數(shù)據(jù)與計算機通信講義

通信模型1-2(發(fā)送系統(tǒng)soursesystem) 3-5(接受系統(tǒng)destinationsystem)信源(Source)：信息產(chǎn)生的源頭，可以是人或設備。其發(fā)出的信息也可以是多種多樣的，如語音、文字、圖像、數(shù)據(jù)等。這些信息可以是離散的，也可以是連續(xù)的。發(fā)送器(Transmitter)：種類及其功能多樣化，如編碼、調(diào)制、放大、濾波、發(fā)射等。發(fā)送器含有與傳輸線路匹配的接口，其基本作用是將信源發(fā)出的信息轉(zhuǎn)換成便于傳輸?shù)哪撤N信號。模擬與數(shù)字通信系統(tǒng)兩者的發(fā)送器功能有很大差異。信道(TransmissionSystem)：信息傳輸通道，也是傳遞物質(zhì)信號的媒體?？梢允敲骶€、電纜、波導、光纖、無線電波等。噪聲源：是整個系統(tǒng)噪聲與干擾的總折合，用以表征信息在信道中傳輸時遭受的干擾情況。在任何通信系統(tǒng)中，干擾的性質(zhì)與強弱都是影響系統(tǒng)性能的主要因素。接收器(Receiver)：其作用主要是接受信道中的信號，并轉(zhuǎn)換成發(fā)送前相同表示形式的信息傳遞給新宿，與發(fā)送器功能正好相反。對接收器的要求是盡可能地從受干擾的信號中精確的提取和還原來自信源的信息。信宿(Destination)：信息傳輸?shù)哪康牡?，即接受消息的人或機器。同步：狹義的講，是信息在通信系統(tǒng)傳輸過程中，其數(shù)據(jù)信號在系統(tǒng)各部分的收發(fā)時序上保持一致，包括比特同步、幀同步、網(wǎng)同步。更廣的意義是信息在通信系統(tǒng)中保持時間、空間、內(nèi)容以及它們之間的同步。通信主要任務(1)傳輸系統(tǒng)的利用(Transmissionsystemutilization)在多個通信設備之間充分合理利用闡述設施；復用：在多個用戶之間分配傳輸系統(tǒng)的總傳輸能力(頻分/時分/統(tǒng)計時分/碼分/空分)擁塞控制：保證傳輸系統(tǒng)不因傳輸請求過量而超載；(2)接口(Interfacing)設備與傳輸系統(tǒng)之間的連接；(3)信號的產(chǎn)生(Signalgeneration)按某種格式產(chǎn)生具有一定強度的電磁波信號；能夠在傳輸系統(tǒng)上傳播；能夠被接收器轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)；(4)同步(synchronization)在發(fā)送器與接收器之間達成某種同步(時序同步，幀同步等)；接收器能夠判斷信號的起始、結(jié)束和信號單元的持續(xù)時間；(5)交互的管理(exchangemanagement)通信雙方為交換數(shù)據(jù)而建立連接；通信雙方數(shù)據(jù)處理設備的其它協(xié)商工作：差錯控制：檢測或糾正信號失真或信道噪聲等原因而產(chǎn)生的傳輸差錯；流量控制：保證信宿設備不會因信源設備發(fā)送太快以至無法及時接受和處理這些數(shù)據(jù)而導致超載；(6)尋址(addressing)當傳輸設備被兩個以上設備共享時，信源必須給出信宿的標識；(7)路由選擇(routing)當傳輸系統(tǒng)是不止一條路徑的網(wǎng)絡時需要確定路由：選擇合適路由；保證正確路由；(8)恢復(recovery)信息交換過程中因通信系統(tǒng)某處出現(xiàn)故障而致使傳輸中斷，需要從中斷處恢復工作，或者把系統(tǒng)被設計部分恢復到數(shù)據(jù)交換開始之前的狀態(tài)；(9)報文格式化(messageformatting)數(shù)據(jù)交換雙方必須就傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式達成一致協(xié)議；數(shù)據(jù)壓縮、加密，減少帶寬占用；(10)安全措施(security)發(fā)送方希望確保只有它期望的接受者接受到數(shù)據(jù)；接收方希望保證收到的數(shù)據(jù)來自正確的發(fā)送方，且數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被改變；鑒權(quán)/認證，只有合法發(fā)送方才能使用；(11)網(wǎng)絡管理(networkmanagement)數(shù)據(jù)通信設施是一個復雜系統(tǒng)，需要合理地規(guī)劃和配置，需要對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控，并處理擁塞、死鎖、故障等印發(fā)的問題；(12)差錯檢測和糾正(Errordetectionandcorrection)(13)流量控制(Flowcontrol)數(shù)據(jù)通信及計算機通信數(shù)據(jù)通信是指信源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，按一定通信協(xié)議，通過模擬傳輸信道或者數(shù)字傳輸信道，形成數(shù)據(jù)流傳送到新宿的過程；數(shù)據(jù)通信是為了實現(xiàn)計算機與計算機之間或者終端與計算機之間的信息交互而產(chǎn)生的一種通信技術(shù)；從某種意義上講，數(shù)據(jù)通信是計算機通信的組成部分，數(shù)據(jù)通信著重于數(shù)據(jù)的傳輸，而不涉及數(shù)據(jù)所表示的原始信息，而計算機通信則著重于信息的交互；目前數(shù)據(jù)通信與計算機通信界定日益模糊。數(shù)據(jù)通信與其他通信的區(qū)別語音通信：電話；圖像通信：傳真、靜態(tài)圖像；視頻通信：電視；數(shù)據(jù)通信：計算機數(shù)據(jù)（包括數(shù)字化的多媒體信息）語音等其他通信可以允許適當范圍的誤差，數(shù)據(jù)通信要求傳輸完全正確；數(shù)據(jù)通信最基本要求：迅速和可靠（快與對）。數(shù)字通信與模擬通信數(shù)字通信系統(tǒng)：數(shù)字設備，數(shù)字基帶傳輸（數(shù)字-數(shù)字編碼）（基帶編碼器）數(shù)字設備，模擬頻帶傳輸（數(shù)字-模擬編碼）（低通濾波器）模擬設備，數(shù)字基帶傳輸（模擬-數(shù)字編碼）（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）模擬通信系統(tǒng)模擬信號以固有頻率基帶傳輸（傳統(tǒng)電話）模擬信號頻譜搬移后頻帶傳輸（模擬-模擬編碼）（IG（TACS900MHZ）/電視）混合系統(tǒng)同一系統(tǒng)中包含模擬通信和數(shù)字通信數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡兩個通信設備點對點直接連接的不實際性兩個設備之間距離很遠；大批設備需要的連接線難以估量（全連通N個結(jié)點N（N-1）/2條線路）；設備組中的每個設備都可能需要在不同的時間與不同的設備連接；數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：在一定范圍內(nèi)以數(shù)據(jù)通信設備與交換設備為點以傳輸鏈路為線，點線按一定順序相連，將地理分散的數(shù)據(jù)終端設備連接起來，可以完成多用戶間多對多的數(shù)據(jù)通信；解決辦法：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡一一局域網(wǎng)LAN,廣域網(wǎng)WAN,域域網(wǎng)MAN；網(wǎng)絡連接術(shù)語結(jié)點(node):網(wǎng)絡中通信線路連接的計算機和交換機；鏈路(link):建立在相鄰結(jié)點物理連接上的邏輯信道；交換(switching)：交換節(jié)點建立、保持和改變數(shù)據(jù)傳輸通路的過程：路由選擇(routing):交換接書中選擇傳輸路徑的功能；端結(jié)點(endnode)：位于網(wǎng)絡邊緣連接源或目的站點的交換設備；路由節(jié)點(routenode)：網(wǎng)絡中間的交換設備；傳輸中繼/傳輸網(wǎng)(relaytransmission)：接入線/接入網(wǎng)(accessnetwork)：由用戶-網(wǎng)絡接口(UNI)到業(yè)務節(jié)點接口(SNI)之間的一系列傳送實體所組成的 全部設施。電路(circuit)：電路是通過已有媒介建立的發(fā)送端與接收端之間、或者網(wǎng)絡中任兩點或多點之間的端到端的信 息傳輸通路。接入電路：是從用戶到電信公司網(wǎng)絡的電路傳輸電路：用于網(wǎng)絡中或網(wǎng)絡之間的長途傳輸單工電路：單向傳輸雙工電路：雙向傳輸。雙向不能同時傳輸——半雙工雙向可以同時傳輸——全雙工交換電路：電路交換網(wǎng)中靈活通過一臺或多臺中間交換設備臨時建立的電路連接；虛電路：在分組交換網(wǎng)絡中由軟件路由表定義的端到端的數(shù)據(jù)分組傳輸通路，它是邏輯上而非物理上的電路；永久虛電路(PVC)：長期定義在路由表中的邏輯電路；交換虛電路(SVC)：在要求通信時據(jù)網(wǎng)絡狀況選擇最佳路徑而臨時建立在路由表中的邏輯電路；線路(line):節(jié)點間通信的物理連接，可以是端到端也可以是點到點；接入線：連接用戶設備到網(wǎng)絡的這段線路；中繼線：是指能提供匯接和多路復接能力、實現(xiàn)多個用戶共享的一段線路；接入中繼：終端到交換點的中繼線；傳輸中繼：交換點到交換點之間的中繼線；中繼線是有方向的，可以是單向出中繼、單向入中繼或雙向中繼。信道(informationchannels)：在正式標準術(shù)語中，信道是指發(fā)送器與接收器之間的單向連接，即單向電路或信 息傳輸通路；在一般用法中，信道是在物理電路上用于支持單一會話的邏輯連接?？梢杂媚撤N方式構(gòu)成物理電路，以支 持一個或多個邏輯對話；交換（exchange）：交換就是在用戶間有目的地傳遞信息，數(shù)據(jù)交換就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接；交換設備建立、保持和改變物理電路上的邏輯連接；用戶小交換機（PBX）和中心交換機（CO或COE）提供電路交換功能，電路交換按要求在可用狀態(tài)下建立 電路之間或鏈路之間的連接。電路交換雖然研制的初衷是持語音通信的，但它可以支持數(shù)據(jù)等任何 形式信息的傳輸；分組交換、幀交換和信元交換在較先進網(wǎng)絡中發(fā)展起來，主要支持數(shù)據(jù)和圖像傳輸；端局交換機位于網(wǎng)絡邊緣，用戶通過接入鏈路接入到端局交換機；中心交換機也稱匯接交換機，是一種高容量的交換機，位于網(wǎng)絡中心，用于互聯(lián)端局交換機；網(wǎng)絡（network）：網(wǎng)絡是工作在一起用語支持信息傳輸?shù)母髋_設備單元構(gòu)成的集合；廣義的講，網(wǎng)絡包括從發(fā)送器到接收器之間的所有設備：所有鏈路和所有相關(guān)的交換機以及其它中間設備；廣域網(wǎng)常被描述成云狀：千變?nèi)f化，難以看見，透明性概念，一端進一端出；數(shù)據(jù)和計算機通信網(wǎng)的類型1.根據(jù)采用的傳輸技術(shù)的不同，可分為：（1）交換式網(wǎng)絡：電路交換：兩個站點在會話期間需建立專用的通信路徑；數(shù)據(jù)通過專用通信路徑由源站發(fā)送到目的站；通過網(wǎng)絡節(jié)點（端結(jié)點和路由節(jié)點）和連接節(jié)點的一連串鏈路構(gòu)成；特點：獨占性，實時性；Eg：telephonenetwork；存儲-轉(zhuǎn)發(fā)（報文交換、分組交換）：傳送的數(shù)據(jù)成為報文（message,消息），可以是文件，表格，圖片；以整個報文為單位傳送成為報文交換（messageswitching）；報文分成若干塊，每次傳送一小塊（packets,包或報文分組），即分組交換；為什么將報文分塊：為了方便發(fā)送和接收，出錯后不用全部重發(fā)；分組交換中，報文的數(shù)據(jù)可以不按序發(fā)送；源站點和目的站點之間傳送的分組，經(jīng)過一個個交換節(jié)點，穿越整個網(wǎng)絡；常用于終端-計算機通信或計算機-計算機通信；X.25——典型的工種分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)標準（ITU-T）幀中繼:FR-FrameRelay分組交換機制中各交換節(jié)點為糾正差錯需要大量額外開銷；當今電信系統(tǒng)越越來越可靠，交換節(jié)點不必進行差錯控制；差錯主要發(fā)生在端系統(tǒng)，差錯控制完全可以只由端系統(tǒng)實現(xiàn)；幀中繼是在分組交換的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，大多數(shù)用于差錯控制的額外開銷被拋棄，因此傳輸速率 大幅度提高；（64Kps-2Mbps）信元中繼；（2）廣播式網(wǎng)絡：有限通道（總線型、環(huán)型）；無線通道（蜂窩、微波、衛(wèi)星）；補：異步傳輸模式（ATM-AsynchronousTransferMode）某個特定用戶信息并不一定在信道上周期性出現(xiàn)；FR的演進，分組交換與電路交換的結(jié)合；乎沒有差錯控制的額外開銷；固定的分組（稱為信元，cell）長度；各種通信業(yè)務工作速率范圍十Mbps到幾百Mbps；使用分組交換技術(shù)能提供恒定數(shù)據(jù)速率的通路；每條通路的數(shù)據(jù)速率又可以按需動態(tài)定義；2.根據(jù)網(wǎng)絡規(guī)模及所覆蓋地域范圍大小，可分為：（1）局域網(wǎng)：是指在某一區(qū)域內(nèi)由多臺計算機互聯(lián)成的計算機組。PAN-PersonalAreaNetwork（個人局域網(wǎng)）LAN-LocalAreaNetwork（局域網(wǎng)）CAN-CampusAreaNetwork（園區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)）覆蓋范圍較小，互聯(lián)設備少：一棟樓或一小片樓群；相連接的設備屬于同一組織：大量資金用于采購和維護；網(wǎng)管完全用戶負責；比WAN更高的數(shù)據(jù)率；交換局域網(wǎng)：交換以太局域網(wǎng)：一個交換機；多個互連交換機；無線局域網(wǎng)：移動性；安裝配置的簡易性；（2）域域網(wǎng):MAN-MetropolitanAreaNetwork(3)廣域網(wǎng)：一種用來實現(xiàn)不同地區(qū)的局域網(wǎng)或城域網(wǎng)的互連，可提供不同地區(qū)、城市和國家之間的計算機通信的遠程計算機網(wǎng)。WAN-WideAreaNetwork(廣域網(wǎng))GAN-GlobalAreaNetwork(全球局域網(wǎng))覆蓋地理范圍大；穿越公眾設施；依靠公共電信運營公司建立的電路；廣域網(wǎng)建立所采用的技術(shù)：電路交換(Circuitswitching)分組交換(Packetswitching)幀中繼(Framerelay)異步傳遞方式ATM(AsynchronousTransferMode)補：Internet：從ARPANET發(fā)展而來；第一種可運營的分組網(wǎng)絡；可應用到無線或者衛(wèi)星通信；互聯(lián)的需求導致了TCP/IP出現(xiàn)。第二章協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的必要性L數(shù)據(jù)交換引起復雜的過程：一個例子：傳送文件源點系統(tǒng)必須激活直接連接的數(shù)據(jù)通信通道，或者告訴網(wǎng)絡終點系統(tǒng)標識；源點系統(tǒng)確定終點系統(tǒng)準備好接收數(shù)據(jù)；文件發(fā)送應用程序確定終點系統(tǒng)的文件管理程序準備好接收并存儲文；源點系統(tǒng)還需進行文件格式轉(zhuǎn)化；.任務分解成獨立的子任務(subtasks)；.在垂直協(xié)議層中分別實現(xiàn)：每層對高層提供通信服務；每層使用下層所提供的功能；.對等層通信采用一套規(guī)則稱之為協(xié)議(protocol)；.實體用戶應用程序、電子郵件設備、終端(任何能夠發(fā)送和接收信息的東西都是實體);協(xié)議的內(nèi)容L用于系統(tǒng)中的實體間通信；.通信必須有共同的語言：.互相可接受的協(xié)定：通信內(nèi)容；通信方式；通信時序；.那些協(xié)定和相關(guān)的規(guī)則就被稱為“協(xié)議”；協(xié)議的關(guān)鍵要素語法(Syntax)一通信內(nèi)容：有關(guān)數(shù)據(jù)塊的格式語義(Semantics)-通信方式：相互協(xié)調(diào)及差錯處理的控制信息定時關(guān)系(Timing)-通信時序：速率匹配和數(shù)據(jù)排序協(xié)議體系結(jié)構(gòu)通信過程包括三個要素：應用程序，計算機和網(wǎng)絡；通信任務劃分為幾個模塊：比如文件傳送可以使用三個模塊：文件傳送模塊；通信服務模塊；網(wǎng)絡接入模塊；網(wǎng)絡接入層計算機/終端與所連網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換；發(fā)送方計算機提供目的計算機地址；調(diào)用網(wǎng)絡提供的特殊服務，如優(yōu)先級；使用的軟件取決于所用網(wǎng)絡類型：電路交換；分組交換；局域網(wǎng)等；網(wǎng)絡類型獨立于同一個上層的通信軟件；運輸層可靠的數(shù)據(jù)交換：到達目的地的應用程序與發(fā)送是的順序一致；不依賴網(wǎng)絡類型；不依賴應用程序類型；應用層支持不同的用戶應用程序：如，電子郵件，文件傳輸；尋址請求(AddressingRequirements).兩級地址.每個計算機有唯一的網(wǎng)絡地址：網(wǎng)絡服務訪問點(NSAP)或者IP地址；.計算機的每個應用程序也有一個計算機內(nèi)部的唯一地址：服務訪問點(SAP)或者端口(port)：上層訪問下層所提供的服務；上層控制下層的行為是上下層之間的接口；協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)L用戶數(shù)據(jù)是層層傳送的.協(xié)議控制信息在每層中被加到用戶數(shù)據(jù)中每個層添加不同的首部(目標SAP,序列號，插錯檢驗碼).封裝(Encapsulation)Data+header=PDU(ProtocolDataUnit)每層都有個不同的PDU傳輸層PDU格式L傳輸層分割/重組用戶數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)塊大小限制(以太網(wǎng)1526Bytes,ATM53Bytes)提供公平接入，防止大數(shù)據(jù)塊站點霸占共享媒體接收方需要更小的緩存…提高差錯控制效率并非數(shù)據(jù)塊越小越好.每個數(shù)據(jù)塊都有個運輸首部目的SAP(destinationSAP)序號(sequencenumber)差錯檢測代碼(error-detectioncode).這就是傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元網(wǎng)絡接入層PDU格式添加網(wǎng)絡首部目的計算機地址(destinationcomputeraddress,原計算機地址功能請求(facilitiesrequests)優(yōu)先級，生存時間HL標準化的協(xié)議體系結(jié)構(gòu)通信需要設備運營商擁有更多的適銷產(chǎn)品消費者要求設備的標準化兩個標準：OSI七層參考模型：沒有實現(xiàn)過標準的理想TCP/IP協(xié)議族：使用最廣的可通用體系結(jié)構(gòu)IBM的系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（SystemsNetworkArchitecture,SNA）標準的關(guān)鍵元素協(xié)議規(guī)約（protocolspecification）不同系統(tǒng)中的同一層的兩個實體相互交互作用過程準確定義：如協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式字段含義可允許的PDU序號服務定義（servicedefinition）定義向上層提供的標準化服務尋址（addressing）通過服務訪問點SAP提供服務0SI的各層應用層：為用戶提供到0SI環(huán)境的接入手段，同時提供分布式信息服務表示層：數(shù)據(jù)格式定義（如壓縮數(shù)據(jù)和加密數(shù)據(jù)）會話層：為終端應用程序之間提供對話控制機制：會話規(guī)則（全雙工/半雙工）、數(shù)據(jù)的編組、斷點恢復重傳傳輸層：端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換確保數(shù)據(jù)無差錯、按序的、沒有丟失或重復的如何最佳使用網(wǎng)絡服務并提供高層請求的服務質(zhì)量并提供高層請求的服務質(zhì)量（差錯率，最大延時，優(yōu)先級 和安全性要求）網(wǎng)絡層：多鏈路之間數(shù)據(jù)傳送（交換或者路由）多網(wǎng)絡互聯(lián)特殊網(wǎng)絡不需要網(wǎng)絡層（802.3系列局域網(wǎng)）數(shù)據(jù)鏈路層：提供差錯檢測和控制保證鏈路可靠并提供了激活、維持、釋放鏈路的方法上層可通過該鏈路無差錯的傳輸物理層：傳輸媒體與設備之間的物理接口，以及從一端向另一端傳遞比特所遵守的原則；機械的、電氣的、功能的、過程的；服務原語和參數(shù)鄰層之間的服務用"原語"(primitve)和"參數(shù)"(parameter)表示原語定義的是執(zhí)行的功能參數(shù)用于傳遞數(shù)據(jù)和控制信息四種類型的服務原語的定義Request,Indication,Response,andConfirmTCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu)各層物理層：數(shù)據(jù)傳輸設備與傳輸媒體或網(wǎng)絡間的物理接口定義了傳輸媒體的特點、信號狀態(tài)、數(shù)據(jù)率網(wǎng)絡接入層：端系統(tǒng)與其連接網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換提供目的地址特別功能依賴于網(wǎng)絡類型，如LAN,framerelay互聯(lián)網(wǎng)層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨越多個互連的網(wǎng)絡提供路由選擇功能，互聯(lián)多個網(wǎng)絡IP協(xié)議在端系統(tǒng)和路由器中實現(xiàn)運輸層：可靠的交換數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)到達的順序與發(fā)送順序一致應用層：包含用于支持各種不同的用戶應用程序的邏輯如http,文件傳送程序FTPTCP和UDPTCP(TransmissionControlProtocol)為數(shù)據(jù)傳送提供可靠的鏈接即實體間臨時性邏輯關(guān)TCP報文段(TCPPDU)包含源端口和目的端口連接持續(xù)期間，實體跟蹤往返另一個實體間的TCP報文段UDP(UserDatagramProtocol)不擔保交付的正確性，不維護到達時的順序性，不管是否重復到達通過最少的協(xié)議機制發(fā)送報文(無連接)IP上增加一個端口尋址能力E.g.SNMP(SimIPpleNetworkManagementProtocol)orVoIPUDP(UserDatagramProtocol)：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，它和TCP一樣位于傳輸層，和IP協(xié)議配合使用，提供無連接、不可靠、無流量控制、不排序的服務，可高效率地傳輸數(shù)據(jù)，但不提供數(shù)據(jù)報的重傳，一般用于傳輸較短的文件。UDP是面向非連接的，所謂“面向非連接”，就是指在正式通信前不必與對方先建立連接，不管對方狀態(tài)就直接發(fā)送。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議各有所長、各有所短，適用于不同要求的通信環(huán)境。TCP協(xié)議和UDP協(xié)議之間的差別如下表所示。項目TCPUDP是否連接面向連接面向非連接傳輸可靠性可靠不可靠應用場合傳輸大量數(shù)據(jù)傳輸少量數(shù)據(jù)速度較慢快IP(InternetLayer)Internet協(xié)議族中最重要的協(xié)議就是IP協(xié)議。它的主要功能有無連接數(shù)據(jù)報傳送、數(shù)據(jù)報路由選擇和差錯控制。IP將報文傳送到目的主機后，不管傳送正確與否，不進行校驗，不回送確認，也不保證分組的正確順序，這些功能都由TCP來完成。IP協(xié)議充分體現(xiàn)了TCP/IP技術(shù)的包容性，使Internet互連異種網(wǎng)絡成為可能。它一方面可以支持各類數(shù)據(jù)業(yè)務，另一方面還能利用現(xiàn)有的各種傳輸方式和基礎(chǔ)設施。TCP/IP應用程序TCP/IP、協(xié)傳議輸數(shù)層據(jù)、的網(wǎng)傳絡輸層基、于接TCP/IP協(xié)議的四層結(jié)構(gòu)：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、接口層；TCP/IP協(xié)議族中包括上百個互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，不同功能的協(xié)議分布在不同的協(xié)議層，下面是幾個常用協(xié)議：TELNET(RemoteLogin)：提供遠程登錄功能，一臺計算機用戶可以登錄到遠程的另一臺計算機上，如同在遠程主機上直接操作一樣。FTP(FileTransferProtocol)：遠程文件傳輸協(xié)議，允許用戶將遠程主機上的文件拷貝到自己的計算機上。SMTP(SimpleMailTransferProtocol)：簡單郵件傳輸協(xié)議，用于傳輸電子郵件。SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol)簡單網(wǎng)管協(xié)議，提供了監(jiān)視和控制網(wǎng)安絡設備以及管理諸如配置、統(tǒng)計、性能和安全的手段。DNS(DomainNameService)：域名系統(tǒng)協(xié)議，提供網(wǎng)絡設備名字到IP地址的轉(zhuǎn)換。第三章數(shù)據(jù)通信傳輸術(shù)語發(fā)送器：Transmitter接收器:Receiver傳輸媒體：TransmissionMedium導向媒體(guidedmedia)：電磁波在導線引導下沿著某一物理路徑前進：雙絞線、同軸電纜和光纖非導向媒體(unguidedmedia)：不引導電磁波的傳播方向：空氣、真空和海水直連鏈路(directlink)：沒有中間設備存在點對點(point-to-point)：兩設備之間的一條直連鏈路；僅被兩設備共享多點(multipoint)：兩個以上的設備共享同一傳輸媒體單工(simplex)：信號僅向一個方向傳輸e.g.Television半雙工(half-duplex)：都可以發(fā)送信號，但同一時間只一方發(fā)送e.g.policeradio全雙工(full-duplex)：可同時發(fā)送接收信號e.g.telephone信號的特性包括時間特性和頻率特性對信號時間特性的分析在時域(TimeDomain)上進行振幅、頻率、相位是在時域上描述信號的主要參數(shù)在時域上表示信號的圖象稱為時域圖對信號頻率特性的分析在頻域(FrequencyDomain)上進行任一信號都可看成由某個頻率范圍內(nèi)的頻譜成分組成信號的頻率特性對信號帶寬和數(shù)據(jù)率等至關(guān)重要在頻域上表示信號的圖象稱為頻域圖頻域圖有最大振幅-頻率和相位-頻率兩種圖象在頻域上進行信號分析通常比在時域上更重要頻率、頻譜和帶寬時域(timedomain)概念：在分析研究問題時，以時間作基本變量的范圍。(頻域)模擬信號：一段時間信號強度變化模式是平滑的數(shù)字信號：一段時間內(nèi)信號強度保持某個常量值周期信號：一段時間內(nèi)信號模式重復非周期信號：一段時間內(nèi)信號沒有重復在時域上表示信號的圖象稱為時域圖正弦波峰值振幅:PeakAmplitude(A)一段時間內(nèi)信號值的最大值單位伏一volts頻率一Frequency(f)信號循環(huán)的速度用Hertz(Hz)表示信號周期：信號重復一周所花的時間T=1/f相位：Phase中(6)一個信號周期內(nèi)信號在不同時間點的相對位置波長信號循環(huán)一個習期所占的空間長度信號的兩個連續(xù)周期上相位相同兩點間的距離波長一入假設信號運動速度為一v入=VTXf=vC^3*108m/s(自由空間的光速)頻域概念一個電磁信號是由多種頻率組成的傅立葉分析的方法得出任何信號由不同正弦波的頻率成分組成任何一個信號存在時域函數(shù)，也存在頻域函數(shù)在頻域上表示信號的圖象稱為頻域圖頻譜&帶寬頻譜一Spectrum：信號包含的頻率范圍絕對帶寬一Absolutebandwidth：頻譜寬度有效帶寬一Effectivebandwidth：通常就叫帶寬；信號的絕大部分能量都集中在相當窄的頻帶范圍直流成分一DCComponent：信號包含有頻率為零的成分數(shù)據(jù)率和帶寬之間的關(guān)系振幅為A的方波的頻率表達式如卜.：“八4*4*Vsin(2萬S)，7k^.kwdd卜任何傳輸系統(tǒng)(transmitterplusmediumplusreceiver)都只能容納有限頻率范圍系統(tǒng)限制了數(shù)據(jù)在傳輸媒體上傳送的數(shù)據(jù)率方波有無限多個諧頻成份和無限帶寬，但是大部分能量集中在基頻和開始幾個諧頻附近有限傳輸帶寬導致失真數(shù)據(jù)率越高，所需的有效帶寬越寬.數(shù)據(jù)率由基頻決定T-脈沖周期，f-基波頻率(二進制發(fā)送)R=2f=2/Tbps(二進制脈沖持續(xù)時間為T/2).如果一個數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率是Wbps,那么當傳輸系統(tǒng)帶寬為2WHz時候，就可以很好的傳輸此信號了.如果一個數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率是Wbps,那么信號有效帶寬大約WHz模擬和數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)-Data：二傳達某種意義或信息的實體模擬數(shù)據(jù)(AnalogData)：一段時間內(nèi)具有連續(xù)的值，一般采用模擬信號(AnalogSignal),e.g.聲音，視頻數(shù)字數(shù)據(jù)(DigitalData)：值是離散的，采用數(shù)字信號(DigitalSignal),e.g.正文，數(shù)字信號-Signals數(shù)據(jù)的電氣或電磁表示方式模擬信號連續(xù)變化的電氣信號或電磁波不同類型的媒體上傳播雙絞線，同軸電纜，光纖，大氣或空間話音頻譜范圍在100Hz到7kHz之間電話系統(tǒng)的話音信號頻譜范圍在300Hz到3400Hz間視頻的帶寬是4MHz左右二數(shù)字信號電壓脈沖序列采用兩個恒定電壓值(de)傳輸-Transmission：用傳播并處理信號的方式進行的數(shù)據(jù)通信的過程數(shù)據(jù)和信號模擬信號表示模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)可用模擬信號表示，如調(diào)制解調(diào)器一Modem模擬數(shù)據(jù)可用數(shù)字信號表示，如編解碼器一CompactDiscaudio模擬傳輸傳輸模擬信號的方法，傳輸信號不考慮信號的內(nèi)容信號可能是模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸一段距離后，信號會衰減使用放大器增強信號能量，同時也增強了噪聲(對語音，數(shù)字數(shù)據(jù))數(shù)字傳輸考慮信號號的內(nèi)容數(shù)據(jù)的完整性受到衰減、噪聲或其他損傷的威脅使用轉(zhuǎn)發(fā)器，轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號恢復為1,0模式重新傳輸新信號克服了衰減噪聲也不累積數(shù)字傳輸?shù)膬?yōu)勢數(shù)字技術(shù)-Digitaltechnology：低價的LSI?LSI技術(shù)數(shù)據(jù)完整性一Dataintegrity：遠距離傳輸，較低線路質(zhì)量要求容量利用率.Capacityutilization：經(jīng)濟的高帶寬傳輸鏈路；數(shù)字技術(shù)的高級復用技術(shù)有效利用其容量安全和保密-Securitr&Privacy：加密技術(shù)綜合性;Integration：能類似處理模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)，因此能綜合話音視頻和數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸損傷接收到的信號與傳輸信號有差異模擬信號，損傷會降低信號質(zhì)量對數(shù)字信號則導致比特差錯重要的損傷：衰減和衰減失真一Attenuationandattenuationdistortion時延失真一Delaydistortion噪聲一Noise衰減信號強度距離增長而減弱衰減與傳輸媒體有關(guān)(guidedmediaandunguidedmedia)傳輸過程需要注意到三點：接收到的信號必須有足夠的強度，接收電路才能檢測到信號信號電平必須保持高于噪聲電平某個程度以接收無差錯的數(shù)據(jù)：用放大器，轉(zhuǎn)發(fā)器衰減失真：頻率越高，衰減越嚴重(即衰減是頻率的遞增函數(shù))利用加感線圈(均衡器)改變線路某些電氣特性對模擬信號影響大，對數(shù)字信號不是大問題時延失真delaydistortion時延失真(guidedmedia)在導向媒體中，信號傳播速度隨頻率不同變化接收到的信號因其頻率成分延遲的不同產(chǎn)生了失真靠近中心頻率傳播速度最快，兩側(cè)較慢導致不同頻率之間的相移，和碼間串擾(intersymbolinterference)對數(shù)字信號影響比較大均衡技術(shù)何類信號對衰減與時延失真敏感？數(shù)字信號受衰減失真影響較小頻率特定：絕大部分內(nèi)容集中在基頻附近幅度特性：二值判定數(shù)字信號受時延失真影響較大產(chǎn)生比特序列混亂模擬信號主要受衰減影響幅值連續(xù)變化，信息分布在整個頻帶噪聲傳送和接收之間的某個地方插入進來的無用信號為噪聲熱噪聲一Thermal：導體內(nèi)電子熱運動造成的；均勻分布一白噪聲互調(diào)噪聲'Intermodulationnoise不同頻率的信號共享同一傳輸媒體產(chǎn)生的（器件的非線性因素）串擾一rosstalk：在一條線路上獲得其他線路的信號（電耦合）沖激噪聲一Impulsenoise不規(guī)則脈沖或尖峰，持續(xù)時間短，振幅較大外部電磁波干擾，e.g.雷電，系統(tǒng)本身的故障和缺陷熱噪聲的計算噪聲分為隨機噪聲、沖激噪聲或自然噪聲（大氣噪聲）等隨機噪聲包括熱噪聲、交調(diào)噪聲和串擾等，普遍存在且有著持續(xù)時間不斷的影響，是信號傳輸?shù)幕狙芯繉ο骉hermal熱噪聲（WhitenoiseorGaussiannoise）任何設備和導體中，IHz帶寬存在熱噪聲值都是No=kT（W/Hz）No-噪聲功率（譜）密度，k一玻爾茲曼常數(shù)=1.38*10-23J/K（負23次方）『熱力學溫度（開爾文）BHz帶寬內(nèi)的熱噪聲N=N0*B=kTB（W）信道容量信道上最大數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率數(shù)據(jù)率一Datarate：比特每秒（bps）；數(shù)據(jù)能夠通信的速率帶寬一Bandwidth：用赫茲或每秒的周期表示；在發(fā)送器和傳輸媒體的特性限制下的帶寬誤碼率一Errorrate：差錯發(fā)生率奈奎斯特帶寬（NyquistBandwidth）前提一信道無噪聲給定信道帶寬為B,那么可承受的最大信號率就是2B.ifthesignalrateis2B,thenthechannelcancarrysignalfrequenciesnogreaterthanBie.givenbandwidthB,highestsignalrateis2Bforbinarysignals,2BbpsneedsbandwidthBHz可以通過M種信號單元來提高數(shù)據(jù)率（M進制調(diào)制）奈奎斯特公式G=2Blog2Msoincreaseratebyincreasingsignallevelsatcostofreceivercomplexitylimitedbynoise8cotherimpairments香農(nóng)公式在有噪聲情況下，信噪比：SNR=S/N或SNRdb=10logllO(S/N) S是信號功率(瓦)，N是噪聲功率(瓦)。在被高斯白噪聲干擾的信道中，傳送的最大信息速率C由下述公式確定：C=B*log2(l+S/N)(b/s)該式通常稱為香農(nóng)公式。B是信道帶寬(赫)香農(nóng)定理指出，如果信息源的信息速率R小于或者等于信道容量C,那么，在理論上存在一種方法可使信息源的輸出能夠以任意小的差錯概率通過信道傳輸。該定理還指出：如果R>G,則沒有任何辦法傳遞這樣的信息。公式表明，信道帶寬限制了比特率的增加，信道容量還取決于系統(tǒng)信噪比以及編碼技術(shù)種類。

第四章傳輸媒體內(nèi)容概要傳輸媒體是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中發(fā)送器和接收器之間的物理通道數(shù)據(jù)通信的特點和通信質(zhì)量取決于傳輸媒體的性質(zhì)以及傳輸信號特點導向媒體，主要取決媒體自身的性質(zhì)非導向媒體，主要是發(fā)送天線生成的信號帶寬設計數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要考慮數(shù)據(jù)率和傳輸距離數(shù)據(jù)率越大，傳輸距離越遠越好傳輸媒體設計因素一決定數(shù)據(jù)率和傳輸距禹帶寬一Bandwidth：信號高帶寬——高數(shù)據(jù)率傳輸損傷一Transmissionimpairments：損傷限制傳輸距離干擾一"Interference接收器數(shù)量一Numberofreceivers導向媒體中，構(gòu)成點對點或者多個設備相連的鏈路多個設備相連共享中會有衰減和失真并限制傳輸距離和/或數(shù)據(jù)率傳輸媒體種類有線媒體Guided：雙絞線TwistedPair；同軸電纜CoaxialCable；光纖OpticalFiber無線媒體Unguided：無線電Radio；微波Microwave；衛(wèi)星Satel1iteMicrowave；紅外Tnfrared雙絞線(Twisted-pair)由兩根互相絕緣的銅導線，用規(guī)則的方法扭絞起來構(gòu)成(絞距5—15crn)雙絞線一應用最常用的傳輸媒體電話網(wǎng)：樓層與本地電話交換局連接形成“用戶環(huán)路”在一棟辦公樓內(nèi)：連接到專用小交換機(PBX)對于局域網(wǎng)(LAN)：數(shù)據(jù)率達到10Mbps或100Mbps雙絞線一傳輸特性傳輸距離受到限制：衰減隨頻率增高迅速增高；回波損耗和串擾影響模擬傳輸：每5千米到6千米用一個放大器數(shù)字傳輸：使用數(shù)字或模擬信號；每2千米到3千米用一個轉(zhuǎn)發(fā)器對模擬信號，專輸帶寬可達到1MHz對數(shù)字信號，傳輸數(shù)據(jù)率可達到100Mbps(千兆以太網(wǎng)100m以內(nèi))容易受到干擾和噪聲的影響無屏蔽和屏蔽雙絞線無屏蔽雙絞線一UnshieldedTwistedPair(UTP)普通電話線；最便宜；使用方便，安裝簡單，受外部電磁場干擾屏蔽雙絞線-ShieldedTwistedPair(STP)用金屬罩或護皮以減少干擾；在高數(shù)據(jù)率的情況下性能更好；價格貴；使用不方便無屏蔽雙絞線種類(EIA-568-A)Cat3：話音級電纜在大多數(shù)辦公樓存在；傳輸特性可達16MHz；每絞長度有7.5cm到10cmCat4：傳輸特性可達20MHzCat5：數(shù)據(jù)級電纜通常在新建的辦公樓都預先鋪設；傳輸特性可達100MHz；每絞長度有0.6cm到0.85cmUTP電纜的分類(EIA/TIA-568標準中定義了前五類)類別用途語音或56kbps以下的低速數(shù)據(jù)，不用于局域網(wǎng)速率為1Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸和低速局域網(wǎng)數(shù)據(jù)率16Mbps,10BASE-T和4MbpsTokenRing數(shù)據(jù)率20Mbps,10BASE-T和16MbpsTokenRing數(shù)據(jù)率100Mbps,100BASE-T和FDDISe 數(shù)據(jù)率350Mbps,1000BASE-T和622MbpsATM性能參數(shù)插入損耗AdB：從發(fā)送系統(tǒng)到接收系統(tǒng)鏈路上的衰減近端串擾損耗NEXTdB：從一對導體到另一對導體的上的信號耦合都是頻率的遞增函數(shù)衰耗串擾比ACRdB：衡量接收信號強度與同一線對的串擾比值大小(正值)ACRdB=NEXTdB-AdB導向傳輸媒體一同軸電纜比雙絞線更不容易受到串擾和干擾傳輸距離更長，數(shù)據(jù)率更高由于不容易受干擾或串擾影響，所以性能受衰減，熱噪聲和互調(diào)噪聲影響100KHz 500MHz同軸電纜一傳輸特性模擬信號：每隔幾年米使用一個放大器；頻率越高間隔越近；有效頻譜可延伸至500MHz數(shù)字信號：每一千米使用一個轉(zhuǎn)發(fā)器；間隔越密數(shù)據(jù)率越高同軸電纜一應用用途最多的傳輸媒體電視廣播一Televisiondistribution：有線電視一CableTV,幾十或上百頻道長途電話傳輸一CancarrylOOOOVoicecallssimultaneously：正在逐漸被光纖替代計算機系統(tǒng)之間的短期連接局域網(wǎng)導向傳輸媒體一光纖物理構(gòu)成：三部分 纖芯(coreandcladding)覆層(Buffer)和防護罩(Outerjacket)折射(Refraction)在均勻物質(zhì)中光以直線形式傳播當一束光線由某種密度的媒質(zhì)傳播到不同密度的另一種媒質(zhì)時，光線會在兩種媒質(zhì)的界面處向垂直法線方向折射折射光線發(fā)生的角度變化取決于媒質(zhì)發(fā)生的密度變化的大小(如斯涅爾定律所描述)光線從密度較低的媒質(zhì)穿入較高密度的媒質(zhì)中時，折射角小于入射角光線從密度較高的媒質(zhì)穿入較低密度的媒質(zhì)中時，折射角大于入射角全反射角（CriticalAngle）從高密度媒質(zhì)進入到低密度媒質(zhì)的光線，隨著入射角增大，折射角也增大，并逐漸遠離垂直軸而靠近水平軸入射角的變化使折射角增大到90度，折射光線完全沿媒質(zhì)界面?zhèn)鞑?，此時的入射角稱為臨界角，或全反射角反射（Reflection）對于從高密度媒質(zhì)到低密度媒質(zhì)的光線，當入射角大于全反射角時，就產(chǎn)生了反射光線不會再進入低密度媒質(zhì)，反射光線與發(fā)現(xiàn)之間的夾角成為反射角，且總等于入射角光纖的導光原理光纖利用全反射將光線在信道內(nèi)定向傳輸光纖中心是密度較高的石英玻璃（二氧化硅）或塑料的纖芯，外面覆蓋著密度較小的石英玻璃或塑料的包層兩種材料的密度差異必須保證能夠使纖芯中的光線只能反射回來而不能折射入包層光纖一優(yōu)勢容量更大：以數(shù)百吉每秒的數(shù)據(jù)率傳輸傳輸幾十公里（對比：傳輸一公里，雙絞線幾兆，同軸電纜幾百兆）體積更小，重量更輕衰減更小隔絕電磁場：不怕沖激噪聲和串擾之類的干擾；安全，很難被人搭線竊聽轉(zhuǎn)發(fā)器的間隔更遠：更低的費用，相隔幾十或者百千米用轉(zhuǎn)發(fā)器光纖一應用長途線路：電話網(wǎng)，20k-60k話音信道，平均長度1500km市區(qū)中繼電路：100k話音信道，平均長度12km農(nóng)用交換干線電路：5k話音信道，長度范圍40-160km光纖用戶環(huán)路：Voice,text,image,andvideodataLANs：容量100Mbps-1Gbps光纖一傳輸特性光纖系統(tǒng)的頻率操作范圍1014到1015Hz間多模突變多束光線從光源經(jīng)由新蔡通過不同的光路傳播，按折射率分布的不同分為兩種類多個角度發(fā)射（ni>n2,都為常數(shù)） 光線以折線形狀，多條傳播路徑，信號畸變大，用于短距離傳輸多模漸變漸變的折射率成螺旋狀（n2為常數(shù)且nl隨r增加而有規(guī)律減小）；光線經(jīng)過較短路徑，畸變較??；LAN單模階躍模式，因纖芯直徑很小，入射角與反射角很大，幾乎沿軸線直線傳播；一個度，一條傳播路徑，長距離傳輸漸變型光纖纖芯的折射率nl是半徑r函數(shù)，nl隨r增加按一定規(guī)律減小，到達與包層的交界面為n2,而包層的折射率恒為n2,這種光纖的導光原理與上述不同。由于nl隨r的增加按一定規(guī)律減小，因此可根據(jù)nl（r）的不同，將纖芯分成若干層。波分復用（WavelenghDivisionMultiplexing）不同頻率的多路光線在同一光纖上傳輸，即在一根光纖上采用頻分復用技術(shù)，承載若干不同頻率點的光信號。FDM的一種形式。每一種顏色（波長）的光承載一個數(shù)據(jù)信道。無線傳輸感興趣的頻率范圍頻率范圍微波頻率：1GHz到40GHz,高方向性，點對點傳輸無線電波區(qū)：30MHzt01GHz,全向應用（射頻區(qū)）紅外線頻譜：3*1011到2c*1014,在特定區(qū)域完成點對點及多點應用非導向媒體通過天線發(fā)送和接收實現(xiàn)天線中的概念：各向同性天線，拋物面反射天線，天線增益拋物面反射天線（ParabolicReflectiveAntenna）天線增益天線是用來發(fā)射電磁能量或者收集電磁能量的電導體或者電導體系統(tǒng)（全向天線與定向天線）（電磁能量——電能量）天線增益：特定方向上的輸出功率與全向天線（各向同性天線）在任意方向上產(chǎn)生的功率之比GdB=101g（P2/P1）Pl定向天線發(fā)射功率，P2參考天線發(fā)射功率天線增益不是指比輸入功率更多的功率，而是方向性增加了。代價是其他方向功率減少。地面微波拋物面“碟狀”天線：最常見微波天線；電磁波聚集成細波束應用：長途電信服務，如話音和電視；視距內(nèi)傳輸，所需放大器或轉(zhuǎn)發(fā)器比同軸電纜少；點對點建筑物間用于閉路電視和局域網(wǎng)；蜂窩系統(tǒng)缺點：衰減大，易受天氣影響，干擾多頻譜范圍在1—40GHz,頻率越高，帶寬越寬，數(shù)據(jù)率越高，天線越小衛(wèi)星微波微波接力站衛(wèi)星從一個頻段接收信號，放大或再生，再從另一個頻段發(fā)送信號衛(wèi)星要求相對于地球的位置是恒定的：高度35,863km應用：電視廣播，長途電話傳輸，專用商業(yè)網(wǎng)絡頻率范圍為1到10GHz：低于1G,干擾多，高于10G,大氣吸收降水影響強衛(wèi)星通信特點：從地球站發(fā)送到接收有0.25秒的傳輸時延，影響語音通信和差錯控制流量控制；天生就是廣播工具：GPS廣播無線電全方向性的一Omnidirectional應用：廣播FM頻段；UHF頻段和VHF頻段電視廣播；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡應用30MHz到1GHz廣播通信的有效頻段電離層對高于30MHz電波透明，高于30MHz的傳輸范圍局限于視距范圍，相距很遠發(fā)送器不會相互干擾低于1G不會受下雨影響無線電損傷的主要來源是多徑干擾：地面，水域自然界或人造物體的反射紅外線發(fā)送/接收器調(diào)制不相干的紅外線光實現(xiàn)通信視距范圍直接傳輸或反射無法穿透墻體，比較安全，不受干擾不存在頻率分配問題無線傳播無線信號傳播三種路徑地波傳播（長波）FollowscontourofearthUpto2MHzAMradio天波傳播(短波)Amateurradio,BBCworldservice,VoiceofAmericaSignalreflectedfromionospherelayerofupperatmosphere(Actuallyrefracted)視距傳播(微波)Above30MhzMaybefurtherthanopticallineofsightduetorefractionMorelater.視距傳輸(微波)無線視距傳輸?shù)膿p傷自由空間損耗：離發(fā)送天線越遠，接收到的信號功率越弱大氣吸收：主要來自水蒸氣和氧氣：雨和霧引起的散射導致衰減多徑：信號被障礙物反射沿多條路徑傳播，如通過水域時，風使水的反射面運動，導致多徑傳播折射：大氣層的折射，海拔高度變化或其他大氣層狀態(tài)變化自由空間損耗(FreeSpaceLoss)自由空間損耗隨頻率增高而增高；考慮天線增益，空間損耗隨頻率增高而降低第五章信號編碼技術(shù)內(nèi)容概要數(shù)字數(shù)據(jù)，數(shù)字信號：為二進制分配電平，改變信號頻譜，并提供同步能力數(shù)字數(shù)據(jù)，模擬信號：幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)以及相移鍵控(PSK)模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號：脈碼調(diào)制(PCM)模擬數(shù)據(jù)，模擬信號：調(diào)幅(AM),調(diào)頻(FM),調(diào)相(PM)術(shù)語和概念數(shù)字信號離散的，非連續(xù)的電壓脈律序列一個脈沖就是一個信號元素每個數(shù)據(jù)比特都編碼成信號元素以傳輸二進制數(shù)據(jù)單極性的(unipolar)：信號元素具有相同正負號雙極性(bipolar)：信號傳輸中，一個邏輯狀態(tài)由正電平表示，另一個負電平表示數(shù)據(jù)信號傳輸數(shù)率(數(shù)據(jù)率)(datatransferrate)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，比特每秒為單位比特的持續(xù)時間或長度：發(fā)送器發(fā)送這個比特所需時間調(diào)制速率(modulationrate)：信號電平改變的速率，用波特表示指每秒出現(xiàn)多少個信號元素D：R/L=R/log2MD=調(diào)制速率，baud;1^=數(shù)據(jù)率，b/s;L=每個信號元素中的比特個數(shù)M=不同信號元素的個數(shù)接收數(shù)字信號的任務需要知道比特時序：timingofbits-whentheystartandend采樣和判別：signallevels信號接收的相關(guān)因素signaltonoiseratio(SNR增加，差錯率減少)datarateandBitErrorRatio(BER)(數(shù)據(jù)速率增加，BER增力口)Bandwidth(增加帶寬可使數(shù)據(jù)率增加)encodingscheme(從數(shù)據(jù)比特到信號元素之間的映射，目的提高傳輸性能)編碼選用相關(guān)因素信號頻譜(SignalSpectrum)：帶寬需求小(缺少高頻成分)；不需要直流分量；信號能量集中在傳輸帶寬中心時鐘同步(clocking)：提供獨立的時鐘同步機制；內(nèi)嵌時鐘信息差錯檢測(errordetection)：提供物理差錯檢測能力，更快檢測差錯信號干擾和抗噪聲度(signalinterferenceandnoiseimmunity)：誤碼率(SER),誤比特率(BER)費用和復雜性(costandcomplexity)：適當調(diào)制速率獲取高數(shù)據(jù)率編碼方式不歸零電平一NonreturntoZero-Level(NRZL)負電平代表一個二進制數(shù)，正電平代表另一個二進制數(shù)：即為不歸零電平NRZ-L1為負電平，0為正電平不歸零1制一NonreturntoZeroInverted(NRZI)比特的持續(xù)時間內(nèi)電平保持恒定數(shù)據(jù)的編碼形式是在一個比特起始時刻看信號有無跳變：1代表有跳變，0代表沒有例子，差分編碼：只需要比較相鄰兩個信號元素之間的正負極是否相同NRZ的優(yōu)勢和局限性Pros 用于數(shù)字磁記錄最容易實現(xiàn)；有效利用帶寬Cons 信號傳輸應用中沒有利用價值具有直流成分；缺乏同步能力雙極性AMI-Bipolar-AMI(交替信號反轉(zhuǎn))偽三進制Pseudoternary曼徹斯特一Manchester差分曼徹斯特一DifferentialManchester雙極性8零替換一B8ZS高密度雙極性3零一HDB3多電平二進制(MultilevelBinary)雙極性一AMI(alternatemarkinversion)使用多余2個電平“0”沒信號，“1”表示正電平和負電平：記性交替?zhèn)稳M制(Pseudoternary)使用兩個以上的電平"1”表示信號電平的無absenceofalinesignal“0”表示正負電平交替多電平二進制一Pros&GonsPros：出現(xiàn)長串“1”不會失去同步?jīng)]有直流成分能提供一個簡單的差錯檢測方法：檢測脈沖Cons：在AMI中出現(xiàn)長串"0"或在偽三進制Pseudoternary出現(xiàn)長串“1”的問題插入額外比特強制跳變使用擾碼技術(shù)編碼效率不如NRZ高，需更高的信噪比雙相位曼徹斯特一Manchester每個比特周期中央存在一個跳變跳變表示了數(shù)據(jù)和定時機制：低到高表示1,高到低表示0用于IEEE802.3差分曼徹斯特一DifferentialManchester中央的跳變只提供定時關(guān)系0表示比特周期起始時存在跳變，1表示比特周期起始沒有跳變注：這是一個差分編碼技術(shù)用于IEEE802.5雙相位的優(yōu)勢和局限性Cons：比特周期內(nèi)至少一次跳變，可能兩次所以最大調(diào)制率時NRZ的兩倍也需要更大的帶寬Pros：同步無直流成分差錯檢測：一個期待的跳變丟失用于檢測差錯擾碼技術(shù)利用擾碼機制替換可能導致線路上產(chǎn)生的恒定電平的比特序列填入比特序列必須產(chǎn)生足夠多的跳變以保持同步接收器必須能夠識別填入的比特序列，并用原數(shù)據(jù)序列取而代之與原比特序列的長度一樣數(shù)字數(shù)據(jù)，模擬數(shù)據(jù)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器(modulator-demodulator)聲音：300Hzto3400Hz數(shù)據(jù)：600Hzt03000Hz(帶寬2400Hz)調(diào)制技術(shù)幅移鍵捽Amplitudeshiftkeying(ASK)頻移鍵控Frequencyshiftkeying(FSK)相移鍵控Phaseshiftkeying(PK)性能比較幅移鍵捽不同的載波振幅所代表的值不同通常，一個幅度為零i.e.presenceandabsenceofcarrierisused易受突變的增益變化的影響效率低在話音級線路上，用于數(shù)據(jù)率不高于1200bps的情況下使用在經(jīng)光纖傳輸?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)頻移鍵控不同的頻率代表不同的值(載波附近)比ASK的抗差錯性稍強在話音級線路上，典型的數(shù)據(jù)率為1200bps高頻無線電傳輸在使用同軸電纜的局域網(wǎng)中，他甚至可用于更高的頻率正交相移鍵控(QuadraturePSK)getmoreefficientuseifeachsignalelementrepresentsmorethanonebiteg.shiftsofn/2(90°)eachelementrepresentstwobitssplitinputdatastreamintwo&modulateontocarrier&phaseshiftedcarriercanuse8phaseangles&morethanoneamplitude9600bpsmodemuses12angles,fourofwhichhavetwoamplitudes傳輸帶寬和性能ASK&PSK BT=(1+r)R0<r<lFSK BT=2AF+(1+r)RAF=f2-fc=fc-fl多值PSK/1+7* /1+TxBt=( )R=( )R多值PSK L log2MASK/PSK帶寬直接和比特率相關(guān)多級PSK帶寬效率提升明顯在噪聲情況下，PSK和QPSK的BER對于ASK和FSK有3dB的增益與數(shù)字信號傳青帶寬要求對比 BT=0.5*(1+r)D5.3模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號數(shù)字化：模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)數(shù)字數(shù)據(jù)可以使用NRZ-L編碼技術(shù)傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)可以使用NRZ-L以外的其他編碼技術(shù)傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)則可以轉(zhuǎn)換為模擬信號模擬數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換用編解碼器：脈沖編碼調(diào)制；增量調(diào)制脈碼調(diào)制PulseCodeModulation(PCM)采樣原理：“Ifasignalissampledatregularintervalsataratehigherthantwicethehighestsignalfrequency,thesamples containallinformationinoriginalsignal"eg.4000Hzvoicedata,requires8000samplepersec脈幅調(diào)制pulseamplitudemodulation(PAM)：strictlyhaveanalogsamples模擬數(shù)據(jù)，模擬信號為什么要對模擬信號調(diào)制？需要比較高的頻率便于傳輸(如天線問題)；可以使用頻分復用技術(shù)(chapter8)調(diào)制類型：幅度；頻率；相位采樣:指用每隔一定時間的信號樣值序列來代替原來在時間上連續(xù)的信號,也就是在時間上將模擬信號離散化量化:是用有限個幅度值近似原來連續(xù)變化的幅度值,把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的離散值編碼：是按照一定的規(guī)律，把量化后的值用二進制數(shù)字表示第六章數(shù)字數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸：并行串行：同步開立串行傳輸在同一個時間內(nèi)，信號元素是一個個傳輸每個信號元素可能：少于一個比特；一個比特；多余一個比特接收器采樣傳輸損傷定時關(guān)系：到達時間和每個比特周期采樣時間：每個比特時間的中央時刻同步異步傳輸定時問題要求一個機制來同步收發(fā)器接收器在比特中央對信息流采樣如果時鐘排列不規(guī)則或者漂移，那么足夠多的比特發(fā)送將導致在錯誤時間采樣的后果有兩個解決同步時鐘的辦法：異步傳輸；同步傳輸異步傳輸拒絕傳輸無中斷的長比特流只需要在每個字符內(nèi)保持時序正確或者說同步就可以了。在每個新字符的開始時，接收器都有機會重新取得同步。同一時間傳輸?shù)淖址麛?shù)據(jù)：5至8比特定時在每個字符內(nèi)保持每個字符都要求重新取得同步異步-過程對于穩(wěn)定信息流，字符的間隔是均勻分布的(停止元素的長度)例子：發(fā)送IRA字符“ABC”1起始比特，7位數(shù)據(jù)比特，1校驗比特，1停止比特空閑state,receiver接收器搜索transition從1to0Then采樣下個7位間隔intervals(字符長度)Thenlooksfor下個transitionfrom1to0為下個字符定時差錯差錯：比特采樣差錯；組幀差錯異步優(yōu)缺點簡單便宜但是每個字符至少要求2-3個額外開銷(overhead=20%)為了取得更高的效率，使用不同形式的同步即：synchronoustransmission同步-比特級傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊沒有起始和終止位時鐘必須同步可以使用separateclockline(oneshortpulseperbittime)有利于短距離傳輸遭受傳輸損傷(forlongdistances)在數(shù)據(jù)中嵌入時鐘信息Manchesterencoding(digital)Carrierfrequency(analog)同步-數(shù)據(jù)塊級必須指示數(shù)據(jù)塊的起始和結(jié)束使用preamble和postamble比異步效率更高(loweroverhead)Example：HDLC48bitscontrolinformation,preambleandpostambleEachdatablocks1000charactersoverhead=48/(8x1000+48)xl00%=0.6%差錯類型單比特差錯孤立的差錯狀態(tài)只改變一個比特白噪聲引起突發(fā)性差錯連續(xù)的B比特序列中第一個和最后一個比特以及任意多個中間比特接收不正確沖激噪聲引起移動無線環(huán)境中的信號衰弱引起差錯檢測錯誤在所難免使用error-detectingcode檢測附加在發(fā)送器接收器重新計算和檢測也有可能存在不能檢測到的錯誤奇偶校驗設置奇偶比特，看字符“1”個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)(偶校驗evenparity)(奇校驗oddparity)比特錯誤偶數(shù)個檢測不到奇偶校驗最簡單的差錯檢測機制典型的例子：字符的傳輸偶校驗用于同步傳輸奇校驗用于異步傳輸不安全性：一噪聲脈沖的長度經(jīng)常破壞一個以上的比特例子If發(fā)送器發(fā)送anIRAG(1110001)并且使用奇校驗，就附加1,然后發(fā)送11110001。接收器檢測接受的字符，如果1s的個數(shù)是odd,假設沒錯誤發(fā)送。If1bit(oranyoddnumberofbits)在傳輸中錯誤翻轉(zhuǎn)forexample11100001,那么接收器就能檢測到一個錯誤。Notethat,if2bits(oranyevennumber)由于錯誤，anundetectederroroccurs循環(huán)冗余校驗循環(huán)冗余檢驗Cyclicredundancycheck,CRC模2運算使用無進位的二進制加法，即異或(XOR)操作多項式數(shù)字邏輯CRC最常用最有效的方法給定一個kbits數(shù)據(jù)塊，發(fā)送器生成一個(n-k)位比特序列(FCS)必須使最后得到的含有n個比特的幀可以被預先設定的整數(shù)整除接收器用預先設定的整數(shù)把幀區(qū)分：沒有余數(shù)就說明沒有錯誤模2運算使用無進位的二進制加法：theexclusive-OR(XOR)異或操作定義如下：丁=要發(fā)送的n位幀，forn<kM(D)=k-bit數(shù)據(jù)塊，T中前k位F=n-k位bitFCS,T中后n-k位P=n-k+l位的特定比特序列；它是預定的除數(shù)predetermineddivisor差錯糾正重傳不適用于無線通信，原因如下：無線鏈路上的比特差錯率相當高：導致大量的數(shù)據(jù)重傳很長的傳播時延，單幀傳輸時間也相當長：導致系統(tǒng)效率非常低Infact,wehope：接收器能夠在接收過程中根據(jù)傳輸比特來糾正差錯.四種輸出的情況沒有比特差錯某些差錯模式，解碼器可以檢測并糾正某些模式，能檢測但無法糾正檢測不出來(比較少見)差錯糾正是通過傳輸報文附加冗余信息完成的：即塊糾錯碼塊碼原理漢明距離d(vl,v2)兩個n-bit二進制序列vl和v2之間的漢明距離就是vl和v2之間不同比特個數(shù)。Examplevl=011011,v2=l10001那么d(vl,v2)=3第七章數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路層功能P193向網(wǎng)絡層提供服務接口組幀差錯檢測與控制，糾正傳輸比特差錯流量控制，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流量：發(fā)送站的速度＜=接受站接納幀的速度尋址：多點線路鏈路支持自身的控制，不需要為控制信息另外設立一條無力獨立的通信路徑鏈路管理-數(shù)據(jù)交換的初始化，維持已經(jīng)拆除流量控制P194確保發(fā)送實體發(fā)送的數(shù)據(jù)不會超出接收實體接收數(shù)據(jù)能力的一種技術(shù)：防止緩存溢出傳輸單位一幀接收方的緩存空間有限傳輸時間越長，產(chǎn)生差錯可能性越高，重傳數(shù)據(jù)量大不希望某站點長時間占用傳輸媒體傳輸時間一Transmissiontime：一個幀的所有比特送到媒體上所花的時間傳播時間一Propagationtime：個比特經(jīng)過鏈路從源點到終點所花的時間停止等待流量控制源實體傳輸一個幀目的實體收到幀并發(fā)送確認下個幀發(fā)送前等待確認目的實體可以通過不發(fā)送確認而停止數(shù)據(jù)流適合發(fā)送比較長的幀停止等待變得不合適：多個幀傳送，長的比特長度鏈路傳輸時間與傳播時間Transmissiontime 3…將一幀所有比特發(fā)送到傳輸媒體所花的時間馬幀的長度成正比傳輸時間4/R1=以比特為單位的幀長度Propagationtime(propagationdelay) tprop一個比特通過鏈路的時間傳播時間=d/V(1=以米為單位的鏈路距離丫=以01/5為單位的傳播速度停止等待鏈路利用率鏈路的比特長度bitlengthB-Rx(d/v) R：bpsd：munguidedmedia:v=3*108m/sguidedmedia:v=2*10"m/s傳送數(shù)據(jù)的總時間T=iiTf=n(tfrane+21prop)T產(chǎn)tpr°p+tframe+tproc+tprop+tack+tp「比線路利用率或者效率線路利用率或者效率u=ntframe/n(tframe+2tprop)-1frame/(tframe+2tprop)=l/(l+2a)a—tprop/1frametransmissiontime歸 化propagationtime示為變量a二B/L。d/VRdCl= = =—a的另一個表達式 —L；R憶當a<l和a>l時，皆有：Totaltime=l+2au=l/(l+2a)滑動窗口流量控(不看)允許多個幀傳送接收器分配W個幀的緩存發(fā)送器可以在沒有確認的情況下發(fā)送W個幀每個幀都有序號標識ACK包括下個希望接收的幀序號序號大小是受限的：K比特長的字段模編號為2k；窗口大小2卜一1發(fā)送方滑動窗口當發(fā)送出數(shù)據(jù)時，滑動窗口從左邊開始收縮：當收到確認時，滑動窗口向右擴展接收方滑動窗口當接收到數(shù)據(jù)時，滑動窗口從左邊開始收縮：當發(fā)送確認時，滑動窗口向右擴展滑動窗口的改進接收方可以通過不允許繼續(xù)發(fā)送(RNR:ReceiveNotReady)來對幀進行確認必須送一個正常確認(RR)給予恢復如雙向發(fā)送，使用piggybacking(捎帶確認)如無數(shù)據(jù)發(fā)送，使用確認幀，使用確認幀如果只送數(shù)據(jù)而不需發(fā)送確認，則重送上一個確認編號，或者設置ACK有效標志(TCP)提高了鏈路利用率差錯控制檢測和糾正幀傳輸中的差錯：丟失的幀；損壞的幀自動重傳請求(ARQ)所包含技術(shù)：差錯檢測；肯定確認；超時重傳；否認與重傳ARQ種類：停止等待stop-and-waitARQ；返回Ngo-back-NARQ；選擇拒絕selective-rejectARQ停止和等待ARQ源點發(fā)送一個幀等待ACK收到損壞的幀，丟棄它：發(fā)送器超時；沒有收到確認，重傳確認幀損壞，發(fā)送器無法辨認：定時器導致重傳；接收到兩個互為副本的幀，需幀標記；使用ACKO和ACK1停止和等待的優(yōu)勢和不足簡單低效率返回N基于滑動窗口窗口控制幀的最大數(shù)目無差錯，終點肯定確認(RR)接收到的幀有差錯，發(fā)送一個否認(REJ)：放棄這個幀及之后的所有幀；發(fā)送器必須重傳有差錯的幀及后面所有的幀返回N一損壞的幀接收器檢測到第i個幀出錯：發(fā)送否認i；發(fā)送器得到否認i(REJi)；發(fā)送器重傳幀i以及后面所有的幀返回N一丟失的幀幀i丟失：發(fā)送器發(fā)送i+1；接收器收到i+1發(fā)現(xiàn)次序不對；發(fā)送一個拒絕I(REJi);發(fā)送器重新回到幀i并重傳幀i丟失并且發(fā)送端沒有發(fā)送幀i+1接受器沒接受到任何幀并且不返回RR或REJ發(fā)送器超時，傳輸一個RR幀，包含一個被置為1的P比特的比特接收器將這個比特解釋為命令，該命令要求接收器發(fā)送一個RR響應，表明自己希望接受到下個幀，即幀i發(fā)送器重傳幀I(重傳未必一定是REJ觸發(fā))返回N—損壞的RR發(fā)送器收到，并發(fā)送RR(i+1)它在傳輸中丟失確認是累積的，下一個RR(i+n)可能在幀i時前到達定時器超時傳輸RR,并設置一個P比特計時器在啟動復位過程前這個過程將重復數(shù)次(發(fā)送器發(fā)送新的RR,啟動P比特計時器)返回N—損壞的REJ如同前面的損壞的幀返回NARQ窗口大小設置K比特長的字段模編號為2卜窗口大小2卜,例：3比特序號字段，如果窗口為8。發(fā)送幀0并返回RR1,接著發(fā)送1,2,3,4,5,6,7,0,得到RR1,重傳號產(chǎn)生模糊選擇拒絕ARQ也叫選擇重傳只有拒絕的幀被重傳順序幀被接收并緩存它們重傳幀的數(shù)量降低到了最小接收器必須維護一個足夠大的緩存和排序邏輯發(fā)送方也需要具有能夠發(fā)送時序幀的更為復雜的邏輯窗口大小限制更嚴格叭2k,：A發(fā)送幀0到幀6累積確認RR7丟失定時器超時，A重傳幀0但B接受窗口滑動到可接受幀7,0,1,2,3,4,5產(chǎn)生幀號模糊高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)一站點類型主站：控制鏈路操作；發(fā)出的幀稱為命令；為鏈路上的每個從站維護獨立的邏輯鏈路從站：主站的控制下操作；發(fā)出的幀稱為響應混合站：發(fā)出的幀可以是命令或者是響應鏈路設置非平衡設置：一個主站和一個或多個從站；支持全雙工或半雙工傳輸平衡設置：兩個混合站組成；支持全雙工或半雙工傳輸數(shù)據(jù)傳送方式正常響應方式(NRM)非平衡設置主站初始化到從站的數(shù)據(jù)傳送從站通過傳輸數(shù)據(jù)來響應主站的命令，只有接收到主戰(zhàn)命令才能傳輸數(shù)據(jù)用于多點線路多個終端連接到一個主計算機上終端作為從站異步平衡方式(ABM)平衡設置兩個混合站都能夠初始化數(shù)據(jù)傳輸，不需要得到許可使用最廣泛沒有用于輪詢的額外開銷異步響應方式(ARM)非平衡設置在主站沒有明確允許下，從站能夠初始化傳輸主站對線路全權(quán)負責，包括初始化、差錯恢復以及鏈路邏輯斷開ARM很少被使用幀結(jié)構(gòu)同步傳輸，所有傳輸以幀的形式獨立的幀格式能夠完全滿足各種類型的數(shù)據(jù)和控制交換標志字段在幀的兩端起定界作用01111110模式一個幀的結(jié)束標志，也是起始標志接收方搜索標志序列用于幀起始同步比特填充用于避免和包含011111(0)10的數(shù)據(jù)混淆出現(xiàn)5個1插入一個附加05個1的模式出現(xiàn)，檢查下個比特：如果是，則刪除如果是1且第7個比特是0,組合被認為是標志字段；如果后面兩 個比特都是1,發(fā)送方指明異常中止地址字段標識了傳輸該幀或準備接收這個幀的從站通常為8比特可以使用擴展格式，長度是7比特的倍數(shù)每個八位組的最低位是1或0取決于它是不是字段的最后一個八位組八位組地址11111111,讓主站廣播幀，所有從站都能接收到控制字段不同幀類型的幀不同幀類型有：信息幀一向用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)：在信息幀中捎帶了流量控制和差錯控制數(shù)據(jù)監(jiān)控幀一未使用捎帶時提供了ARQ機制無編號幀一提供增補的鏈路控制字段中前一位或兩位用做幀類型的標識輪詢/結(jié)束比特應用與環(huán)境有關(guān)命令幀：P比特；1是向?qū)Φ葘嶓w請求(輪詢)響應幀響應幀：F比特；1表示發(fā)送的響應幀是一個請求命令的結(jié)果信息字段只有信息幀和無編號幀必須有整數(shù)個八位組成長度可變FCS幀檢驗序列差錯檢測碼16比特的CRC32比特的CRCHDLC的操作交換信息幀、監(jiān)控幀及無編號幀3個階段初始化：請求三種工作方式(NRM,ABM.ARM);指出3比特還是7比特的序號；另一方接收(UA)或者拒絕(DM)數(shù)據(jù)傳送:I幀:N(S),N(R)；S幀：RR,RNR,REJ,SREJ中止操作：任何一方可以拆鏈(DISC),UA確認第八章復用(Multiplexing)復用(Multiplexing)提高鏈路利用率另一方法-多個鏈路在同一物理線路上傳輸長途骨干網(wǎng)都是大容量的光線、同軸電纜或者微波電路線路有FDIN/I,TDI\/I,STDIN/I復用被1泛應用的原因數(shù)據(jù)率越高，傳輸設施性價比越高大部分通信設備數(shù)據(jù)率要求并不高(9600bps-64Kbps)頻分復用(FrequencyDivisionMultiplexing)(FDM)傳輸媒體的有效帶寬超出被傳輸?shù)男盘枎挄r，可以使用FDM載波間距大，信號頻譜不會重疊需要保護頻帶信道FDMVoicebandExample要解決兩個問題串擾交調(diào)噪聲FDMCATVExampleAM調(diào)制，視頻基帶4MHz三個載波：視頻載波，色彩副載波和音頻載波同軸電纜(5001\/IHz)可傳輸數(shù)十路電視信號同步時分復用(SynchronousTimeDivisionMultiplexing)傳輸媒體能夠達到的數(shù)據(jù)率超出被傳輸?shù)臄?shù)字信號數(shù)據(jù)率時，可使用同步時分復用不同時間交錯傳輸每個信號中的一部分交錯可以是比特，字節(jié)或者數(shù)據(jù)塊TDMLinkControl復用幀無頭部和尾部(noheadersandtrailers),也無需數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，無差錯控制復用的線路上的數(shù)據(jù)率是固定的，且復用器和分用器的設計就是要以這個數(shù)據(jù)率操作基于單信道的流量和差錯控制流量控制(flowcontrol)datarateofmultiplexedlineisfixedifonechannelreceivercannotreceivedata,theothersmustcarryoncorrespondingsourcemustbequenched(抑制)leavingemptyslots差錯控制(errorcontrol)errorsdetected8chandledonindividualchannel組幀(Framing)沒有提供標志或者SYNC字符為TDM幀定界需要使用其他手段確保幀同步增加數(shù)字組幀(addeddigitframing)onecontrolbitaddedtoeachTDMframeidentifiablebitpatternusedoncontrolchanneleg.