波束內(nèi)發(fā)送出去，這樣就可以用很小的發(fā)可以用很小的發(fā)射功率來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信射功率來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信；n微波信號(hào)的頻率很高，因此可以微波信號(hào)的頻率很高，因此可以獲得較大的通信帶獲得較大的通信帶寬寬，特別適合于衛(wèi)星通信與城市建筑物之間的通信。，特別適合于衛(wèi)星通信與城市建筑物之間的通信。36n為了提高覆蓋區(qū)域的系統(tǒng)容量與充分利用頻率資源，為了提高覆蓋區(qū)域的系統(tǒng)容量與充分利用頻率資源，人們提出了人們提出了小區(qū)制小區(qū)制的概念；的概念；n將一個(gè)將一個(gè)大區(qū)制大區(qū)制覆蓋的區(qū)域劃分成多個(gè)小區(qū)，在每個(gè)覆蓋的區(qū)域劃分成多個(gè)小區(qū)，在

12、每個(gè)小區(qū)（小區(qū)（cellcell）中設(shè)立一個(gè)基站（）中設(shè)立一個(gè)基站（base stationbase station），），通過(guò)基站在用戶的移動(dòng)臺(tái)（通過(guò)基站在用戶的移動(dòng)臺(tái)（mobile stationmobile station）之間）之間建立通信；建立通信；n由若干個(gè)小區(qū)構(gòu)成的覆蓋區(qū)稱為由若干個(gè)小區(qū)構(gòu)成的覆蓋區(qū)稱為區(qū)群區(qū)群。n由于區(qū)群的結(jié)構(gòu)酷似蜂窩，因此小區(qū)制移動(dòng)通信系由于區(qū)群的結(jié)構(gòu)酷似蜂窩，因此小區(qū)制移動(dòng)通信系統(tǒng)又稱為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。統(tǒng)又稱為蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。2.3.4 蜂窩無(wú)線通信蜂窩無(wú)線通信 37n在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)（或多個(gè)）基站，它與若干個(gè)在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)（或多個(gè)）基站，它與若干

13、個(gè)移動(dòng)站建立無(wú)線通信鏈路；移動(dòng)站建立無(wú)線通信鏈路；n區(qū)群中各小區(qū)的基站之間可以通過(guò)電纜、光纜或微區(qū)群中各小區(qū)的基站之間可以通過(guò)電纜、光纜或微波鏈路與移動(dòng)交換中心連接；波鏈路與移動(dòng)交換中心連接；n移動(dòng)交換中心通過(guò)電路與市話交換局連接，從而構(gòu)移動(dòng)交換中心通過(guò)電路與市話交換局連接，從而構(gòu)成一個(gè)完整的蜂窩移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。成一個(gè)完整的蜂窩移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。蜂窩移動(dòng)通信蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖：38蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的歷史蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的歷史n19951995年出現(xiàn)的年出現(xiàn)的第一代第一代移動(dòng)通信是模擬方式，用戶的語(yǔ)音移動(dòng)通信是模擬方式，用戶的語(yǔ)音信息以模擬信號(hào)方式傳輸?shù)?。信息以模擬信

14、號(hào)方式傳輸?shù)?。n19971997年出現(xiàn)的年出現(xiàn)的第二代第二代（2 2ndnd Generation Generation，2G2G）移動(dòng)通信：）移動(dòng)通信：GSMGSM移動(dòng)通信移動(dòng)通信( (無(wú)線接口采用無(wú)線接口采用TDMA技術(shù)技術(shù) ) )、CDMACDMA移動(dòng)通移動(dòng)通信信（無(wú)線接口采用窄帶碼分多址無(wú)線接口采用窄帶碼分多址CDMA技術(shù)技術(shù) ）兩種。）兩種。n第三代第三代（3 3rdrd Generation Generation，3G3G）移動(dòng)通信）移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的網(wǎng)絡(luò)提供的話話音音、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、視頻圖像視頻圖像等業(yè)務(wù)。等業(yè)務(wù)。能夠在全球范圍內(nèi)更好地能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫漫游，使用

15、手機(jī)來(lái)處理音樂(lè)、圖像、實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫漫游，使用手機(jī)來(lái)處理音樂(lè)、圖像、視頻，瀏覽網(wǎng)頁(yè)，參加電話會(huì)議，開(kāi)展電子商務(wù)活動(dòng)。視頻，瀏覽網(wǎng)頁(yè)，參加電話會(huì)議，開(kāi)展電子商務(wù)活動(dòng)。n第四代第四代（4G4G）移動(dòng)通信技術(shù)正在研究中。）移動(dòng)通信技術(shù)正在研究中。392.3.5 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 n衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)、衛(wèi)星通信具有通信距離遠(yuǎn)、費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)、覆蓋面積大、不受地理?xiàng)l件限制、通信信道帶寬大、覆蓋面積大、不受地理?xiàng)l件限制、通信信道帶寬大、可進(jìn)行多址通信與移動(dòng)通信的可進(jìn)行多址通信與移動(dòng)通信的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代主要，成為現(xiàn)代主要的通信手段之一。的通信手段之一。n衛(wèi)星通信的工作原理示

16、意圖：衛(wèi)星通信的工作原理示意圖：40問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法是什么？是什么？412.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4.1 數(shù)據(jù)編碼類型數(shù)據(jù)編碼類型422.4.2 模擬數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼方法 432.4.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法 44曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼n曼徹斯特編碼是應(yīng)用曼徹斯特編碼是應(yīng)用最廣泛最廣泛的編碼方法之一；的編碼方法之一；n曼徹斯特編碼的曼徹斯特編碼的規(guī)則規(guī)則是：每比特的周期是：每比特的周期T T分為前分為前T/2T/2與與后后T/2T/2兩部分；通過(guò)前兩部分；通過(guò)前T/2T/2傳送該比特的反碼，通過(guò)后傳送該比特的反碼，通

17、過(guò)后T/2T/2傳送該比特的原碼；傳送該比特的原碼；n曼徹斯特編碼的曼徹斯特編碼的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)比特的中間有一次電平是：每個(gè)比特的中間有一次電平跳變，兩次電平跳變的時(shí)間間隔可以是跳變，兩次電平跳變的時(shí)間間隔可以是T/2T/2或或T T，利用，利用電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào)；電平跳變可以產(chǎn)生收發(fā)雙方的同步信號(hào)；n曼徹斯特編碼信號(hào)稱為曼徹斯特編碼信號(hào)稱為“自含鐘編碼自含鐘編碼”信號(hào)，發(fā)送曼信號(hào)，發(fā)送曼徹斯特編碼信號(hào)時(shí)無(wú)需另發(fā)同步信號(hào)。徹斯特編碼信號(hào)時(shí)無(wú)需另發(fā)同步信號(hào)。45差分曼徹斯特（差分曼徹斯特（difference manchesterdifference manchester）編碼

18、）編碼n差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改改進(jìn)進(jìn)；n差分曼徹斯特編碼與曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼與曼徹斯特編碼不同點(diǎn)不同點(diǎn)是是：每比特的中間跳變僅做同步使用，每：每比特的中間跳變僅做同步使用，每比特的值根據(jù)其開(kāi)始邊界是否跳變來(lái)決定；比特的值根據(jù)其開(kāi)始邊界是否跳變來(lái)決定；n某個(gè)比特開(kāi)始處發(fā)生電平跳變表示傳輸二某個(gè)比特開(kāi)始處發(fā)生電平跳變表示傳輸二進(jìn)制進(jìn)制“0”“0”；不發(fā)生跳變表示傳輸二進(jìn)制；不發(fā)生跳變表示傳輸二進(jìn)制“1”“1”。462.4.4 脈沖編碼調(diào)制方法脈沖編碼調(diào)制方法 n脈沖編碼調(diào)制（脈沖編碼調(diào)制（PCMPCM）是）是模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主

19、要的主要方法；方法；nPCMPCM的工作原理示意圖：的工作原理示意圖：47脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制PCM體制：體制：采樣、量化與編碼采樣、量化與編碼采樣周期 Tt信號(hào)t采樣1001001111000010t編碼解碼t還原t48采樣采樣n采樣是隔一定的時(shí)間間隔，將模擬信號(hào)的采樣是隔一定的時(shí)間間隔，將模擬信號(hào)的電平幅度取出作為樣本，讓其表示原來(lái)的電平幅度取出作為樣本，讓其表示原來(lái)的信號(hào)；信號(hào)；n采樣頻率采樣頻率f f應(yīng)為：應(yīng)為：f2Bf2B或或f=1/T2ff=1/T2fmaxmax。n其中，其中，B B為通信信道帶寬，為通信信道帶寬，T T為采樣周期，為采樣周期，f fmaxmax為信道允許通過(guò)的信號(hào)最

20、高頻率；為信道允許通過(guò)的信號(hào)最高頻率；n如果以大于或等于通信信道帶寬如果以大于或等于通信信道帶寬2 2倍的速率倍的速率對(duì)信號(hào)采樣，其樣本可以包含足以重構(gòu)原對(duì)信號(hào)采樣，其樣本可以包含足以重構(gòu)原模擬信號(hào)的所有信息。模擬信號(hào)的所有信息。49量化量化n量化是將樣本幅度量化是將樣本幅度按量化級(jí)決定取值按量化級(jí)決定取值的過(guò)程；的過(guò)程；n經(jīng)過(guò)量化后的樣本幅度為離散的量級(jí)值，已不是經(jīng)過(guò)量化后的樣本幅度為離散的量級(jí)值，已不是連續(xù)值；連續(xù)值；50編碼編碼A AD8D7D6D5D4D3D2D100.51.01.5t t0 0. .2727 0 0. .3 30 0. .6262 0 0. .6 61 1. .282

21、8 1 1. .3 31 1. .5252 1 1. .5 51 1. .2626 1 1. .3 30 0. .7373 0 0. .7 70 0. .4141 0 0. .4 40 0. .1212 0 0. .1 1( (a a) )采樣過(guò)程采樣過(guò)程樣本樣本量化級(jí)量化級(jí)二進(jìn)制編碼二進(jìn)制編碼編碼信號(hào)編碼信號(hào)0001010001111101111111010110001136131513741D1D2D3D4D5D6D7D8( (b b) )編碼過(guò)程編碼過(guò)程51n聲音分為聲音分為128個(gè)量化級(jí)；個(gè)量化級(jí)；n每個(gè)量化級(jí)采用每個(gè)量化級(jí)采用7位二進(jìn)制編碼表示；位二進(jìn)制編碼表示；n采樣速率為采樣速率

22、為8000樣本樣本/秒；秒；n數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到7位位8000/秒秒=56Kbps；n如果每個(gè)量化級(jí)采用如果每個(gè)量化級(jí)采用7+1=8位二進(jìn)制編位二進(jìn)制編碼表示碼表示;n數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到8位位8000 /秒秒= 64Kbps。PCM用于數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)用于數(shù)字語(yǔ)音系統(tǒng)52問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n數(shù)據(jù)通信速率的定義是什么？數(shù)據(jù)通信速率的定義是什么？帶寬是什么？帶寬是什么？53數(shù)據(jù)傳輸速率的定義數(shù)據(jù)傳輸速率的定義 n數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上，等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上，等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為碼的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，單位為比特比特/秒秒，記做，

23、記做bps；n常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：Kbps、Mbps、Gbps與與Tb/s，其中：，其中： 1Kbps = 1103 bps 1Mbps = 1106 bps 1Gbps = 1109 bps 1Tbps = 11012 bpsn帶寬：帶寬：通常將數(shù)字信道的最高數(shù)據(jù)傳輸率稱為通常將數(shù)字信道的最高數(shù)據(jù)傳輸率稱為“帶帶寬寬”。2.5 數(shù)據(jù)傳輸中的重要概念數(shù)據(jù)傳輸中的重要概念54信道速率的極限值信道速率的極限值n問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出n傳輸信號(hào)的傳輸信號(hào)的信道信道可能會(huì)受到各種可能會(huì)受到各種干擾干擾而引起而引起信號(hào)失真信號(hào)失真，從而導(dǎo)致接受方的，從而導(dǎo)致接受方的誤識(shí)別誤

24、識(shí)別。n任何傳輸介質(zhì)，其可能支持的任何傳輸介質(zhì)，其可能支持的傳輸速率總會(huì)傳輸速率總會(huì)受到一定限制受到一定限制。 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：對(duì)于一個(gè)給定的信道，在理想情況下，對(duì)于一個(gè)給定的信道，在理想情況下，其極限傳輸速率取決于什么呢？其極限傳輸速率取決于什么呢？NyquistNyquist定理定理和和ShannonShannon定理定理從理論上給出了恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)明從理論上給出了恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)明55信道速率的極限值信道速率的極限值NyquistNyquist準(zhǔn)則準(zhǔn)則信道的最高碼元傳輸速率信道的最高碼元傳輸速率( (描述信號(hào)的傳輸速度描述信號(hào)的傳輸速度) )n典型公式典型公式 理想低通信道的理想低通信道的最高碼元傳輸速率

25、最高碼元傳輸速率R Rmaxmax=2f=2f( (BaudBaud) ) 其中：其中： B=fB=f為理想低通信道的帶寬，單位為為理想低通信道的帶寬，單位為赫赫（HzHz）；）； BaudBaud稱為波特，為碼元傳輸速率的單位，稱為波特，為碼元傳輸速率的單位，1 1波特代波特代表每秒傳送表每秒傳送1 1個(gè)碼元。個(gè)碼元。n含義：含義：每赫帶寬每赫帶寬的的理想低通信道理想低通信道的最高碼元傳輸速率是的最高碼元傳輸速率是每秒每秒2 2個(gè)碼元。個(gè)碼元。56信道速率的極限值信道速率的極限值NyquistNyquist準(zhǔn)則準(zhǔn)則n碼元與信息量碼元與信息量 碼元是承載信息的碼元是承載信息的基本信號(hào)單位基本信

26、號(hào)單位。比如用脈沖信。比如用脈沖信號(hào)表示數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)單位脈沖就是一碼元，如圖號(hào)表示數(shù)據(jù)時(shí)，一個(gè)單位脈沖就是一碼元，如圖2-132-13所所示。示。 用單位脈沖表示的碼元用單位脈沖表示的碼元 一碼元的信息量是由碼元所能表示的數(shù)據(jù)有效狀態(tài)一碼元的信息量是由碼元所能表示的數(shù)據(jù)有效狀態(tài)值個(gè)數(shù)決定的值個(gè)數(shù)決定的，若一碼元有，若一碼元有0000、0101、1010、1111四個(gè)有效狀四個(gè)有效狀態(tài)值，則一碼元能攜帶態(tài)值，則一碼元能攜帶2bit2bit的信息的信息 。 1 0 1 0 1 0 1 0 1 057信道速率的極限值信道速率的極限值香農(nóng)定理香農(nóng)定理n公式：公式：信道的信道的極限信息傳輸速率極限信息傳

27、輸速率R Rmaxmax=BLog=BLog2 2（1+S/N1+S/N） 其中其中B B為信道的帶寬；為信道的帶寬；S S為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；為信道內(nèi)所傳信號(hào)的平均功率；N N為信道內(nèi)的高斯噪聲功率；為信道內(nèi)的高斯噪聲功率；S/NS/N為信噪比。為信噪比。n意義：意義：n信道的帶寬越大或信道中的信噪比越大，則信息的極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。限傳輸速率就越高。n只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率，就一定可以找到某種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的傳輸一定可以找到某種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的傳輸。58奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)

28、定理的作用范圍奈氏準(zhǔn)則與香農(nóng)定理的作用范圍源系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)源點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器接收器輸入信息輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)碼元傳輸速率受奈氏準(zhǔn)則的限制信息傳輸速率受香農(nóng)公式的限制圖圖2-142-1459問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n什么是多路復(fù)用技術(shù)？什么是多路復(fù)用技術(shù)？其分類與各自的特點(diǎn)？其分類與各自的特點(diǎn)？602.6 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.6.1 多路復(fù)用技術(shù)的基本概念多路復(fù)用技術(shù)的基本概念n定義定義：把多個(gè)不同的信號(hào)同時(shí)在一條傳輸線路上進(jìn)行：把多個(gè)不同的信號(hào)同時(shí)在一條傳輸線路上進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。傳輸?shù)募夹g(shù)。n分類分類：頻分多路復(fù)用：頻分多路復(fù)用FDMFDM；波分多路復(fù)用；波分多路復(fù)用W

29、DMWDM；時(shí)分多；時(shí)分多路復(fù)用路復(fù)用TDMTDM；碼分多路復(fù)用（碼分多路復(fù)用（CDMCDM或或CDMACDMA）。）。共享信道信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用(a) 不使用復(fù)用技術(shù)(b) 使用復(fù)用技術(shù)61多路復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能多路復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能622.6.2 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用n每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制每路信道的信號(hào)以不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制; ;n各個(gè)載波頻率是不重疊的各個(gè)載波頻率是不重疊的, , 一條通信線路就可以一條通信線路就可以同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)。同時(shí)獨(dú)立地傳輸多路信號(hào)。 63頻分復(fù)用頻分復(fù)用頻率時(shí)間頻率 1頻率 2頻

30、率 3頻率 4頻率 5642.6.3 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用 n光纖通道技術(shù)采用了波長(zhǎng)分隔多路復(fù)用方法，簡(jiǎn)稱為波光纖通道技術(shù)采用了波長(zhǎng)分隔多路復(fù)用方法，簡(jiǎn)稱為波分復(fù)用分復(fù)用WDM;WDM;n波分復(fù)用波分復(fù)用是在一根光纖上復(fù)用多路光載波信號(hào)，是光頻是在一根光纖上復(fù)用多路光載波信號(hào)，是光頻段的頻分多路復(fù)用技術(shù)。段的頻分多路復(fù)用技術(shù)。652.6.4 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用 n時(shí)分多路復(fù)用是將信道用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分為時(shí)分多路復(fù)用是將信道用于傳輸?shù)臅r(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間片；若干個(gè)時(shí)間片；n每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片；每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片；n在每個(gè)用戶占有的時(shí)間片內(nèi)，用戶使用通信信在每個(gè)用戶占有的時(shí)間片內(nèi)

31、，用戶使用通信信道的全部帶寬。道的全部帶寬。 頻率時(shí)間BCDBCDBCDBCDAAAA在 TDM 幀中的位置不變TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀 TDM 幀TDM 幀66時(shí)分多路復(fù)用工作原理示意圖時(shí)分多路復(fù)用工作原理示意圖67問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)如何交換的？廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)如何交換的？其交換技術(shù)有哪些？其交換技術(shù)有哪些？682.7 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法2.7.1 2.7.1 廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn)廣域網(wǎng)的主要特點(diǎn)n廣域網(wǎng)建設(shè)投資很大，管理困難，一般是由廣域網(wǎng)建設(shè)投資很大，管理困難，一般是由電信運(yùn)營(yíng)商電信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)組建與維護(hù)負(fù)責(zé)組建與維護(hù)，為需要進(jìn)行，為需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信

32、的用戶提的用戶提供高質(zhì)量的供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，并為用戶提供接入廣域網(wǎng)的，并為用戶提供接入廣域網(wǎng)的服務(wù)與技術(shù)，因此，它實(shí)際上是一種公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與技術(shù)，因此，它實(shí)際上是一種公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)PDNPDN。n隨著接入網(wǎng)技術(shù)的成熟，將核心交換技術(shù)與接入技術(shù)分隨著接入網(wǎng)技術(shù)的成熟，將核心交換技術(shù)與接入技術(shù)分開(kāi)，這樣廣域網(wǎng)技術(shù)主要研究開(kāi)，這樣廣域網(wǎng)技術(shù)主要研究遠(yuǎn)距離、寬帶核心交換技遠(yuǎn)距離、寬帶核心交換技術(shù)術(shù)。n廣域網(wǎng)主要有以下三種服務(wù)類型：廣域網(wǎng)主要有以下三種服務(wù)類型：n專線服務(wù)專線服務(wù)n線路交換服務(wù)線路交換服務(wù)n分組交換服務(wù)分組交換服務(wù)692.7.2 線路交換方式線路交換方式n線路交換是線

33、路交換是面向連接面向連接的服務(wù)；的服務(wù)；n兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路物理線路連接連接；n線路交換在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中要經(jīng)過(guò)線路交換在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中要經(jīng)過(guò)建立連接、建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接的三個(gè)階段數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接的三個(gè)階段；n線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)：通信線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于，適用于交互式會(huì)話類通信；交互式會(huì)話類通信；n線路交換方式的缺點(diǎn)：對(duì)線路交換方式的缺點(diǎn)：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)突發(fā)性通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)沒(méi)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能系統(tǒng)效率低

34、，系統(tǒng)沒(méi)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。平滑交通量。 70線路交換方式的工作原理線路交換方式的工作原理結(jié)點(diǎn) A呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答報(bào)文或分組應(yīng)答釋放請(qǐng)求釋放應(yīng)答線路建立數(shù)據(jù)傳輸線路釋放結(jié)點(diǎn) B結(jié)點(diǎn) C結(jié)點(diǎn) D主機(jī) A主機(jī) B712.7.3 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式 n什么是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)？什么是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)？H1 H2通信子網(wǎng)IP分組發(fā)送進(jìn)程發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程接收進(jìn)程路由器（IMP）72存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式分類存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式分類： n根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)單元，可以分為：根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)單元，可以分為：n報(bào)文傳輸報(bào)文傳輸（messagemessage） ：不管發(fā)送數(shù)據(jù)：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)作一

35、個(gè)邏輯單的長(zhǎng)度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；元發(fā)送；n報(bào)文分組傳輸報(bào)文分組傳輸（packetpacket） ：限制一次傳：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過(guò)輸數(shù)據(jù)的最大長(zhǎng)度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過(guò)規(guī)定的最大長(zhǎng)度，發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成規(guī)定的最大長(zhǎng)度，發(fā)送結(jié)點(diǎn)就將它分成多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送。73什么是報(bào)文、報(bào)文分組？什么是報(bào)文、報(bào)文分組？ 101010100000110001 . 101010100000111001 首部首部 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 首部首部 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 首部首部 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)報(bào) 文文分組分組分組分組分組分組首部首部 報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu)報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu)74報(bào)文和報(bào)文分組報(bào)文

36、和報(bào)文分組比較比較 n什么分組交換？什么分組交換？n公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)分組交換技術(shù)。n分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以有：分組交換技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以有：數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)和和虛電路虛電路兩種類型。兩種類型。報(bào)文分組報(bào)文分組報(bào)文報(bào)文報(bào)文號(hào)目的地址源地址校驗(yàn)報(bào)文號(hào)目的地址源地址報(bào)文分組數(shù)據(jù)校驗(yàn)報(bào)文分組號(hào)數(shù)據(jù)752.7.4 數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式 n數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；n在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先不需要預(yù)先在在源主機(jī)與目的主機(jī)之間源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立建立“線路連接線路連接”；n源主機(jī)所發(fā)送

37、的每一個(gè)分組都可以源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地獨(dú)立地選擇選擇一條傳輸路徑；一條傳輸路徑；n每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過(guò)不同的傳輸通過(guò)不同的傳輸路徑路徑到達(dá)目的主機(jī)。到達(dá)目的主機(jī)。n對(duì)照數(shù)據(jù)報(bào)的特點(diǎn)，講解下圖：對(duì)照數(shù)據(jù)報(bào)的特點(diǎn)，講解下圖：76數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理H1 H2通信子網(wǎng)IP分組H1 發(fā)送給 H2 的分組可能沿著不同路徑傳送數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)發(fā)送進(jìn)程發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程接收進(jìn)程路由器（IMP）772.7.5 虛電路方式虛電路方式 n數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間之間不需要預(yù)先不需要預(yù)先建立連接。建立連接。n虛電

38、路虛電路方式在分組發(fā)送之前，方式在分組發(fā)送之前，需要需要在發(fā)送方和在發(fā)送方和接收方接收方建立建立一條邏輯連接的虛電路；一條邏輯連接的虛電路；n虛電路方式與線路交換方式相同虛電路方式與線路交換方式相同，整個(gè)通信過(guò)，整個(gè)通信過(guò)程分為以下程分為以下三個(gè)階段三個(gè)階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放階段與虛電路釋放階段。 78虛電路方式的工作原理虛電路方式的工作原理呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答釋放請(qǐng)求釋放應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸虛電路拆除p1p1p1p2p2p2ACKACKACK1結(jié)點(diǎn) A結(jié)點(diǎn) E結(jié)點(diǎn) F結(jié)點(diǎn) B結(jié)點(diǎn) G結(jié)點(diǎn) D結(jié)點(diǎn) C主機(jī) B主機(jī) A虛電路建立79虛電路方式的特點(diǎn)虛電路方式的特點(diǎn)n在每

39、次分組發(fā)送之前，在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接之間建立一條邏輯連接。n一次通信的所有分組都通過(guò)這條虛電路順序傳一次通信的所有分組都通過(guò)這條虛電路順序傳送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等送，因此報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息。輔助信息。分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)與亂序的現(xiàn)象重復(fù)與亂序的現(xiàn)象。n分組通過(guò)虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要分組通過(guò)虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇。做差錯(cuò)檢測(cè)，而不需要做路徑選擇。80ATM交換方式交換方式 nATM的基本數(shù)據(jù)傳輸單元是

40、信元；的基本數(shù)據(jù)傳輸單元是信元；n信元長(zhǎng)度固定為信元長(zhǎng)度固定為53字節(jié)；字節(jié)；n信元包括信元包括5字節(jié)的信元頭與字節(jié)的信元頭與48字節(jié)的用字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)。戶數(shù)據(jù)。53字節(jié)信元頭用戶數(shù)據(jù)48字節(jié)5字節(jié)81問(wèn)題：?jiǎn)栴}：n計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用什么計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用什么差錯(cuò)控制方法？差錯(cuò)控制方法？822.8 差錯(cuò)控制方法差錯(cuò)控制方法2.8.1 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類型差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類型n傳輸差錯(cuò)是通過(guò)通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)是通過(guò)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)象不一致的現(xiàn)象; ;n差錯(cuò)控制是檢查差錯(cuò)控制是檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差錯(cuò)是否出現(xiàn)差錯(cuò)以及如何糾正差錯(cuò)；n通信信道

41、的噪聲分為兩類：通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲熱噪聲和和沖擊噪聲沖擊噪聲；n由熱噪聲引起的差錯(cuò)是隨機(jī)差錯(cuò)（或隨機(jī)錯(cuò)）；由熱噪聲引起的差錯(cuò)是隨機(jī)差錯(cuò)（或隨機(jī)錯(cuò)）；n沖擊噪聲引起的差錯(cuò)是突發(fā)差錯(cuò)（或突發(fā)錯(cuò)）；沖擊噪聲引起的差錯(cuò)是突發(fā)差錯(cuò)（或突發(fā)錯(cuò)）；n在通信過(guò)程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)，是由在通信過(guò)程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)差錯(cuò)隨機(jī)差錯(cuò)與與突發(fā)差突發(fā)差錯(cuò)錯(cuò)共同構(gòu)成的。共同構(gòu)成的。 83傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過(guò)程傳輸差錯(cuò)產(chǎn)生過(guò)程信源信源通信信道通信信道信宿信宿數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)噪聲噪聲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) + +噪聲噪聲( (a a) )0 00 01 11 10 00 01 11 11 11 10 00 00 01 11 11 11

42、11 10 00 00 00 01 11 10 00 00 01 10 00 00 01 10 01 11 10 00 01 11 10 00 01 10 01 10 0傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)波形數(shù)據(jù)信號(hào)波形噪聲噪聲數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)與噪聲信號(hào)與噪聲信號(hào)疊加后的波形疊加后的波形采樣時(shí)間采樣時(shí)間接收數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)出錯(cuò)的位出錯(cuò)的位( (b b) )842.8.2 誤碼率的定義誤碼率的定義 n誤碼率誤碼率是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率，它在數(shù)值上近似等于：錯(cuò)的概率，它在數(shù)值上近似等于：Pe=Ne/NPe=Ne/N，其中其中N N為傳輸?shù)亩M(jìn)

43、制碼元總數(shù)，為傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)，NeNe為被傳錯(cuò)為被傳錯(cuò)的碼元數(shù)；的碼元數(shù)；n誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)誤碼率應(yīng)該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸可靠性的參數(shù)之一。下傳輸可靠性的參數(shù)之一。852.8.3 檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼與糾錯(cuò)碼 n糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼： 每個(gè)傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息；每個(gè)傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息； 接收端能發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。接收端能發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)糾正傳輸差錯(cuò)。n檢錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼: : 分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的冗分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)的冗余信息；余信息； 接收端能夠發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，但不能確定哪位接收端能夠發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)，但不能確定哪位是錯(cuò)的，并且自己

44、不能糾正傳輸差錯(cuò)。是錯(cuò)的，并且自己不能糾正傳輸差錯(cuò)。 862.8.4 循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理 nCRC方法的檢錯(cuò)原理方法的檢錯(cuò)原理n 設(shè)要被傳輸?shù)亩M(jìn)制比特流長(zhǎng)度為設(shè)要被傳輸?shù)亩M(jìn)制比特流長(zhǎng)度為m，引入，引入n個(gè)附加比特，作為所謂的校驗(yàn)比特；個(gè)附加比特，作為所謂的校驗(yàn)比特；n 將將m位要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特與位要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特與n位校驗(yàn)比特位校驗(yàn)比特組合組合在一起進(jìn)行傳輸；在一起進(jìn)行傳輸；n 接收方根據(jù)所收到的接收方根據(jù)所收到的n+m個(gè)二進(jìn)制比特判個(gè)二進(jìn)制比特判斷所收數(shù)據(jù)是否正確。斷所收數(shù)據(jù)是否正確。872.8.4 循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理 n如何確定校驗(yàn)比特的值？如何確定校驗(yàn)比特的值？ 設(shè)設(shè)M M代表代表m m位要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位要傳輸?shù)臄?shù)據(jù), , N N代表代表n n個(gè)個(gè)0 0，有，有W W為：為：W WMNMN 再設(shè)再設(shè)P P為一個(gè)為一個(gè)給定給定的二進(jìn)制比特串，的二進(jìn)制比特串，P P的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為(n+1)(n+1)位。位。 n n個(gè)校驗(yàn)位的取值等于個(gè)校驗(yàn)位的取值等于W W除以除以P P所得余數(shù)。其中，所得余數(shù)。其中，運(yùn)算過(guò)運(yùn)算過(guò)程遵從程遵從mod 2mod 2運(yùn)算法則運(yùn)算法則。 例例