第02章-數(shù)據(jù)通信

1、電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材1吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材2吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著本章學習要求本章學習要求：掌握：掌握：數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念了解：傳輸介質(zhì)類型及主要特性了解：傳輸介質(zhì)類型及主要特性了解：無線與衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概念了解：無線與衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概念掌握：數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法掌握：數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法了解：基帶傳輸?shù)幕靖拍盍私猓夯鶐鬏數(shù)幕靖拍钫莆眨侯l帶傳輸?shù)幕靖拍钫莆眨侯l帶傳輸?shù)幕靖拍钫?/p>

2、握：多路復用的分類與特點掌握：多路復用的分類與特點掌握：廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)類型與工作原理掌握：廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)類型與工作原理 掌握：差錯控制方法掌握：差錯控制方法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材3吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材4吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號信息、數(shù)據(jù)與信號通信的目的是交換信息，通信的目的是交換信息， 信息的載體可以是數(shù)字、文信息的載體可以是數(shù)字、文字

3、、語音、圖形或圖像，計算機產(chǎn)生的信息是它們的字、語音、圖形或圖像，計算機產(chǎn)生的信息是它們的組合；組合； 為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語音、圖為了傳送這些信息，首先要將字母、數(shù)字、語音、圖形或圖像用二進制代碼的數(shù)據(jù)來表示；形或圖像用二進制代碼的數(shù)據(jù)來表示； 為了傳輸二進制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)為了傳輸二進制代碼的數(shù)據(jù)，必須將它們用模擬或數(shù)字信號編碼的方式表示；字信號編碼的方式表示；數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機之間傳送表示字母、數(shù)字、數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機之間傳送表示字母、數(shù)字、符號的二進制代碼符號的二進制代碼0、1比特序列的模擬或數(shù)字信號的比特序列的模擬或數(shù)字信號的過程。過程。

4、 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材5吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著信息編碼標準信息編碼標準ASCII 碼被國際標準化組織碼被國際標準化組織ISO接受，成為國際標準接受，成為國際標準ISO 646，又稱為國際，又稱為國際5號碼號碼;它用于計算機內(nèi)碼，也用做數(shù)據(jù)通信中的編碼標準它用于計算機內(nèi)碼，也用做數(shù)據(jù)通信中的編碼標準;ASCII碼采用碼采用7位二進制比特編碼，可以表示位二進制比特編碼，可以表示128個字個字符符;字符分為圖形字符與控制字符兩類。圖形字符包括數(shù)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、運算符號、商用符號等。字

5、、字母、運算符號、商用符號等。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材6吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著多媒體網(wǎng)絡應用多媒體網(wǎng)絡應用隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)得到廣泛應用；隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)得到廣泛應用；利用數(shù)字通信系統(tǒng)來實現(xiàn)多媒體信息的傳輸是通信技術(shù)研利用數(shù)字通信系統(tǒng)來實現(xiàn)多媒體信息的傳輸是通信技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一；究的重要內(nèi)容之一；與文本、圖形信息傳輸相比較，語音、圖像信息傳輸要求與文本、圖形信息傳輸相比較，語音、圖像信息傳輸要求數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有高速率與低延時的特性；數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有高速率與低延時的特性；如果每幀圖像由

6、如果每幀圖像由1024768個點陣組成，圖像顏色有個點陣組成，圖像顏色有256種，種，每個點陣用每個點陣用1字節(jié)二進制數(shù)表示，每秒傳送字節(jié)二進制數(shù)表示，每秒傳送30幀圖像，則每幀圖像，則每秒需要傳送秒需要傳送235,929,601字節(jié)；字節(jié)；如果傳送數(shù)字化的語音信號，每秒對語音信號進行如果傳送數(shù)字化的語音信號，每秒對語音信號進行22,050次取樣，每次取樣值用次取樣，每次取樣值用1字節(jié)表示，則單聲道每秒需要傳送字節(jié)表示，則單聲道每秒需要傳送22,050字節(jié)；雙聲道立體聲每秒需要傳送字節(jié)；雙聲道立體聲每秒需要傳送44,100字節(jié)；字節(jié)；多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡中的應用對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高要求多媒體技術(shù)

7、在網(wǎng)絡中的應用對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高要求。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材7吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著信號的概念信號的概念信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中電信號的表示形式；信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中電信號的表示形式；模擬信號（模擬信號（analog signal）的信號電平是連續(xù)變化的；）的信號電平是連續(xù)變化的；數(shù)字信號（數(shù)字信號（digital signal）是用兩種不同的電平去表示）是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信號表示；比特序列的電壓脈沖信號表示；按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘栴愋?，通信系統(tǒng)分為模按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘栴?/p>

8、型，通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材8吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著模擬信號與數(shù)字信號波形模擬信號與數(shù)字信號波形電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材9吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.1.2 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電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材10吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著數(shù)據(jù)傳輸類型數(shù)據(jù)傳輸類型 模擬通信模擬通信 數(shù)字通信

9、數(shù)字通信 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式 串行通信、并行通信串行通信、并行通信 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同步方式同步方式 同步通信同步通信 異步通信異步通信電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材11吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著串行通信與并行通信串行通信與并行通信電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材12吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著單工、半雙工與全雙工通信單工、半雙工與全雙工通信電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教

10、材13吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著一個或多個SYN字符控制字符數(shù)據(jù)字符SYNSYN控制字符t字節(jié)5字節(jié)4字節(jié)3字節(jié)3字節(jié)2字節(jié)1bbbbbbb終止位(邏輯 0 )起始位(邏輯 1 )6543210同步通信與異步通信同步通信與異步通信電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材14吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.2 傳輸介質(zhì)及主要特性傳輸介質(zhì)及主要特性電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材15吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.2.1 傳輸介質(zhì)的主要類型傳輸介質(zhì)的主要類型雙絞線雙絞線同軸電纜同軸

11、電纜光纖電纜光纖電纜無線與衛(wèi)星通信信道無線與衛(wèi)星通信信道電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材16吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著傳輸介質(zhì)的特性傳輸介質(zhì)的特性物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號，以及傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號，以及 調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；連通特性：允許點連通特性：允許點- -點或多點連接；點或多點連接；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與

12、電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù) 影響的能力；影響的能力；相對價格：器件、安裝與維護費用。相對價格：器件、安裝與維護費用。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材17吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.2.2 雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STP與非屏蔽雙絞線與非屏蔽雙絞線UTP銅線絕緣層外屏蔽層外部保護層（a ） 屏蔽雙絞線（a ） 屏蔽雙絞線銅線絕緣層外部保護層（b ） 非屏蔽雙絞線（b ） 非屏蔽雙絞線電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系

13、列教材18吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.2.3 同軸電纜的主要特性同軸電纜的主要特性 粗同軸電纜粗同軸電纜 細同軸電纜細同軸電纜電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材19吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.2.4 光纖的主要特性光纖的主要特性電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材20吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3 無線與衛(wèi)星通信技術(shù)無線與衛(wèi)星通信技術(shù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材21吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3.1

14、 電磁波譜與移動通信電磁波譜與移動通信電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材22吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3.2 無線通信無線通信視距傳播與電離層反射視距傳播與電離層反射電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材23吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3.3 微波通信微波通信微波信號沒有繞射功能，兩個微波信號只能在可視情微波信號沒有繞射功能，兩個微波信號只能在可視情況下才能正常接收；況下才能正常接收； 大氣對微波信號的吸收與散射影響較大。大氣對微波信號的吸收與散射影響較大。 電子工業(yè)出版社

15、電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材24吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3.4 蜂窩無線通信蜂窩無線通信頻分多址接入（頻分多址接入（FDMA）時分多址接入（時分多址接入（TDMA）碼分多址接入（碼分多址接入（CDMA） 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材25吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.3.5 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材26吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社

16、2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材27吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.4.1 數(shù)據(jù)編碼類型數(shù)據(jù)編碼類型數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼數(shù)字數(shù)據(jù)編碼振幅鍵控ASK移頻鍵控FSK移相鍵控PSK非歸零碼NRZ曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材28吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.4.2 模擬數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼方法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材29吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.4.3 數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法010010

17、11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(a)非歸零碼同步時鐘(b)曼徹斯特編碼(c)差分曼徹斯特編碼電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材30吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.4.4 脈沖編碼調(diào)制方法脈沖編碼調(diào)制方法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材31吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著PCM用于數(shù)字語音系統(tǒng)用于數(shù)字語音系統(tǒng)：聲音分為聲音分為128個量化級；個量化級；每個量化級采用每個量化級采用7位二進制編碼表示；位二進制編碼表示；采樣速率為采樣速率為8000樣本樣本/秒；秒；數(shù)據(jù)傳輸速率應達到數(shù)據(jù)傳輸速率應達到7位

18、位8000/秒秒=56Kbps；如果每個量化級采用如果每個量化級采用7+1=8位二進制編碼表示位二進制編碼表示;數(shù)據(jù)傳輸速率應達到數(shù)據(jù)傳輸速率應達到8位位8000 /秒秒= 64Kbps。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材32吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著基帶傳輸?shù)亩x基帶傳輸?shù)亩x 在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機二進制的比特序列的數(shù)字數(shù)在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機二進制的比特序列的數(shù)字數(shù)據(jù)信號是典型的矩形脈沖信號據(jù)信號是典型的矩形脈沖信號; ;矩形脈沖信號的固有頻帶稱做基本頻帶矩形脈沖信號的固有頻帶稱做基本頻帶, ,簡稱為基帶簡稱為基帶, ,矩矩

19、形脈沖信號就叫做基帶信號形脈沖信號就叫做基帶信號; ;在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸傳輸; ;發(fā)送端將數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼器變換變?yōu)榛鶐盘?，例如曼徹發(fā)送端將數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼器變換變?yōu)榛鶐盘?，例如曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼信號斯特編碼或差分曼徹斯特編碼信號; ;接收端用解碼器恢復成與發(fā)送端相同的矩形脈沖信號。接收端用解碼器恢復成與發(fā)送端相同的矩形脈沖信號。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材33吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.5 數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾拍顢?shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾拍铍娮庸I(yè)

20、出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材34吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)E(t)000000ttttt1 2 3 4 5 6 7 8 9 1001100010(a)(b)(c)(d)(e)0 10 1 20 1 2 3 40 1 2 3 4 5 6 7 8ttttt2.5.1 通信信道帶寬對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懲ㄐ判诺缼拰?shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊戨娮庸I(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材35吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.5.2 數(shù)據(jù)傳輸速率與

21、信道帶寬的關(guān)系數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標；數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標；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)代碼的二進制比特數(shù)，單位為比特碼的二進制比特數(shù)，單位為比特/秒，記做秒，記做bps；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與與Gbps 1Kbps = 1103 bps 1Mbps = 1106 bps 1Gbps = 1109 bps電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材36吳功宜吳功宜 吳

22、英吳英 編著編著信道速率的極限值信道速率的極限值奈奎斯特準則：二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率奈奎斯特準則：二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與通信信道帶寬與通信信道帶寬B（B=f，單位，單位Hz）的關(guān)系為）的關(guān)系為Rmax=2f（bps）香農(nóng)定理：在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，香農(nóng)定理：在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率Rmax與信道帶寬與信道帶寬B，信噪比，信噪比S/N 的關(guān)系為的關(guān)系為Rmax = Blog2（1+S/N），其中），其中 S/N為信噪比為信噪比電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材

23、37吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.6 多路復用技術(shù)多路復用技術(shù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材38吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.6.1 多路復用技術(shù)的分類多路復用技術(shù)的分類頻分多路復用頻分多路復用FDM波分多路復用波分多路復用WDM時分多路復用時分多路復用TDM電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材39吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.6.2 頻分多路復用頻分多路復用在一條通信線路設計多路通信信道，每路信道的信號在一條通信線路設計多路通信信道，每路信道的信號以不同載波頻率調(diào)制

24、，各個載波頻率不重疊以不同載波頻率調(diào)制，各個載波頻率不重疊電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材40吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.6.3 波分多路復用波分多路復用光纖通道采用波長分隔多路復用方法，簡稱為波分復光纖通道采用波長分隔多路復用方法，簡稱為波分復用用WDM。在一根光纖上復用。在一根光纖上復用80路或更多路的光載波信路或更多路的光載波信號稱為密集波分復用號稱為密集波分復用DWDM電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材41吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.6.4 時分多路復用時分多路

25、復用時分多路復用將信道的傳輸時間劃分為若干時間片，時分多路復用將信道的傳輸時間劃分為若干時間片，每個用戶分得一個時間片，在每個用戶占有的時間片每個用戶分得一個時間片，在每個用戶占有的時間片內(nèi)，用戶使用信道的全部帶寬內(nèi)，用戶使用信道的全部帶寬 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材42吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著同步時分多路復用與統(tǒng)計時分多路復用同步時分多路復用與統(tǒng)計時分多路復用 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材43吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.7 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換方法廣域網(wǎng)中的

26、數(shù)據(jù)交換方法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材44吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.7.1 線路交換方式線路交換方式線路交換是面向連接的服務；線路交換是面向連接的服務；兩臺計算機通過通信子網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換之前，首先要兩臺計算機通過通信子網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換之前，首先要在通信子網(wǎng)中建立一個實際的物理線路連接；在通信子網(wǎng)中建立一個實際的物理線路連接；線路交換要經(jīng)過三個階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋線路交換要經(jīng)過三個階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接；放連接；線路交換方式的優(yōu)點：通信實時性強，適用于交互式線路交換方式的優(yōu)點：通信實時性強，適用于交互式會話

27、類通信；會話類通信；線路交換方式的缺點：對突發(fā)性通信不適應，系統(tǒng)效線路交換方式的缺點：對突發(fā)性通信不適應，系統(tǒng)效率低，系統(tǒng)沒有存儲數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。率低，系統(tǒng)沒有存儲數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材45吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著線路交換方式的工作原理線路交換方式的工作原理電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材46吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.7.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定發(fā)送的數(shù)據(jù)與

28、目的地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一個數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）進入通信格式組成一個數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）進入通信子網(wǎng)；子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機，它負責完成數(shù)通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機，它負責完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯校驗、存儲、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。據(jù)單元的接收、差錯校驗、存儲、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材47吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式分類存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式分類數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時可以有報文（數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時可以有報文（message）與報）與報文分組（文分組（p

29、acket）兩種方式；）兩種方式；報文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少，都把它當作報文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少，都把它當作一個邏輯單元發(fā)送；一個邏輯單元發(fā)送；報文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長度，如果報文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長度，發(fā)送結(jié)點就將它分成傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長度，發(fā)送結(jié)點就將它分成多個報文分組發(fā)送。多個報文分組發(fā)送。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材48吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著報文和報文分組結(jié)構(gòu)報文和報文分組結(jié)構(gòu)由于分組長度較短，在傳輸出錯時，檢錯容易并且重由于分組長度

30、較短，在傳輸出錯時，檢錯容易并且重發(fā)花費的時間較少；發(fā)花費的時間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點的限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點的存儲空間利用率與傳輸效率；存儲空間利用率與傳輸效率；公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用分組交換技術(shù)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用分組交換技術(shù)。報文分組報文分組報文報文報文號目的地址源地址校驗報文號目的地址源地址報文分組數(shù)據(jù)校驗報文分組號數(shù)據(jù)電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材49吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點由于通信子網(wǎng)中的通信控制處理機可以存儲分組，多由于通信子網(wǎng)中的通信控制處

31、理機可以存儲分組，多個分組可以共享通信信道，線路利用率高；個分組可以共享通信信道，線路利用率高；通信子網(wǎng)中通信控制處理機具有路選功能，可以動態(tài)通信子網(wǎng)中通信控制處理機具有路選功能，可以動態(tài)選擇報文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑；選擇報文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑；可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率；可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率；分組在通過通信子網(wǎng)中的每個通信控制處理機時，均分組在通過通信子網(wǎng)中的每個通信控制處理機時，均要進行差錯檢查與糾錯處理，因此可以減少傳輸錯誤，要進行差錯檢查與糾錯處理，因此可以減少傳輸錯誤，提高系統(tǒng)可靠性；提高系統(tǒng)可靠性；通過通信控制處理機可對不同速率的線路進行轉(zhuǎn)換，通過通信控制處

32、理機可對不同速率的線路進行轉(zhuǎn)換，也可對不同的數(shù)據(jù)代碼格式進行變換。也可對不同的數(shù)據(jù)代碼格式進行變換。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材50吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.7.3 數(shù)據(jù)報方式數(shù)據(jù)報方式數(shù)據(jù)報是分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；數(shù)據(jù)報是分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報方式中，分組傳送之間不需要預先在源主機在數(shù)據(jù)報方式中，分組傳送之間不需要預先在源主機與目的主機之間建立與目的主機之間建立“線路連接線路連接”；源主機所發(fā)送的每一個分組都可以獨立地選擇一條傳源主機所發(fā)送的每一個分組都可以獨立地選擇一條傳輸路徑；輸路徑；每個分組在通信子網(wǎng)中

33、可能是通過不同的傳輸路徑到每個分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸路徑到達目的主機。達目的主機。電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材51吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著數(shù)據(jù)報方式的工作原理數(shù)據(jù)報方式的工作原理電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材52吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著數(shù)據(jù)報方式的特點數(shù)據(jù)報方式的特點同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；子網(wǎng)；同一報文的不同分組到達目的結(jié)點時可能出現(xiàn)亂序、同一報文的不同分組到達目的結(jié)點時可

34、能出現(xiàn)亂序、重復與丟失現(xiàn)象；重復與丟失現(xiàn)象；每個分組在傳輸過程中必須帶目的地址與源地址；每個分組在傳輸過程中必須帶目的地址與源地址；數(shù)據(jù)報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，數(shù)據(jù)報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。不適用于長報文、會話式通信。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材53吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.7.4 虛電路方式虛電路方式虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報方式與線路交換方式結(jié)合起虛電路方式試圖將數(shù)據(jù)報方式與線路交換方式結(jié)合起來，處分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點，以達到最佳的數(shù)據(jù)交來，處分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)

35、點，以達到最佳的數(shù)據(jù)交換效果換效果; ;數(shù)據(jù)報方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間不數(shù)據(jù)報方式在分組發(fā)送之前，發(fā)送方與接收方之間不需預先建立連接。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要需預先建立連接。虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路; ;虛電路方式與線路交換方式相同，整個通信過程分為虛電路方式與線路交換方式相同，整個通信過程分為三個階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放。三個階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材54吳功宜吳功宜 吳

36、英吳英 編著編著虛電路方式虛電路方式的工作原理的工作原理電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材55吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著虛電路方式的特點虛電路方式的特點在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接。這是因為不需要真正去建立一條物理鏈一條邏輯連接。這是因為不需要真正去建立一條物理鏈路，連接發(fā)送方與接收方的物理鏈路已經(jīng)存在；路，連接發(fā)送方與接收方的物理鏈路已經(jīng)存在；一次通信的所有分組都通過虛電路順序傳送，報文分組一次通信的所有分組都通過虛電路順序傳送，報文分組不必帶目的地址、

37、源地址等輔助信息。分組到達目的結(jié)不必帶目的地址、源地址等輔助信息。分組到達目的結(jié)點時不會出現(xiàn)丟失、重復與亂序的現(xiàn)象；點時不會出現(xiàn)丟失、重復與亂序的現(xiàn)象；分組通過虛電路上的每個結(jié)點時，結(jié)點只需要做差錯檢分組通過虛電路上的每個結(jié)點時，結(jié)點只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇；測，而不需要做路徑選擇；每個結(jié)點可以和任何結(jié)點建立多條虛電路連接。每個結(jié)點可以和任何結(jié)點建立多條虛電路連接。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材56吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.8 差錯控制方法差錯控制方法電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材

38、世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材57吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.9.1 差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型傳輸差錯是接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象傳輸差錯是接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象;差錯控制是檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯；差錯控制是檢查是否出現(xiàn)差錯以及如何糾正差錯；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯（或隨機錯）；由熱噪聲引起的差錯是隨機差錯（或隨機錯）；沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯（或突發(fā)錯）；沖擊噪聲引起的差錯是突發(fā)差錯（或突發(fā)錯）；在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯，是由隨機差錯與突發(fā)在通信

39、過程中產(chǎn)生的傳輸差錯，是由隨機差錯與突發(fā)差錯共同構(gòu)成的。差錯共同構(gòu)成的。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材58吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著傳輸差錯傳輸差錯產(chǎn)生過程產(chǎn)生過程電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材59吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.9.2 誤碼率的定義誤碼率的定義誤碼率是指二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概誤碼率是指二進制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，它在數(shù)值上近似等于：率，它在數(shù)值上近似等于：Pe=Ne/N，其中，其中N為傳輸為傳輸?shù)亩M制碼元總數(shù)，的二進制碼元

40、總數(shù)，Ne為被傳錯的碼元數(shù)；為被傳錯的碼元數(shù)；誤碼率應該是衡量數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)正常工作狀態(tài)下傳輸誤碼率應該是衡量數(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；可靠性的參數(shù)之一；對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率對于一個實際的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不能籠統(tǒng)地說誤碼率越低越好，根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求；越低越好，根據(jù)實際傳輸要求提出誤碼率要求；差錯出現(xiàn)具有隨機性，實際測量一個傳輸系統(tǒng)時，只差錯出現(xiàn)具有隨機性，實際測量一個傳輸系統(tǒng)時，只有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大，才會越接近于真有被測量的傳輸二進制比特數(shù)越大，才會越接近于真正的誤碼率值。正的誤碼率值。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121

41、世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材60吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.9.3 檢錯碼與糾錯碼檢錯碼與糾錯碼糾錯碼糾錯碼 每個傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息；每個傳輸?shù)姆纸M帶上足夠的冗余信息； 接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯。接收端能發(fā)現(xiàn)并自動糾正傳輸差錯。檢錯碼檢錯碼 分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息；分組僅包含足以使接收端發(fā)現(xiàn)差錯的冗余信息； 接收端能發(fā)現(xiàn)出錯，但不能確定哪位是錯的，并且不接收端能發(fā)現(xiàn)出錯，但不能確定哪位是錯的，并且不能自己糾正傳輸差錯。能自己糾正傳輸差錯。 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材6

42、1吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著2.9.4 循環(huán)冗余編碼工作原理循環(huán)冗余編碼工作原理電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材62吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著標準標準CRC生成多項式生成多項式G（x）CRC-12 G（x）= x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16 G（x）= x16+x15+x2+1CRC-CCITT G（x）= x16+x12+x5+1CRC-32 G（x）= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+ x10+x8+x7+x5+x4 + x2+x+1電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社2121世紀計算機基礎(chǔ)

43、教育系列教材世紀計算機基礎(chǔ)教育系列教材63吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著CRC校驗碼的檢錯能力校驗碼的檢錯能力CRC校驗碼能檢查出全部單個錯；校驗碼能檢查出全部單個錯；CRC校驗碼能檢查出全部離散的二位錯；校驗碼能檢查出全部離散的二位錯；CRC校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯；校驗碼能檢查出全部奇數(shù)個錯；CRC校驗碼能檢查出全部長度小于等于校驗碼能檢查出全部長度小于等于K位的突發(fā)錯；位的突發(fā)錯；CRC校驗碼能以校驗碼能以1-(1/2)K-1的概率檢查出長度為的概率檢查出長度為(K+1)位位的突發(fā)錯；的突發(fā)錯；如果如果K=16，該，該CRC校驗碼能檢查出小于或等于校驗碼能檢查出小于或等于16 位的位的所有突發(fā)錯，并能以所有突發(fā)錯，并能以1-(1/2)16-1=99.997的概率檢查出的概率檢查出長