計算機通信數(shù)據傳輸技術課件

單工、全雙工和半雙工傳輸頻帶傳輸和基帶傳輸異步傳輸和同步傳輸數(shù)據傳輸方式單工、全雙工和半雙工傳輸數(shù)據傳輸方式1異步傳輸和同步傳輸1.同步兩點通信幀同步位同步外同步內同步多點通信網同步準同步主從同步異步傳輸和同步傳輸1.同步兩點通信幀同步位同步外同步內同步多2異步傳輸和同步傳輸2.異步傳輸數(shù)字傳輸（按同時傳輸?shù)奈粩?shù)）并行通信串行通信異步傳輸同步傳輸WorkstationIBMCompatible異步傳輸和同步傳輸2.異步傳輸數(shù)字傳輸并行通信串行通信異步傳3①異步傳輸規(guī)則（起-止式同步方式）收發(fā)雙方時鐘獨立，但傳輸速率必須一致以字符為單位傳輸，字符之間的時間間隔不固定傳輸速率一般為300、600、1200、2400、3600、9600、19200b/s異步傳輸和同步傳輸①異步傳輸規(guī)則（起-止式同步方式）收發(fā)雙方時鐘獨立，但傳4異步傳輸和同步傳輸字符組成1位起始位(0)5～８位數(shù)據位0～1位奇偶校驗位1～2位停止位(1)11110011111100110101111001111100011101101111異步傳輸和同步傳輸字符組成1位起始位(0)1111001115異步傳輸和同步傳輸②優(yōu)點無需統(tǒng)一的時鐘控制簡單出錯只重發(fā)該字符③缺點傳輸效率低56%～80%④適用范圍終端誤碼率要求高或者數(shù)據傳輸速率低的線路中異步傳輸和同步傳輸②優(yōu)點無需統(tǒng)一的時鐘控制簡單出錯只重發(fā)該6異步傳輸和同步傳輸3.同步傳輸①傳輸規(guī)則以幀為單位傳輸幀同步：使用特殊標志位同步：多采用內同步兩種方式：面向字符面向位異步傳輸和同步傳輸3.同步傳輸①傳輸規(guī)則以幀為單位傳輸7異步傳輸和同步傳輸面向字符所傳輸?shù)臄?shù)據是由選定字符集中的字符所組成的。一個或多個同步字符一個或多個同步字符數(shù)據字符異步傳輸和同步傳輸面向字符所傳輸?shù)臄?shù)據是由選定字符集中的字8異步傳輸和同步傳輸如：ASCII字符序列傳輸DLESTX開始，以DLEETX結束。DLE…Data…DLESTXETX缺點：數(shù)據中也出現(xiàn)DLESTX或DLEETX，則接收端就會錯誤判斷幀邊界。如何解決？DataDLESTX……DLEETXDLE…DLEETXDLEDLESTX…DLE字符填充法完全依賴字符集異步傳輸和同步傳輸如：ASCII字符序列傳輸DLE…9異步傳輸和同步傳輸面向位…Data…0111111001111110同步位模式同步位模式數(shù)據若數(shù)據中出現(xiàn)“01111110”位串，從而干擾幀的正常定界。如何解決？比特填充法Data01111110……01111110111111111110…01111110……0111111011111011111100…異步傳輸和同步傳輸面向位…Data…011110異步傳輸和同步傳輸②優(yōu)點對于大塊的數(shù)據，有更高的傳輸效率③缺點若數(shù)據出錯，必須重發(fā)整個幀④適用范圍快速或較大規(guī)模的信息傳輸，如計算機網絡異步傳輸和同步傳輸②優(yōu)點對于大塊的數(shù)據，有更高的傳輸效率③11數(shù)據通信系統(tǒng)的性能指標時延和時延帶寬積信息傳輸速率和碼元傳輸速率誤碼率和誤比特率奈奎斯特準則與香農定理數(shù)據通信系統(tǒng)的性能指標時延和時延帶寬積12時延和時延帶寬積一個數(shù)據塊從鏈路或網絡的一端傳送到另一端所需要的時間。①定義1.時延②組成發(fā)送時間傳播時延轉發(fā)時延數(shù)據塊長度/信息傳輸速率信道長度/電磁波在信道上的傳輸速率排隊時延+處理時延時延和時延帶寬積一個數(shù)據塊從鏈路或網絡的一端傳送到另13時延和時延帶寬積總時延=發(fā)送時間+傳播時延+轉發(fā)時延③相關概念往返時間，RTT2.時延帶寬積（比特長度）①定義時延帶寬積=傳播時延×帶寬（單位：比特）②描述時延和時延帶寬積總時延=發(fā)送時間+傳播時延+轉發(fā)時延③相關14時延和時延帶寬積例題1：要傳送的報文共x(bit)，從源站到目的站共經過k段鏈路,每段鏈路的傳播時延為d(s)，數(shù)據率為c(bit/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)，在分組交換時分組長度為p(bit),且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換??？時延和時延帶寬積例題1：要傳送的報文共x(bit)，15信息傳輸速率和碼元傳輸速率信息傳輸速率（比特率）帶寬寬帶吞吐量碼元傳輸速率（波特率）信息傳輸速率和碼元傳輸速率的關系信息傳輸速率碼元傳輸速率碼元狀態(tài)數(shù)信息傳輸速率和碼元傳輸速率信息傳輸速率（比特率）帶寬寬帶吞吐16誤碼率和誤比特率誤碼率（Pc）Pc=傳錯的碼元數(shù)/傳輸?shù)拇a元數(shù)誤比特率（Pb）Pb=傳錯的比特數(shù)/傳輸?shù)谋忍財?shù)Pb<=10-6為正常誤碼率和誤比特率誤碼率（Pc）Pc=傳錯的碼元數(shù)/傳輸?shù)拇a17奈奎斯特準則與香農定理奈奎斯特準則香農定理理想信道容量有噪聲信道容量奈奎斯特準則與香農定理奈奎斯特準則香農定理理想信道容量有噪聲18調制解調技術調制：數(shù)字數(shù)據模擬化的方法解調：已調信號還原為數(shù)字數(shù)據載波正弦信號：調制解調技術調制：數(shù)字數(shù)據模擬化的方法解調：已調信號還原為數(shù)19調制解調技術幅移鍵控ASK特點：技術簡單、抗干擾差、適合光纜使用頻移鍵控FSK特點：電路簡單、抗干擾能力強相移鍵控PSK特點：抗干擾能力強、實現(xiàn)較復雜調制解調技術幅移鍵控ASK頻移鍵控FSK相移鍵控PSK20多級調制調制解調技術多級調制調制解調技術21幅相鍵控（APK）調制解調技術幅相鍵控（APK）調制解調技術22編碼解碼技術編碼的好處：有利于區(qū)分“0”和“1”攜帶時鐘充分利用信道傳輸能力編碼解碼技術編碼的好處：有利于區(qū)分“0”和“1”23編碼解碼技術不歸零制編碼（NRZ）單級性NRZ雙級性NRZ缺點：多個連續(xù)“0”和“1”難區(qū)分有直流分量編碼解碼技術不歸零制編碼（NRZ）單級性NRZ缺點：多個連續(xù)24編碼解碼技術曼徹斯特編碼利用跳變表示“0”和“1”優(yōu)點：內同步方式易判斷“0”和“1”無直流分量缺點：效率減少一半若C=100MbpsB=？B=200Mbaud編碼解碼技術曼徹斯特編碼利用跳變表示“0”和“1”優(yōu)點：缺點25編碼解碼技術差分曼徹斯特編碼優(yōu)點：內同步方式無直流分量編碼解碼技術差分曼徹斯特編碼優(yōu)點：26編碼解碼技術mB/nB編碼把m比特數(shù)據塊用n比特表示m<n如：4B/5B編碼優(yōu)點：選擇至少兩個“1”，無3個連續(xù)“0”，利于時鐘提取多余的可做控制碼或空閑碼編碼解碼技術mB/nB編碼把m比特數(shù)據塊用n比特表示m27編碼解碼技術mB/nB編碼：選取規(guī)則：“0”和“1”等概率，連續(xù)“0”和“1”數(shù)目小缺點：效率低額外開銷若C=100MbpsB=？B=125Mbaud編碼解碼技術mB/nB編碼：選取規(guī)則：“0”和“1”等概率，28編碼解碼技術多進制編碼：特征用多種狀態(tài)表示若C=100MbpsB=？B=50Mbaud編碼解碼技術多進制編碼：特征用多種狀態(tài)表示若C=100Mbp29信道復用技術在一個公共信道上建立兩條或多條傳輸信道復用過程：復合、傳輸、分離信道復用技術在一個公共信道上建立兩條或多條傳輸信道復用過程：30信道復用技術頻分多路復用（FDM）原理：利用頻譜搬移將多個較窄頻帶調制到不同頻段。為防止串擾，需保護頻帶多用于傳輸模擬信號信道復用技術頻分多路復用（FDM）原理：利用頻譜搬移將多個較31信道復用技術電話系統(tǒng)FDM標準化4kHz60-108kHz12個5個312-552kHz812-2044kHz8516-12388kHz5個3個群超群主群超主群12路60路300路900路信道復用技術電話系統(tǒng)FDM標準化4kHz60-108kH32信道復用技術時分多路復用（TDM）若干時間長度的幀每幀若干時隙固定時隙分配每個時隙一個用戶多用于傳輸數(shù)字信號優(yōu)點：無需保護頻帶，傳輸效率高

信道頻帶窄，容量大缺點：雙方時隙須嚴格同步信道復用技術時分多路復用（TDM）若干時間長度的幀每幀若干時33信道復用技術統(tǒng)計時分多路復用（STDM）提高信道利用率幀長不確定額外開銷：地址信息STDM效率比TDM效率高1.5-4倍信道復用技術統(tǒng)計時分多路復用（STDM）提高信道利用率34信道復用技術A1B2C3C2B4B1A3D2D4時分多路復用器A1B1D2C2B2A3A1B1B4C2C3A3D4t1t2t3t4ABCD第1幀第1幀B2D2第2幀第2幀信道復用技術A1B