信息傳輸基礎(chǔ)知識(shí)

信息傳輸重點(diǎn)內(nèi)容基本概念●多路復(fù)用信道●數(shù)據(jù)交換技術(shù)傳輸媒體●差錯(cuò)控制編碼2/3/202311.基本概念①數(shù)據(jù)(Data)：傳遞（攜帶）信息的實(shí)體，信息(Information)則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。--模擬(Analog)數(shù)據(jù)與數(shù)字(Digital)數(shù)據(jù)②信號(hào)(Signal)：數(shù)據(jù)的物理量編碼（通常為電編碼），數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式傳播。--模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)--基帶(Baseband)與寬帶(Broadband)信號(hào)1.1一些術(shù)語2/3/20232③信道(Channel)：傳送信息的線路（或通路）。④比特率(BitRate)：數(shù)據(jù)傳輸速率(bps，b/s)。⑤碼元(CodeCell)：時(shí)間軸上的一個(gè)信號(hào)編碼單元t碼元1碼元2碼元3碼元4碼元5信號(hào)同步脈沖同步脈沖：用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元的開始2/3/20233⑥波特率(Baud)：每秒傳送的碼元數(shù)(即信號(hào)傳送速率)。

1Baud=（log2M）bps

其中M是信號(hào)的編碼級(jí)數(shù)。也可以寫成 Rbit=Rbaudlog2M

例如：4級(jí)編碼

一個(gè)信號(hào)往往可以攜帶多個(gè)二進(jìn)制位，所以在固定的信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。換句話說，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特（bit）。2/3/20234⑦帶寬(Bandwidth)：信號(hào)或信道占據(jù)的頻率范圍⑧信道容量(Channelcapacity)：信道的最大數(shù)據(jù)率⑨誤碼率(Biterrorrate)：信道傳輸可靠性指標(biāo) P=錯(cuò)誤的位數(shù)/傳輸?shù)目偽粩?shù) ⑩信息編碼：將信息用數(shù)據(jù)表示的方法。⑾數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)用物理量表示的規(guī)則。

例如：字母‘A’的ASCII編碼為01000001，其數(shù)據(jù)編碼可能為01000001t2/3/202351.2通信系統(tǒng)模型①通信的三個(gè)要素：信源、信宿和信道②任何一個(gè)通信系統(tǒng)都可以抽象為以下模型：噪聲信源編碼調(diào)制信道解調(diào)解碼信宿編碼器：數(shù)據(jù)適合傳輸?shù)男盘?hào)——便于識(shí)別、糾錯(cuò)調(diào)制器：信號(hào)適合傳輸?shù)男问健搭l率、幅度、相位解調(diào)器：接收波形數(shù)字信號(hào)序列解碼器：傳輸信號(hào)原始數(shù)據(jù)2/3/20236信息→數(shù)據(jù)→信號(hào)→在介質(zhì)上傳輸→信號(hào)→數(shù)據(jù)→信息通信系統(tǒng)的任務(wù)③信息通過通信系統(tǒng)傳輸

把攜帶信息的數(shù)據(jù)用物理信號(hào)形式通過介質(zhì)傳送到目的地。信息和數(shù)據(jù)（0、1比特）不能直接在介質(zhì)上傳輸。2/3/20237④通信系統(tǒng)的構(gòu)成◆數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：1）傳輸線路（包括傳輸介質(zhì)和中繼設(shè)備）2）傳輸設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器、多路復(fù)用器、交換機(jī)、路由器等◆數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：如指計(jì)算機(jī)。⑤通信基本過程—包含兩項(xiàng)內(nèi)容：數(shù)據(jù)傳輸和通信控制建立物理連接→建立邏輯連接→數(shù)據(jù)傳送→斷開邏輯連接→斷開物理連接（對(duì)比：打電話的過程）2/3/202382.信道及其主要特征2.1數(shù)字信道和模擬信道①數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式（離散信號(hào)）傳輸數(shù)據(jù)的信道。②模擬信道：以連續(xù)模擬信號(hào)形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。2/3/202392.2模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)①模擬信號(hào)：時(shí)間上連續(xù)，包含無窮多個(gè)值②字信號(hào)：時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值tta)模擬信號(hào)b)數(shù)字信號(hào)2/3/2023102.3周期信號(hào)和非周期信號(hào)①周期信號(hào)：信號(hào)由不斷重復(fù)的固定模式組成（如正弦波）②非周期信號(hào)：信號(hào)沒有固定的模式和波形循環(huán)（如語音的音波信號(hào)），能被分解成無數(shù)個(gè)周期信號(hào)的疊加。ttTTTTTT周期信號(hào)2/3/202311數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)

?抗噪聲（干擾）能力強(qiáng)

?可以控制差錯(cuò)，提高了傳輸質(zhì)量

?便于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理

?易于加密、保密性強(qiáng)

?可以傳輸語音、數(shù)據(jù)、影像，通用、靈活

僅在不得已的情況下，才會(huì)采用模擬通信。如用modem通過撥號(hào)線路傳輸數(shù)字信號(hào)。2/3/2023122.4傳輸模式(通信方式)—數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向?單工：數(shù)據(jù)單向傳輸（無線電廣播）?半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不能在同一時(shí)刻雙向傳輸（對(duì)講機(jī)）?全雙工：數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向傳輸（電話）

兩個(gè)方向的信號(hào)共享鏈路帶寬：1）鏈路具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線路，或2）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號(hào)傳輸2/3/202313串行傳輸和并行傳輸2/3/202314數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)

1．模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)

（1）有效性用單位時(shí)間內(nèi)傳輸信息量的多少來衡量； （2）可靠性

用信號(hào)與噪聲平均功率之比或均方誤差來衡量；2．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)

（1）傳輸速率

（2）差錯(cuò)率 數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)常用，誤碼率和誤比特率表示。

返回本節(jié)2/3/2023152.5數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸方式?基帶傳輸：不調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號(hào)直接在信道上傳送。

例如：以太網(wǎng)?頻帶傳輸：調(diào)制成模擬信號(hào)后再傳送，接收方需要解調(diào)

例如：通過電話模擬信道傳輸2/3/2023162.6數(shù)據(jù)同步方式目的是使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致(包括開始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等)。有三種同步方法：

●位同步

●字符同步（異步傳輸）

●幀同步（同步傳輸）2/3/202317①位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步

●外同步——發(fā)送端發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用它來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。

●自同步——通過特殊編碼（如曼徹斯特編碼），這些數(shù)據(jù)編碼信號(hào)包含了同步脈沖，接收方提取同步信號(hào)來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。2/3/202318②字符同步：以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收，也稱為起止式或異步制——每兩個(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定。

每個(gè)字符的傳輸需要：

1個(gè)起始位

5，6，7，8個(gè)數(shù)據(jù)位

1，1.5，2個(gè)停止位—頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開始時(shí)都會(huì)重新同步—增加了輔助位，所以效率低

例如，1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、2個(gè)停止位時(shí)，其效率為8/11＜72％2/3/202319幀（Frame）——包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊（包）幀起始控制信息數(shù)據(jù)幀結(jié)束校驗(yàn)和0-n8bit8bit8-32m面向比特的——以特殊位序列（7EH）作為幀（起始）標(biāo)志來標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開始，適用于任意數(shù)據(jù)類型的幀。面向字符的——以同步字符（SYN，16H）來標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開始，適用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。③幀同步：識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。2/3/2023202.7信道最大數(shù)據(jù)傳輸率M最大數(shù)據(jù)率(C)26000bps412000bps818000bps1624000bps3230000bps6436000bpsC=2Wlog2MC=傳輸率，單位b/s或bpsW=帶寬，單位HzM=信號(hào)電平級(jí)數(shù)例如：話音級(jí)線路(3000Hz)的信道容量計(jì)算，如右圖所示。Nyquist公式為估算已知帶寬信道的最高速率提供了依據(jù)。Nyquist公式：用于理想的通信道2/3/2023212.8非理想信道實(shí)際的信道上存在三類損耗：衰減、延遲、噪聲。①衰減

信道的損耗引起信號(hào)強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致信噪比S/N降低。②延遲信號(hào)中的各種頻率成分在信道上的延遲時(shí)間各不相同，在接收端會(huì)產(chǎn)生信號(hào)畸變。③噪聲

熱噪聲：由導(dǎo)體內(nèi)的熱擾動(dòng)引起，又稱為白噪聲。

串?dāng)_：信道間產(chǎn)生的不必要的耦合。例：多對(duì)雙絞線

脈沖噪聲：非連續(xù)、隨機(jī)、振幅較大。多由外部電磁干擾造成（閃電、大功率電機(jī)啟動(dòng)等）。噪聲將破壞信號(hào)，產(chǎn)生誤碼。持續(xù)時(shí)間0.01s的干擾可以破壞約560個(gè)比特（56Kbps）。2/3/2023223.信息傳輸技術(shù)光纖傳輸技術(shù)微波傳輸技術(shù)衛(wèi)星傳輸技術(shù)2/3/2023233.1光纖傳輸技術(shù)光纖導(dǎo)光原理光纖的分類光纖通信系統(tǒng)光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)2/3/2023243.1.1光纖導(dǎo)光原理實(shí)際上，只要射到光纖表面的光線的入射角大于某一臨界角度，就可以產(chǎn)生全反射，并且可以存在許多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸，這種光纖就稱為多模光纖（MultimodeFiber），如圖所示。（a）折射角大于入射角（b）光波在纖芯中傳播（c）62.5/125μm漸變增強(qiáng)型多模光纖2/3/202325光纜的結(jié)構(gòu)大致可分為纜芯（CableCore）和保護(hù)層（Sheath）兩大部分，圖為四芯光纜剖面的示意圖。四芯光纜剖面示意圖2/3/2023263.1.2光纖的分類①單模光纖與多模光纖單模光纖——只能傳輸一種模式光波的光纖稱為單模光纖。單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纖——在給定的工作波長上，能傳輸多種光波模式的光纖稱為多模光纖。與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能較差，但是其制造、耦合與連接比單模光纖簡單。2/3/202327②跳變式光纖和漸變式光纖跳變式光纖纖芯的折射率和保護(hù)層的折射率都是一個(gè)常數(shù)。在纖芯和保護(hù)層的交界面，折射率呈階梯型變化。漸變式光纖纖芯的折射率隨著半徑的增加按一定規(guī)律減小，在纖芯與保護(hù)層交界處減小為保護(hù)層的折射率。纖芯的折射率的變化近似于拋物線。2/3/2023283.1.3光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)主要是由光源、光纖線路和光檢測器三個(gè)基本部分組成。如圖所示。2/3/2023293.1.4光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)①傳輸頻帶非常寬，通信容量大。②傳輸損耗小，中繼距離長，對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。③抗雷電和電磁千擾性能好。④無串音干擾，保密性好，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)。⑤體積小，重量輕。⑥資源豐富，節(jié)約有色金屬和能源。2/3/202330多模光纖和5類雙絞線的衰減與頻率關(guān)系如圖所示，當(dāng)傳輸頻率超過100MHz時(shí)，5類雙絞線隨著頻率的增加衰減愈來愈大；而光纖在300MHz以內(nèi)，衰減基本不變。光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖2/3/2023313.2.無線電短波通信在一些電纜光纖難于通過或施工困難的場合，例如，高山、湖泊或島嶼等，即使在城市中挖開馬路敷設(shè)電纜有時(shí)也很不劃算，特別是通信距離很遠(yuǎn)，對(duì)通信安全性要求不高，敷設(shè)電纜或光纖既昂貴又費(fèi)時(shí)，若利用無線電波等無線傳輸介質(zhì)在自由空間傳播，就會(huì)有較大的機(jī)動(dòng)靈活性，可以輕松實(shí)現(xiàn)多種通信，抗自然災(zāi)害能力和可靠性也較高。2/3/202332波段波長范圍頻率名稱頻率范圍代號(hào)長波1000~10000m低頻30~300KHzLF中波100~1000m中頻300~3000KHzMF短波10~100m高頻3~30MHzHF超短波1~10m甚高頻30~300MHzVHF微波分米波1~10dm高頻300~3000MHzUHF厘米波1~10cm高頻3~30GHzSHF毫米波1~10mm高頻30~300GHzEHF分米波、厘米波、毫米波的波長小于1米，稱之為微波。中波主要沿地面?zhèn)鞑ィ@射能力比較強(qiáng)，適合廣播和海上通信；短波具有較強(qiáng)的電離層反射能力，適合于環(huán)球通信；超短波和微波以直線傳播為主，作視距或超視距中繼通信。微波的傳播特性如同光波，在傳播途徑上沒有或基本沒有阻擋時(shí)繞射可忽略，與利用電離層反射進(jìn)行的“超視距”傳播相比，視距微波的傳播特性穩(wěn)定、外界干擾也比較小。2/3/2023333.3地面微波接力通信無線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)頻率范圍為300MHz～300GHz，主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。微波在空間主要是直線傳播，并且能穿透電離層進(jìn)入宇宙空間，不像短波那樣經(jīng)電離層反射傳播到地面上其他很遠(yuǎn)的地方，由于地球表面是個(gè)曲面，因此其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)，一般只有50km左右，長途通信時(shí)必須建立多個(gè)中繼站，中繼站把前一站發(fā)來的信號(hào)經(jīng)過放大后再發(fā)往下一站，類似于“接力”，如果中繼站采用100m高的天線塔，則接力距離可增大到100km。2/3/2023342/3/2023353.4.紅外線和激光

紅外線通信和激光通信就是把要傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換成紅外光信號(hào)和激光信號(hào)直接在自由空間沿直線進(jìn)行傳播，它比微波通信具有更強(qiáng)的方向性，難以竊聽、插入數(shù)據(jù)和進(jìn)行干擾，但紅外線和激光對(duì)雨霧等環(huán)境干擾特別敏感。

2/3/2023363.5衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信就是利用位于3萬6千公里高空的人造地球同步衛(wèi)星作為太空無人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信的距離限制，其最大特點(diǎn)就是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)。

衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)是：衛(wèi)星通信的頻帶比微波接力通信更寬，通信容量更大，信號(hào)所受到的干擾也較小，誤碼率也較小，通信比較穩(wěn)定可靠。

衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)是：傳播時(shí)延較長。

返回本節(jié)2/3/202337衛(wèi)星傳輸原理示意圖2/3/202338衛(wèi)星通信系統(tǒng)示意圖2/3/2023393.6VSAT衛(wèi)星通信

VSAT（VerySmallApertureTerminal，甚小口徑地球終端）是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來并于90年代得到廣泛應(yīng)用的新一代數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。VSAT網(wǎng)通常由一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)大型主站和大量的VSAT小站組成，能單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。VSAT具有很多優(yōu)點(diǎn)，如：設(shè)備簡單、體積小、耗電少、組網(wǎng)靈活、安裝維護(hù)簡便、通信效率高等，尤其適用于大量分散的業(yè)務(wù)量較小的用戶共享主站，所以許多部門和企業(yè)多使用VSAT網(wǎng)來建設(shè)內(nèi)部專用網(wǎng)。2/3/202340四、數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)信道：模擬信道、數(shù)字信道不同類型的信號(hào)在不同類型的信道上傳輸有4種組合，每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行不同的編碼處理。2/3/202341模擬傳輸和數(shù)字傳輸話音模擬傳輸模擬數(shù)字模擬模擬CODEC數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字編碼數(shù)字模擬數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)10101010Modem2/3/202342EncoderDecoderModulatorDemodulator數(shù)字或模擬數(shù)字或模擬數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)g(t)m(t)px(t)s(t)g(t)m(t)數(shù)字或模擬數(shù)字或模擬P—調(diào)制參數(shù)編碼調(diào)制編碼和調(diào)制用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼用模擬信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制2/3/2023431.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

不歸零制(NRZ，Non-ReturntoZero)二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表示。 常用－5V表示1，＋5V表示0。

缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器；不具備自同步機(jī)制，必須使用外同步。曼徹斯特編碼(Manchestercode)用電壓的變化表示0和1。2/3/202344規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：高→低的跳變——0，低→高的跳變——1∵每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號(hào)，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。∴曼徹斯特編碼也稱為自同步碼（Self-SynchronizingCode）。它具有自同步機(jī)制，無需外同步信號(hào)。缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號(hào)速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。2/3/202345差分曼徹斯特編碼(DifferentialManchestercode)與曼徹斯特編碼相同，在每個(gè)碼元的中間，信號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變；不同之處在于：

用在碼元開始處有無跳變來表示0和1：

碼元開始處有跳變——0碼元開始處無跳變——12/3/20234601001100011時(shí)鐘NRZManchester差分Manchester三種數(shù)字編碼的波形圖2/3/2023472.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼三種常用的調(diào)制技術(shù)：

1）幅移鍵控ASK(AmplitudeShiftKeying)，調(diào)幅

2）頻移鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)，調(diào)頻

3）相移鍵控PSK(PhaseShiftKeying)，調(diào)相

基本原理：用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。

載波S(t)=Acos(t+)S(t)的參量包括：幅度A、頻率

、相位調(diào)制就是要使這三個(gè)參量隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化2/3/20234800110100010ASK調(diào)幅FSK調(diào)頻PSK調(diào)相PSK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0(0v)和1(+5v)FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0(1.2KHz)和1(2.4KHz)PSK：用載波的起始相位的變化表示0(同相)和1(反相)2/3/202349高速(56Kbps)MODEMD/AA/DA/DD/AD/AA/DV.34(28.8--33.6kbps)最大的噪聲來源于模數(shù)轉(zhuǎn)換的量化噪聲，信道容量極限值約35kbpsD/AA/DD/AV.90(56kbps)交換機(jī)1交換機(jī)2ISPV.34(28.8--33.6kbps)模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字模擬上行仍需模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換，速率最高為35kbps；下行則可達(dá)56Kbps2/3/202350通信系統(tǒng)的例子——電話系統(tǒng)公用電話交換網(wǎng)PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)-端到端的數(shù)據(jù)傳輸率：104b/s-干線的數(shù)據(jù)傳輸率：1010b/s-總體誤碼率：<10-5

-通信干線采用光纖或微波數(shù)字傳輸系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：出錯(cuò)率低、可傳輸語音/數(shù)據(jù)/圖像、速率高、成本低、維護(hù)容易2/3/202351構(gòu)成：本地回路、交換局、干線端局端局長途局中心局長途局本地回路準(zhǔn)長途干線高帶寬長途干線準(zhǔn)長途干線本地回路光纖、微波、同軸雙絞線雙絞線2/3/202352本地回路編碼解碼器Codec編碼解碼器Codec用戶設(shè)備用戶設(shè)備ModemModem端局端局長途局?jǐn)?shù)字干線模擬線路（本地回路）模擬線路（本地回路）●絕大多數(shù)為模擬線路●計(jì)算機(jī)間傳輸：以模擬為主，所以信號(hào)要經(jīng)過多次變換：數(shù)字→模擬→數(shù)字→模擬→數(shù)字2/3/202353?①復(fù)用——多個(gè)信息源共享一個(gè)公共信道

為何要復(fù)用？線路成本DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX5.多路復(fù)用技術(shù)2/3/202354②復(fù)用類型FDM(頻分復(fù)用)WDM(波分復(fù)用)TDM(時(shí)分復(fù)用)2/3/2023555.1頻分復(fù)用FrequencyDivisionMultiplexingCH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用f原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通道，每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率通道。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶。適用于模擬信號(hào)傳輸

2/3/2023562/3/2023575.2波分復(fù)用WaveDivisionMultiplexingF2F1F3光譜F1F2F3共享光纖的光譜光纖2光纖3光纖1共享光纖采用無源設(shè)備，更可靠棱柱/衍射光柵原理：整個(gè)波長頻帶被劃分為若干個(gè)波長范圍，每個(gè)用戶占用一個(gè)波長范圍來進(jìn)行傳輸。2/3/2023585.3時(shí)分復(fù)用TimeDivisionMultiplexing原理：把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分為若干個(gè)通道（時(shí)隙），每個(gè)用戶占用一個(gè)通道傳輸數(shù)據(jù)。

A2A1A3原始信號(hào)D2D1D3數(shù)字化信號(hào)MUX復(fù)用后數(shù)據(jù)時(shí)隙1234D3D2D1適用于數(shù)字信號(hào)傳輸

時(shí)間片2/3/2023592/3/2023605.4統(tǒng)計(jì)(異步)TDM——STDMABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1t2t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期1周期2同步TDM帶寬浪費(fèi)A1B1C2B2周期1周期2統(tǒng)計(jì)TDM可用帶寬TDM的缺點(diǎn)：某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。改進(jìn)：統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（STDM），用戶不固定占用某個(gè)通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入。2/3/2023616.交換技術(shù)為降低通信線路造價(jià)，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的通信連接一般都要通過中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接，中間節(jié)點(diǎn)要在它所連接幾條線路中選擇一條進(jìn)行接續(xù)。就像電話交換機(jī)為通話雙方接續(xù)線路一樣，這個(gè)過程被稱為交換。

實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報(bào)文交換、分組交換。

2/3/2023626.1電路交換交換設(shè)備在通信雙方找出一條實(shí)際的物理線路的過程。(最早的電路交換連接是由電話接線員通過插塞建立的，現(xiàn)在則由計(jì)算機(jī)化的程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸前需要建立一條端到端的通路。

呼叫——建立連接——傳輸——掛斷

優(yōu)缺點(diǎn)：建立連接的時(shí)間長；一旦建立連接就獨(dú)占線路，線路利用率低；無糾錯(cuò)機(jī)制；建立連接后，傳輸延遲小。2/3/2023636.2報(bào)文交換整個(gè)報(bào)文作為一個(gè)整體一起發(fā)送。在交換過程中，交換設(shè)備將接收到的報(bào)文先存儲(chǔ)，待信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級(jí)一級(jí)中轉(zhuǎn)，直到目的地。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)稱為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)。缺點(diǎn)：1）報(bào)文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復(fù)雜。2）大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過長；3）出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文全部重發(fā)。2/3/2023646.3分組交換（包交換）將報(bào)文劃分為若干個(gè)大小相等的分組(Packet)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。優(yōu)點(diǎn)：①存儲(chǔ)量要求較小，可以用內(nèi)存來緩沖分組——速度快；②轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小——適用于交互式通信；③某個(gè)分組出錯(cuò)僅重發(fā)該分組——效率高；④各分組可通過不同路徑傳輸，可靠性高。特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路。②有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制和路由選擇功能。2/3/2023656.4三種交換方式的事件順序呼叫請求呼叫應(yīng)答數(shù)據(jù)ABCD分組1分組2分組3報(bào)文ABCDABCD尋路延遲排隊(duì)延遲線路交換報(bào)文交換分組交換2/3/2023666.5異步傳輸模式ATMATM是一種高速分組交換技術(shù)，采用了以信元（cell）為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故又稱為信元交換。ATM將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長度固定的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址、優(yōu)先級(jí)等控制信息構(gòu)成信元。信元由信元頭部和有效載荷構(gòu)成：信元頭部有效載荷5B48B2/3/202367在ATM網(wǎng)絡(luò)中，空信元以一定的速率出現(xiàn)，發(fā)送站只要獲得空信元即可插入信息發(fā)送。因信息插入位置無周期性，故稱這種傳送方式為異步傳輸模式。ATM特點(diǎn)：1)面向連接（虛連接），按序遞交；2)固定大小的信元，便于高速處理（可用硬件實(shí)現(xiàn)），傳輸速率≥622Mb/s；3)QoS特性保證了ATM可以實(shí)時(shí)地傳送語音和活動(dòng)圖像。123456數(shù)據(jù)塊信元流2/3/2023687.差錯(cuò)控制產(chǎn)生差錯(cuò)的原因：1）信道的電氣特性引起信號(hào)幅度、頻率、相位的畸變；2）信號(hào)反射；3）串?dāng)_；4）閃電、大功率電機(jī)的啟停等。線路傳輸差錯(cuò)是不可避免的，但要盡量減小其影響。2/3/202369基本方法：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。差錯(cuò)檢測主要有兩種方法：7.1.奇偶校驗(yàn)（ParityChecking）在原