信息傳輸基礎(chǔ)知識(shí)

1、2022/4/29page 1重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容l基本概念基本概念 多路復(fù)用多路復(fù)用l信道信道 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)l傳輸媒體傳輸媒體 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制l編碼編碼2022/4/29page 2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)：傳遞（攜帶）信息的實(shí)體，信息傳遞（攜帶）信息的實(shí)體，信息(Information)則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。則是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。 -模擬模擬(Analog)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)字(Digital)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)信號(hào)(Signal)：數(shù)據(jù)的物理量編碼（數(shù)據(jù)的物理量編碼（通常為電編通常為電編碼）碼），數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式傳播。，數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式傳播。 -模擬模擬信號(hào)與信號(hào)與數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)信號(hào) -基

2、帶基帶( Base band ) 與與寬帶寬帶( Broadband )信號(hào)信號(hào)1.1 一些術(shù)語(yǔ)一些術(shù)語(yǔ)2022/4/29page 3信道信道(Channel)：傳送信息的線路（或通路）。傳送信息的線路（或通路）。比特率比特率(Bit Rate)：數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)傳輸速率 (bps，b/s)。碼元碼元(Code Cell)：時(shí)間軸上的一個(gè)信號(hào)編碼單元時(shí)間軸上的一個(gè)信號(hào)編碼單元t碼元碼元1碼元碼元2碼元碼元3碼元碼元4碼元碼元5信號(hào)信號(hào)同步脈沖同步脈沖同步脈沖：用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元的開(kāi)始同步脈沖：用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元的開(kāi)始2022/4/29page 4波特率波特率(Baud)：每

3、秒傳送的碼元數(shù)每秒傳送的碼元數(shù)(即信號(hào)傳送速率即信號(hào)傳送速率)。 1 Baud = （log2M） bps 其中其中M是信號(hào)的編碼級(jí)數(shù)。也可以寫成是信號(hào)的編碼級(jí)數(shù)。也可以寫成 Rbit = Rbaud log2M例如：例如：4級(jí)編碼級(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。信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。 換句話說(shuō)，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特（換句話說(shuō)，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特（bit）。）。2022/4/29page 5帶寬帶寬(Bandwidth)：信號(hào)或信道占據(jù)的頻率范圍信號(hào)或信道占據(jù)

4、的頻率范圍信道容量信道容量(Channel capacity)：信道的最大數(shù)據(jù)率信道的最大數(shù)據(jù)率誤碼率誤碼率(Bit error rate)：信道傳輸可靠性指標(biāo)信道傳輸可靠性指標(biāo) P= 錯(cuò)誤的位數(shù)錯(cuò)誤的位數(shù) / 傳輸?shù)目偽粩?shù)傳輸?shù)目偽粩?shù)信息編碼：信息編碼：將信息用數(shù)據(jù)表示的方法將信息用數(shù)據(jù)表示的方法。數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)用物理量表示的規(guī)則將數(shù)據(jù)用物理量表示的規(guī)則。 例如：字母例如：字母A的的ASCII編碼為編碼為01000001，其數(shù)據(jù)編碼可能為，其數(shù)據(jù)編碼可能為01000001t2022/4/29page 61.2 通信系統(tǒng)模型通信系統(tǒng)模型通信的三個(gè)要素：通信的三個(gè)要素：信源、信宿和信道

5、信源、信宿和信道任何一個(gè)通信系統(tǒng)都可以抽象為以下模型：任何一個(gè)通信系統(tǒng)都可以抽象為以下模型：噪聲噪聲信源信源編碼編碼調(diào)制調(diào)制信道信道解調(diào)解調(diào)解解碼碼信宿信宿編碼器：編碼器：數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)適合傳輸?shù)倪m合傳輸?shù)男盘?hào)信號(hào)便于識(shí)別、糾錯(cuò)便于識(shí)別、糾錯(cuò)調(diào)制器：調(diào)制器：信號(hào)信號(hào)適合傳輸?shù)男芜m合傳輸?shù)男问绞桨窗搭l率、幅度、相位頻率、幅度、相位解調(diào)器：接收波形解調(diào)器：接收波形數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)信號(hào)序列序列解解碼器：傳輸碼器：傳輸信號(hào)信號(hào)原始原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2022/4/29page 7信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)信號(hào)在介質(zhì)上傳輸在介質(zhì)上傳輸信號(hào)信號(hào)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息信息通信系統(tǒng)的任務(wù)通信系統(tǒng)的任務(wù)信息通過(guò)通信系統(tǒng)傳輸信息通過(guò)通信系統(tǒng)傳輸

6、把攜帶信息的數(shù)據(jù)用物理信號(hào)形式通過(guò)介質(zhì)傳送到把攜帶信息的數(shù)據(jù)用物理信號(hào)形式通過(guò)介質(zhì)傳送到目的地。目的地。信息和數(shù)據(jù)（信息和數(shù)據(jù)（0、1比特）不能直接在介質(zhì)上傳輸比特）不能直接在介質(zhì)上傳輸。2022/4/29page 8數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：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）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)、）傳輸設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器、多路復(fù)用器、交換機(jī)、路由器等路由器等數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：如指計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：如指計(jì)算機(jī)。建立物理連接建立物理連接建立邏輯連接建立邏輯連接數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送斷開(kāi)邏輯斷開(kāi)邏輯連接連接斷開(kāi)物理連接（對(duì)比：打電話的過(guò)程

7、）斷開(kāi)物理連接（對(duì)比：打電話的過(guò)程）2022/4/29page 92.1 數(shù)字信道和模擬信道數(shù)字信道和模擬信道數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式（離散信號(hào)）傳（離散信號(hào)）傳 輸數(shù)據(jù)的信道。輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信道：以連續(xù)模擬信號(hào)模擬信道：以連續(xù)模擬信號(hào)形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。2022/4/29page 102.2 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：時(shí)間上連續(xù)，包含無(wú)窮多個(gè)值模擬信號(hào)：時(shí)間上連續(xù)，包含無(wú)窮多個(gè)值字信號(hào)：時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值字信號(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)2022/4/29page 11

8、2.3 周期信號(hào)和非周期信號(hào)周期信號(hào)和非周期信號(hào)周期信號(hào)：信號(hào)由不斷重復(fù)的固定模式組周期信號(hào)：信號(hào)由不斷重復(fù)的固定模式組成成（如正弦波）（如正弦波）非周期信號(hào)：信號(hào)沒(méi)有固定的模式和波形非周期信號(hào)：信號(hào)沒(méi)有固定的模式和波形循環(huán)循環(huán)（如語(yǔ)音的音波信號(hào)）（如語(yǔ)音的音波信號(hào)），能被分解成無(wú)數(shù)個(gè)，能被分解成無(wú)數(shù)個(gè)周期信號(hào)的疊加。周期信號(hào)的疊加。ttTTTTTT周期信號(hào)周期信號(hào)2022/4/29page 12數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn) 抗噪聲（干擾）能力強(qiáng)抗噪聲（干擾）能力強(qiáng) 可以控制差錯(cuò)，提高了傳輸質(zhì)量可以控制差錯(cuò)，提高了傳輸質(zhì)量 便于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理便于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理 易于加密、保密性強(qiáng)易于加密、

9、保密性強(qiáng) 可以傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影像，通用、靈活可以傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影像，通用、靈活 僅在不得已的情況下，才會(huì)采用模擬通信僅在不得已的情況下，才會(huì)采用模擬通信。 如用如用modem通過(guò)撥號(hào)線路傳輸數(shù)字信號(hào)通過(guò)撥號(hào)線路傳輸數(shù)字信號(hào)。2022/4/29page 132.4 傳輸模式傳輸模式(通信方式通信方式)數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向 單工：數(shù)據(jù)單向單工：數(shù)據(jù)單向傳輸傳輸（無(wú)線電廣播）（無(wú)線電廣播） 半雙工：數(shù)據(jù)半雙工：數(shù)據(jù)可以可以雙向雙向傳輸傳輸，但不能，但不能在在同同一時(shí)刻雙向一時(shí)刻雙向傳輸傳輸（對(duì)講機(jī)）（對(duì)講機(jī)） 全全雙工：數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向雙工：數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向傳輸傳輸（電話）（電話） 兩個(gè)方向

10、的信號(hào)共享鏈路帶寬：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）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）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號(hào)傳輸2022/4/29page 142022/4/29page 151模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) （1）有效性）有效性 用單位時(shí)間內(nèi)傳輸信息量的多少來(lái)衡量；用單位時(shí)間內(nèi)傳輸信息量的多少來(lái)衡量；（2）可靠性）可靠性 用信號(hào)與噪聲平均功率之比或均方誤差來(lái)衡量；用信號(hào)與噪聲平均功率之比或均方誤差來(lái)衡量；2數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo) （1）傳輸速率）傳輸

11、速率 （2）差錯(cuò)率）差錯(cuò)率數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)常用，誤碼率數(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。和誤比特率表示。 返回本節(jié)返回本節(jié)2022/4/29page 162.5 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸方式數(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)基帶傳輸：不調(diào)制，編碼后的數(shù)字字脈沖信脈沖信號(hào)直接在信道上傳送號(hào)直接在信道上傳送。 例如：以太網(wǎng)例如：以太網(wǎng) 頻帶傳輸：調(diào)制頻帶傳輸：調(diào)制成模擬信號(hào)成模擬信號(hào)后再傳送，接后再傳送，接收方需要解調(diào)收方需要解調(diào) 例如：通過(guò)電話模擬信道傳輸例如：通過(guò)電話模擬信道傳輸2022/4/29page 172.6 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)同步方式同步方式 目的是使目的是使接收

12、端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致一致 (包括開(kāi)始時(shí)間、包括開(kāi)始時(shí)間、位邊界、位邊界、重復(fù)頻率重復(fù)頻率等等)。 有三種同步方法：有三種同步方法： 位同步位同步 字符同步（異步傳輸）字符同步（異步傳輸） 幀同步（同步傳輸）幀同步（同步傳輸）2022/4/29page 18位同步：位同步：目的是使接收端接收的目的是使接收端接收的每一每一位信息位信息都都與發(fā)送端與發(fā)送端保持同步保持同步 外同步外同步發(fā)送發(fā)送端端發(fā)送發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用它同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用它來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。 自自同步同步通過(guò)特殊編碼通過(guò)特殊編碼（如曼徹斯特編碼），這（如曼

13、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(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。 2022/4/29page 19字符同步：以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收字符同步：以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收，也稱，也稱為為起止式起止式或或異異步制步制每?jī)蓚€(gè)字符之間的間隔每?jī)蓚€(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定。時(shí)間不固定。 每個(gè)字符的傳輸需要：每個(gè)字符的傳輸需要： l l1個(gè)起始位個(gè)起始位 l l5，6，7，8個(gè)數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)據(jù)位 l l1，1.5，2個(gè)停止位個(gè)停止位 頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開(kāi)始時(shí)開(kāi)始時(shí)

14、都會(huì)重都會(huì)重新同步新同步 增加了增加了輔助位，所以效率低輔助位，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8/11722022/4/29page 20幀（幀（Frame）包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊（包）包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊（包）幀起始幀起始控制信息控制信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)幀結(jié)束幀結(jié)束校驗(yàn)和校驗(yàn)和0 - n8bit8bit8-32m面向比特的面向比特的以特殊位序列（以特殊位序列（7EH）作為幀（起始）標(biāo)）作為幀（起始）標(biāo)志來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開(kāi)始，適用于任意數(shù)據(jù)類型志來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開(kāi)始，適用于任意數(shù)據(jù)類型的幀。的幀。面向字符的面向字符的以以同步字符同步字符（SYN，16H）來(lái)標(biāo)

15、識(shí)一個(gè)幀的）來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開(kāi)始，適用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。開(kāi)始，適用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。幀同步：幀同步：識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。2022/4/29page 21M 最大數(shù)據(jù)率最大數(shù)據(jù)率 (C) 2 6000 bps 4 12000 bps 8 18000 bps16 24000 bps32 30000 bps64 36000 bps C = 2W log2 MC = 傳輸率，單位傳輸率，單位b/s或或bpsW = 帶寬，單位帶寬，單位HzM = 信號(hào)電平級(jí)數(shù)信號(hào)電平級(jí)數(shù)例如：例如：話音級(jí)線路話音級(jí)線路(3000 Hz)的信道容量計(jì)算，如右的信道容量計(jì)算，如右圖所示。圖

16、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)公式為估算已知帶寬信道的最高速率提供了依據(jù)。2022/4/29page 222.8 非理想信道非理想信道實(shí)際的信道上存在三類損耗：實(shí)際的信道上存在三類損耗：衰減、延遲、噪聲衰減、延遲、噪聲。衰減衰減 信道的損耗引起信號(hào)強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致信噪比信噪比S/N降低降低。延遲延遲 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)畸變信號(hào)畸變。噪聲噪聲 熱噪聲熱噪聲：由導(dǎo)體內(nèi)的熱擾動(dòng)引起，又稱為白噪聲。 串?dāng)_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

17、率電機(jī)啟動(dòng)等）。 噪聲將破壞信號(hào)，產(chǎn)生誤碼破壞信號(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）。2022/4/29page 23l光纖傳輸技術(shù)光纖傳輸技術(shù)l微波傳輸技術(shù)微波傳輸技術(shù)l衛(wèi)星傳輸技術(shù)衛(wèi)星傳輸技術(shù)2022/4/29page 24l光纖導(dǎo)光原理光纖導(dǎo)光原理l光纖的分類光纖的分類l光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)2022/4/29page 25l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角度，就可以產(chǎn)生全反射，并且可以存在許多條不

18、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入射的光線在一條光纖中傳輸，這種光纖就稱為多模光纖（Multimode FiberMultimode Fiber），如圖所示。），如圖所示。 （a）折射角大于入射角）折射角大于入射角 （b）光波在纖芯中傳播）光波在纖芯中傳播 （c）62.5/125m漸變漸變?cè)鰪?qiáng)型多模光纖增強(qiáng)型多模光纖 2022/4/29page 26l光纜的結(jié)構(gòu)大致可分為纜芯（光纜的結(jié)構(gòu)大致可分為纜芯（Cable CoreCable Core）和保護(hù)層（）和保護(hù)層（SheathSheath）兩大部分，圖為四芯光纜剖面的示意圖。）兩大部分，圖為四芯光纜剖面的示意圖。四芯光

19、纜剖面示意圖四芯光纜剖面示意圖 2022/4/29page 27單模光纖與多模光纖單模光纖與多模光纖單模光纖單模光纖只能傳輸一種模式光波的光纖稱為單只能傳輸一種模式光波的光纖稱為單模光纖。模光纖。單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纖多模光纖在給定的工作波長(zhǎng)上，能傳輸多種光在給定的工作波長(zhǎng)上，能傳輸多種光波模式的光纖稱為多模光纖。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

20、與連接比單模光纖簡(jiǎn)單。其制造、耦合與連接比單模光纖簡(jiǎn)單。2022/4/29page 28跳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。階梯型變化。漸變式光纖漸變式光纖纖芯的折射率隨著半徑的增加按一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。的折射率。纖芯的折射率的變化近似于拋物線。2022/4/29page 29光纖通信系統(tǒng)主要是由光源、光纖線路和

21、光檢測(cè)器光纖通信系統(tǒng)主要是由光源、光纖線路和光檢測(cè)器三個(gè)基本部分組成。如圖所示。三個(gè)基本部分組成。如圖所示。2022/4/29page 30傳輸頻帶非常寬，通信容量大。傳輸損耗小，中繼距離長(zhǎng)，對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸特別經(jīng)濟(jì)。抗雷電和電磁千擾性能好。無(wú)串音干擾，保密性好，不易被竊聽(tīng)或截取數(shù)據(jù)。體積小，重量輕。資源豐富，節(jié)約有色金屬和能源。2022/4/29page 31圖2.58 光纖與電纜頻率衰減關(guān)系圖62.5/125m漸變?cè)鰪?qiáng)型多模光纖01101003001000頻率(MHz)衰減(dB/km)051015202530355類UTP雙絞電纜 光纖與電纜頻率與衰光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖減關(guān)系圖2022

22、/4/29page 32l在一些電纜光纖難于通過(guò)或施工困難的場(chǎng)合，例如，在一些電纜光纖難于通過(guò)或施工困難的場(chǎng)合，例如，高山、湖泊或島嶼等，即使在城市中挖開(kāi)馬路敷設(shè)電高山、湖泊或島嶼等，即使在城市中挖開(kāi)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(wú)線電波等無(wú)線傳輸介質(zhì)在自由空間傳播，就會(huì)有用無(wú)線電波等無(wú)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

23、。災(zāi)害能力和可靠性也較高。2022/4/29page 33波段波段波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍頻率名稱頻率名稱頻率范圍頻率范圍代號(hào)代號(hào)長(zhǎng)波長(zhǎng)波100010000m低頻低頻30300KHzLF中波中波1001000m中頻中頻3003000KHzMF短波短波10100m高頻高頻330MHzHF超短波超短波110m甚高頻甚高頻30300MHzVHF微微波波分米波分米波110dm高頻高頻3003000MHzUHF厘米波厘米波110cm高頻高頻330GHzSHF毫米波毫米波110mm高頻高頻30300GHzEHF分米波、厘米波、毫米波的波長(zhǎng)小于分米波、厘米波、毫米波的波長(zhǎng)小于1米，稱之米，稱之為微波。為微波。中波主

24、要沿地面?zhèn)鞑ィ@射能力比較強(qiáng)，適合中波主要沿地面?zhèn)鞑?，繞射能力比較強(qiáng)，適合廣播和海上通信；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)球短波具有較強(qiáng)的電離層反射能力，適合于環(huán)球通信；通信；超短波和微波以直線傳播為主，作視距或超視超短波和微波以直線傳播為主，作視距或超視距中繼通信。距中繼通信。微波的傳播特性如同光波，在傳播途徑上沒(méi)有微波的傳播特性如同光波，在傳播途徑上沒(méi)有或基本沒(méi)有阻擋時(shí)繞射可忽略，與利用電離層反射或基本沒(méi)有阻擋時(shí)繞射可忽略，與利用電離層反射進(jìn)行的進(jìn)行的“超視距超視距”傳播相比，視距微波的傳播特性傳播相比，視距微波的傳播特性穩(wěn)定、外界干擾也比較小。穩(wěn)定、外界干擾也比較小

25、。2022/4/29page 34l無(wú)線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)頻率范圍為無(wú)線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)頻率范圍為300MHz300MHz300GHz300GHz，主，主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。 l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)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)，一般只有制且與天線的高度有關(guān)，一般

26、只有50km50km左右，長(zhǎng)途通信時(shí)左右，長(zhǎng)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(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)放必須建立多個(gè)中繼站，中繼站把前一站發(fā)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后再發(fā)往下一站，類似于大后再發(fā)往下一站，類似于“接力接力”，如果中繼站采用，如果中繼站采用100m100m高的天線塔，則接力距離可增大到高的天線塔，則接力距離可增大到100 km100 km。 2022/4/29page 352022/4/29page 362022/4/29page 37l衛(wèi)星通信就是利用位于衛(wèi)星通信就是利用位于3萬(wàn)萬(wàn)6千公里高空的人造地球同步衛(wèi)千公里高空的人造地球同步衛(wèi)星作為太空無(wú)人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力

27、星作為太空無(wú)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(wú)關(guān)。點(diǎn)就是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。 l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。通信比較穩(wěn)定可靠。 l衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)是：傳播時(shí)延較長(zhǎng)。衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)是：傳播時(shí)延較長(zhǎng)。 返回本節(jié)返回本節(jié)2022/4/29

28、page 382022/4/29page 392022/4/29page 40lVSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小口徑地，甚小口徑地球終端球終端）是是20世紀(jì)世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)并于年代末發(fā)展起來(lái)并于90年代得到年代得到廣泛應(yīng)用的新一代數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。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小站組小站組成，能單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像、視頻等多媒體綜成，能單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。合業(yè)務(wù)。VSAT具有很多優(yōu)點(diǎn)，如：設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小具

29、有很多優(yōu)點(diǎn)，如：設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、耗電少、組網(wǎng)靈活、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、通信效率高等，、耗電少、組網(wǎng)靈活、安裝維護(hù)簡(jiǎn)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)多使用以許多部門和企業(yè)多使用VSAT網(wǎng)來(lái)建設(shè)內(nèi)部專用網(wǎng)。網(wǎng)來(lái)建設(shè)內(nèi)部專用網(wǎng)。2022/4/29page 41數(shù)據(jù)：模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)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)信號(hào)：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào) 信道：模擬信道、數(shù)字信道信道：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不同類型的信號(hào)在不同類型的信道上傳輸有4種組合，種組合，每一種相應(yīng)地

30、需要進(jìn)行不同的編碼處理。每一種相應(yīng)地需要進(jìn)行不同的編碼處理。2022/4/29page 42話音話音模擬傳輸模擬傳輸模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬模擬模擬模擬CODEC數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字編碼數(shù)字編碼數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬數(shù)據(jù)，模擬信號(hào)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)，模擬信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)字信號(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)模擬數(shù)據(jù)，數(shù)字信號(hào)10101010Modem2022/4/29page 43EncoderDecoderModulatorDemodulator用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)編碼編碼用模擬信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)用模擬信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)調(diào)制調(diào)制20

31、22/4/29page 441. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 l l不歸零制不歸零制(NRZ，Non-Return to Zero) 二進(jìn)制數(shù)字二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來(lái)表示。分別用兩種電平來(lái)表示。常用常用5V表示表示1，5V表示表示0。 缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器；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。不具備自同步機(jī)制，必須使用外同步。l l曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼(Manchester code) 用電壓的變化表示用電壓的變化表示0和和1。2022/4/29page 45 規(guī)定在規(guī)定在每個(gè)碼元的中間每個(gè)碼元的中間

32、發(fā)生跳變：發(fā)生跳變： 高高 低的跳變低的跳變0，低，低高的跳變高的跳變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(lái)作為同步信號(hào)，使接收端的時(shí)鐘與變化提取出來(lái)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。發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。 曼徹斯特編碼也稱為曼徹斯特編碼也稱為自同步碼（自同步碼（Self-Synchronizing Code）。它具有自同步機(jī)制，無(wú)需外同步信號(hào)。它具有自同步機(jī)制，無(wú)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)缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號(hào)速率是數(shù)據(jù)速率的據(jù)速率的2倍）。倍）。2022/4/29page 4

33、6l l差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester code) 與與曼徹斯特編碼相同，曼徹斯特編碼相同，在每個(gè)碼元的中間，信在每個(gè)碼元的中間，信號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變；不同之處在于：號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變；不同之處在于： 用在碼元開(kāi)始處有無(wú)跳變來(lái)表示用在碼元開(kāi)始處有無(wú)跳變來(lái)表示0和和1 ： 碼元開(kāi)始處有跳變碼元開(kāi)始處有跳變0 碼元開(kāi)始處無(wú)跳變碼元開(kāi)始處無(wú)跳變12022/4/29page 47三種數(shù)字編碼的波形圖三種數(shù)字編碼的波形圖2022/4/29page 482. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼 載波載波 S(t) = A cos ( t+ ) S(t)的參量包括

34、的參量包括： 幅度幅度A、頻率頻率 、相位相位 調(diào)制就是調(diào)制就是要使這三個(gè)參量隨要使這三個(gè)參量隨數(shù)字?jǐn)?shù)字基帶信號(hào)的變化而變化基帶信號(hào)的變化而變化2022/4/29page 49PSK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0(0v)和和1(+5v)FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0(1.2KHz)和和1(2.4KHz)PSK：用載波的起始相位的變化表示：用載波的起始相位的變化表示0 (同相同相)和和1(反相反相)2022/4/29page 50D/AA/DA/DD/AD/AA/D V.34(28.8-33.6kbps)最大的噪聲來(lái)源于最大的噪聲來(lái)源于模數(shù)轉(zhuǎn)

35、換模數(shù)轉(zhuǎn)換的量化噪聲，信道容量極限值約的量化噪聲，信道容量極限值約 35kbpsD/AA/DD/A V.90(56kbps)交換機(jī)交換機(jī)1交換機(jī)交換機(jī)2ISP V.34(28.8-33.6kbps)模擬模擬模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字模擬模擬上行仍需上行仍需模數(shù)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換，速率最高為，速率最高為35kbps；下行則可達(dá)；下行則可達(dá)56Kbps2022/4/29page 51通信系統(tǒng)的例子通信系統(tǒng)的例子電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)公用電話交換網(wǎng)公用電話交換網(wǎng)PSTN(Public Switched Telephone Network) -端到端的數(shù)據(jù)傳輸率：端到端的數(shù)據(jù)傳輸率：104

36、 b/s -干線的數(shù)據(jù)傳輸率：干線的數(shù)據(jù)傳輸率：1010 b/s -總體總體誤碼率：誤碼率：10-5 -通信通信干線采用光纖干線采用光纖或或微波微波數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字傳輸系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)：出錯(cuò)率低、優(yōu)點(diǎn)：出錯(cuò)率低、可傳輸可傳輸語(yǔ)音語(yǔ)音/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/圖像圖像、速率高、成本低、維護(hù)容易、速率高、成本低、維護(hù)容易2022/4/29page 52構(gòu)成構(gòu)成：本地回路、交換局、干線：本地回路、交換局、干線端局端局端局端局長(zhǎng)途局長(zhǎng)途局中心局中心局長(zhǎng)途局長(zhǎng)途局本地回路本地回路準(zhǔn)長(zhǎng)途干線準(zhǔn)長(zhǎng)途干線高帶寬長(zhǎng)途高帶寬長(zhǎng)途干線干線準(zhǔn)長(zhǎng)途干線準(zhǔn)長(zhǎng)途干線本地回路本地回路光纖、微波、同軸光纖、微波、同軸雙絞線雙絞線雙絞線雙絞線20

37、22/4/29page 53本地回路本地回路編碼解碼器編碼解碼器Codec編碼解碼器編碼解碼器Codec用戶設(shè)備用戶設(shè)備用戶設(shè)備用戶設(shè)備ModemModem端局端局端局端局長(zhǎng)途局長(zhǎng)途局?jǐn)?shù)字干線數(shù)字干線模擬線路模擬線路（本地回路）（本地回路）模擬線路模擬線路（本地回路）（本地回路）絕大多數(shù)絕大多數(shù)為為模擬模擬線路線路計(jì)算機(jī)間傳輸：以計(jì)算機(jī)間傳輸：以模擬模擬為主，為主，所以信號(hào)要經(jīng)所以信號(hào)要經(jīng)過(guò)多次變換：過(guò)多次變換：數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字模擬模擬數(shù)字?jǐn)?shù)字2022/4/29page 54DEMUX復(fù)用器復(fù)用器解復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX5. 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2022/4/29page 5

38、5lFDM (頻分復(fù)用頻分復(fù)用)lWDM (波分復(fù)用波分復(fù)用)lTDM (時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用)2022/4/29page 56CH2CH1CH3原帶寬原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬移頻后帶寬MUXCH1 CH2 CH3帶寬復(fù)用帶寬復(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。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)傳輸適用于模擬信號(hào)傳輸 2022/4/29page 57可用頻段頻率時(shí)間子信道A子信道B子信道C子信道D圖2.24 FDM子信道示意圖通道（1）通道（2）通道（

39、3）通道（4）通道（5）通道（6）多路復(fù)用器MUXMUX源1源2源3源4源5源6目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)6多路復(fù)用器2022/4/29page 58F2F1F3 光譜光譜F1F2F3共享光纖的光譜共享光纖的光譜光纖光纖2光纖光纖3光纖光纖1共享光纖共享光纖 采用無(wú)源設(shè)備，更可靠采用無(wú)源設(shè)備，更可靠棱柱棱柱/衍射光柵衍射光柵原理：整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每個(gè)用原理：整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每個(gè)用戶占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行傳輸。戶占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行傳輸。2022/4/29page 59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)原理：把時(shí)間分割成小的時(shí)間片

40、，每個(gè)時(shí)間片分為若干個(gè)通道（時(shí)隙）通道（時(shí)隙） ，每個(gè)用戶占用一個(gè)通道傳輸數(shù)據(jù)。，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)復(fù)用后數(shù)據(jù)時(shí)隙時(shí)隙1234D3D2D1適用于數(shù)字信號(hào)傳輸適用于數(shù)字信號(hào)傳輸 時(shí)間片時(shí)間片2022/4/29page 60可用頻段頻率時(shí)間圖2.28 TDM子信道示意圖A B C D A B C D A B C D A B C D組成子信道A的時(shí)隙時(shí)分復(fù)用幀圖2.29 TDM原理2多路復(fù)用器MUX源1源2源3源4源5源6多路復(fù)用器MUX目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)63 4 5 6 1 2 3 4 5162022/4/29

41、page 61ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)待發(fā)數(shù)據(jù)t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期周期1周期周期2同步同步 TDM帶寬浪費(fèi)A1B1C2B2周期周期1周期周期2統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)TDM可用帶寬TDM的缺點(diǎn)：某用戶無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會(huì)的缺點(diǎn)：某用戶無(wú)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)。造成帶寬浪費(fèi)。改進(jìn)：統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（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），用戶不固定占用某個(gè)通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入。槽就將數(shù)據(jù)放入。2022/4/29page 626. 交換交換技術(shù)技術(shù)為降低通信線路造價(jià)，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連為降低通信線路造價(jià)

42、，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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(guò)中間節(jié)兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的通信連接一般都要通過(guò)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)。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)就像電話交換機(jī)為通話雙方接續(xù)線路一樣，這個(gè)過(guò)程被稱為過(guò)程被稱為交換交換。 實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報(bào)文交換、電路交換、報(bào)文交換、分組交換分組交換。 2022/4/29page 636.1 電路交換電路交換交換設(shè)備在通信雙方找出一條實(shí)際的物理線路交換設(shè)備在通信雙方找出一條實(shí)際的

43、物理線路的的過(guò)程過(guò)程。(最早的電路交換連接是由最早的電路交換連接是由電話接線員電話接線員通過(guò)插塞建立的通過(guò)插塞建立的，現(xiàn)在現(xiàn)在則則由計(jì)算機(jī)化的由計(jì)算機(jī)化的程控程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)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。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸前需要建立一條端到端的通路。 呼叫呼叫建立連接建立連接傳輸傳輸掛斷掛斷 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 建立連接的時(shí)間長(zhǎng)；建立連接的時(shí)間長(zhǎng)； 一旦建立連接就獨(dú)占線路，線路利用率低；一旦建立連接就獨(dú)占線路，線路利用率低； 無(wú)糾錯(cuò)機(jī)制；無(wú)糾錯(cuò)機(jī)制； 建立連接后，傳輸延遲小。建立連接后，傳輸延遲小。2022/4/29page 64 6.2 報(bào)文交換報(bào)文交換整個(gè)報(bào)文作為一個(gè)整體

44、一起發(fā)送。整個(gè)報(bào)文作為一個(gè)整體一起發(fā)送。在交換過(guò)程中，在交換過(guò)程中，交換設(shè)備將接收交換設(shè)備將接收到的到的報(bào)文先報(bào)文先存儲(chǔ)，存儲(chǔ)，待信道空閑時(shí)待信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去再轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級(jí)一級(jí)中一級(jí)一級(jí)中轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，直到目的地，直到目的地。這種。這種數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)稱為技術(shù)稱為存儲(chǔ)存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）報(bào)文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復(fù)雜報(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(guò)長(zhǎng)；大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)；3）出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文全部重發(fā)。出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文全部重發(fā)。2022/4/29page 656.3 分組交換分組交換（包交換）（包交換）將報(bào)文劃分將報(bào)文劃分為若干個(gè)大小相等為若

45、干個(gè)大小相等的分組的分組(Packet)進(jìn)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：存儲(chǔ)量要求較小，可以用內(nèi)存來(lái)緩沖分組存儲(chǔ)量要求較小，可以用內(nèi)存來(lái)緩沖分組速度快；速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小適用于交互式通信；適用于交互式通信；某個(gè)分組出錯(cuò)僅重發(fā)該分組某個(gè)分組出錯(cuò)僅重發(fā)該分組效率高；效率高；各分組可通過(guò)不同路徑傳輸，可靠性高。各分組可通過(guò)不同路徑傳輸，可靠性高。特點(diǎn)：特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路。數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路。有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制和路由選擇功能。有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制和路由選擇功能。2022/4/29page 666.4 三種交換方式的事件順序三種交

46、換方式的事件順序呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ABCD分組分組1分組分組2分組分組3報(bào)文報(bào)文ABCDABCD尋路延遲排隊(duì)延遲線路交換線路交換報(bào)文交換報(bào)文交換分組交換分組交換2022/4/29page 676.5 異步傳輸模式異步傳輸模式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，故又稱為信元為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故又稱為信元交換。交換。ATM將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長(zhǎng)度固將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長(zhǎng)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。級(jí)等控制信息構(gòu)

47、成信元。信元由信元頭部和有效載荷構(gòu)成：信元由信元頭部和有效載荷構(gòu)成：信元頭部信元頭部 有效載荷有效載荷5B 48B2022/4/29page 68在在ATM網(wǎng)絡(luò)中，空信元以一定的速率出現(xiàn)，發(fā)送網(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(wú)周期性，故稱這種傳送方式為入位置無(wú)周期性，故稱這種傳送方式為異步傳輸異步傳輸模式模式。ATM特點(diǎn)：特點(diǎn)：1)1) 面向連接（虛連接），按序遞交；面向連接（虛連接），按序遞交；2)2) 固定大小的信元，便于高速處理（可用硬件固定大小的信元，便于高速處理（可用硬件實(shí)現(xiàn)），傳輸速率實(shí)現(xiàn)），傳輸速率622Mb/s；3)3) QoS特性保證了特性保證了ATM可以實(shí)時(shí)地傳送語(yǔ)音和可以實(shí)時(shí)地傳送語(yǔ)音和活動(dòng)圖像?；顒?dòng)圖像。123456數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊信元流信元流2022/4/29page 697. 差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制產(chǎn)生差錯(cuò)的原因：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）信道的電氣特性引起信號(hào)幅度、頻率、相位的畸變；的畸變；2）信號(hào)反射；）信號(hào)反射；3）串?dāng)_；）串?dāng)_；4）閃電、大功率電機(jī)的啟停等。）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，但要盡量減小其線路傳輸差錯(cuò)是不可避免的，但要盡量減小其影響。影響。2022/4/29page 70基本方法：接