河南機電第講第章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

21世紀高等職業(yè)技術(shù)教育計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)授課人：解瑞云信息技術(shù)類規(guī)劃教材第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

本章學習目標了解并識記數(shù)據(jù)通信的基本概念掌握數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標及計算理解并掌握數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法掌握多路復用技術(shù)的分類和特點

理解數(shù)據(jù)交換技術(shù)的分類和特點識記差錯控制和檢測的基本概念內(nèi)容回顧數(shù)字信號的模擬編碼技術(shù)。數(shù)字信號的數(shù)據(jù)編碼技術(shù)（非歸0編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼）。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字編碼技術(shù)（奈奎斯特定理（采樣定理）：采樣、量化、編碼）本講重點基帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸技術(shù)同步傳輸與異步傳輸多路復用技術(shù)（頻分、波分、時分多路復用）數(shù)據(jù)交換技術(shù)：電路交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換電路交換：線路建立—數(shù)據(jù)傳輸—線路釋放存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換：報文交換、報文分組交換（數(shù)據(jù)報、虛電路）。1.基帶傳輸技術(shù)

人們把數(shù)字數(shù)據(jù)信號固有的頻帶稱為基帶，相應的矩形脈沖信號稱為基帶信號。

基帶傳輸技術(shù)是指在數(shù)字信道上，直接傳送基帶信號的方法，它是最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。

大多數(shù)局域網(wǎng)都使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)。2.4數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)2.頻帶傳輸技術(shù)1）電話交換網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

端局端局長途局中心局長途局本地回路準長途干線高帶寬長途干線準長途干線本地回路光纖、微波、同軸雙絞線雙絞線2）頻帶傳輸?shù)亩x

利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號的方法稱為頻帶傳輸。它需要調(diào)制成模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。頻帶傳輸中，調(diào)制解調(diào)器是最典型的通信設(shè)備。

例如：通過電話模擬信道傳輸3）寬帶傳輸?shù)亩x

寬帶指比音頻帶寬更寬的頻帶，指傳輸介質(zhì)的頻帶寬度較寬的信息傳輸，它可同時傳播多路信號，進行高速數(shù)據(jù)傳輸。4）調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理（1）調(diào)制解調(diào)器的工作原理

通過調(diào)幅、調(diào)頻等技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換。（2）全雙工通信的工作原理使用帶通濾波器將雙方的發(fā)送與接收通道分開，達到全雙工通信的目的。

帶通濾波器是一種選頻電路，它只允許特定頻率范圍的信號通過。書P35圖示

移頻方式的調(diào)制解調(diào)器工作原理3.同步傳輸與異步傳輸

所謂同步，就是要求通信的接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每比特的重復頻率以及起止時間來接收數(shù)據(jù)，即收發(fā)雙方在時間基準上保持一致。數(shù)據(jù)通信的同步包括：位同步、字符同步。

1)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（1）外同步法——發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，另外發(fā)送同步時鐘信號，接收方用它來校準自己的時鐘脈沖頻率。

（2）內(nèi)同步法——通過特殊編碼（如曼徹斯特編碼），這些數(shù)據(jù)編碼信號本身包含了同步脈沖，接收方提取同步信號來鎖定自己的時鐘脈沖頻率。

2)字符同步：保證收發(fā)雙方正確傳輸字符。（1）同步式——由同步控制字符領(lǐng)先，以組為單位連續(xù)傳送。

（2）異步式——每個字符獨立傳送，各字符間的時間間隔可以任意。需添加冗余位以確認字符的開始和結(jié)束。

例如，1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、2個停止位時，其效率為8/11＜72％4.多路復用技術(shù)

指在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)。

發(fā)送方通過復用器將多個用戶的數(shù)據(jù)匯集，經(jīng)一條物理線路傳送到接收設(shè)備，接收設(shè)備再通過分用器將數(shù)據(jù)分離成單獨的數(shù)據(jù)，分發(fā)給接收方的多個用戶。DEMUX復用器分用器共享信道MUX1)多路樂復用袖技術(shù)斯的分降類：頻分沉多路組復用(F集DM憤)波分庫多路存復用(W融DM腹)時分烏多路篩復用(T躬DM巖)2)頻分剝多路肉復用(F撿re優(yōu)qu踏en紋cy難D訂iv瘦is子io作n痰Mu齡lt族ip齡le證xi紹ng演)原理凡：整似個傳仗輸頻鉆帶被拿劃分跌為若攤干個料頻率挺通道告，每限個用懂戶占旁用一擦個頻鄰率通墊道。錄頻率甩通道片之間基留有絞防護揉頻帶繩。CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復用f適用豆于模單擬信辜號傳拐輸頻分籃多路疤復用同的基陪本工徒作原泊理示腰意圖頻分赴多路賣復用滴是將夫傳輸籠介質(zhì)憤的可浮用帶何寬分鑼割成衰一個閱個“旁頻段漸”，胞以便乒每個襲輸入喊裝置獻都分脹配到掃一個宰“頻肢段”籃。傳錘輸介闖質(zhì)容瘋許傳龍輸?shù)那米畲蠡顜捄迾?gòu)成冤一個克信道類，因憑此每草個“抵頻段犁”就拾是一討個子翠信道鵲。頻分眉多路大復用店的特踏點是涌：每唉個用嫁戶終交端的成數(shù)據(jù)給通過彎專門吳分配退給它駱的子捕信道穿傳輸聚，在屠用戶裝沒有蒜數(shù)據(jù)債傳輸累時，蹦別的炸用戶致也不邁能使板用。頻分瘋多路鄰復用宏適合簡于模曬擬信頌號的炸頻分茂傳輸阿，主爆要用觀于電蛾話和升電纜練電視(C彎AT銹V)系統(tǒng)扒，在撕數(shù)據(jù)鋒通信鳳系統(tǒng)杜中應啊和調(diào)荒制解江調(diào)技戲術(shù)結(jié)伯合使灣用。3）波遇分多紛路復毛用(W孔av鉆e睡Di魂vi奸si威on澤M桂ul柄ti娛pl稼ex懂in晚g)原理侮：整槍個波碌長頻戀帶被松劃分淚為若詳干個碎波長朱范圍汁，每尚個用勢戶占械用一再個波跑長范涉圍來鳳進行鄙傳輸稿。4）時騾分多疊路復艱用(T綁im借e泄Di腔vi誕si喪on像M婆ul登ti雷pl手ex劫in戀g)(1神)工作叨原理廉：以信埋道傳隆輸時磚間作似為分躬割對戚象，專把時媽間分性割成賀小的嚇時間吐片，裂通過從為多鈔個用已戶分貸配不都同的然時間印片的謹方法勾來實勺現(xiàn)多槳路復群用。適合允于數(shù)遲字信冊號的懸傳輸器。T1載波硬：復暴用24路信刮號，朽速率1.編54宿4M竄bp籌s（北美康標準屆）E1載波衛(wèi)：復鳳用30路信伴號，栗速率2.旦04攤8M超bp匪s（歐洲團標準赴）(2序)時分濕多路脾復用豆技術(shù)肚的分調(diào)類：同步述時分情多路壺復用檢（ST孟DM）將時過間片醉固定清分配叉給各竟個信秀道，納不考奇慮信幟道是隨否有職數(shù)據(jù)潤發(fā)送農(nóng)，這備要求執(zhí)收發(fā)鑄雙方眠必須派同步搬，當翼某用拼戶無伯數(shù)據(jù)生發(fā)送頸時，終其他愁用戶釣也不糊能占傻用其惡時間骨片，仰將會獨造成提帶寬諷浪費財。統(tǒng)計安時分嫩多路格復用恥（AT板DM）－陵也叫贊異步遷時分鬼多路泉復用根據(jù)炭用戶朝對時覆間片啄的需評要來貫分配坡時間醬片，鈔沒有存數(shù)據(jù)胡傳輸母的用扯戶不硬分配央時間舊片，謊同時磨，對聚每一黑個時資間片傘加上假用戶輝標識鍛，以漿區(qū)別唯該時厘間片仙屬于似哪一葡個用批戶。違提高市了通剝信線偷路利勉用率智。該技蹈術(shù)為嗽異步墾傳輸賴模式AT程M的研即究奠社定了顏理論域基礎(chǔ)受。D2ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1

t2

t3A1B1C1D1C2A2B2周期1周期2同步TDM帶寬浪費A1B1C2B2周期1周期2統(tǒng)計TDM可用帶寬2.虛5數(shù)據(jù)比交換渠技術(shù)為降紙低通串信線攪路造早價，千大型擠網(wǎng)絡(luò)常主要能采用過部分脫連接售的拓改撲結(jié)爸構(gòu),兩個時端節(jié)鴿點之云間的層通信賭連接鄰一般競都要鍵通過濁中間漢節(jié)點旱的轉(zhuǎn)可接，中間劉節(jié)點掏要在萍它所但連接紗幾條承線路硬中選奧擇一柿條進明行接索續(xù),就像況電話幫交換果機為誕通話誤雙方稍接續(xù)匠線路散一樣決，這牌個過蜜程被地稱為交換。實現(xiàn)漢交換岸的方仇法主迅要有啦：電路杜交換悶、報澇文交刷換和腫分組厘交換戚。報文弊交換載和分魂組交驅(qū)換均發(fā)采用予的是餡存儲父轉(zhuǎn)發(fā)御方式。1）原衫理：跪（僚與電旁話交倘換方懼式類撐似）交換數(shù)據(jù)世前，算先建繩立實逆際的丑物理續(xù)線路防連接。2）通轟信過辮程：線路銳建立矮階段削－－廚數(shù)據(jù)踩傳輸幼階段閣－－予線路吊釋放質(zhì)階段3）特點：建立便連接鼻的時羅間長，建立扭連接究后，滔傳輸騾延遲漏小，連接漏獨占堅線路爆，線哪路利徒用率紛低，無差錯泥控制組能力袍。1.電路妻交換線路翁交換挺方式且的工挺作原伙理2.存儲喉轉(zhuǎn)發(fā)拉交換1）存夸儲轉(zhuǎn)敞發(fā)交雞換的解概念于：在交彎換過貪程中荷，交素換設(shè)府備將澆接收姨到的數(shù)據(jù)拉單元先存陷儲，芬待信縮慧道空訓閑時長再轉(zhuǎn)彎發(fā)出解去，云一級捷一級水中轉(zhuǎn)姻，直嚴到目墻的地羅。這拼種數(shù)銳據(jù)傳被輸技襲術(shù)稱隊為存儲-轉(zhuǎn)發(fā)。由于渡交換鑼設(shè)備意有存垃儲能持力，覺所以掛，可宅以實脆現(xiàn)信當?shù)赖膯栙Y源席共享般，提識高線機路利殘用率鈔；有生路選知功能耐，可橡以均覺衡流美量；質(zhì)有差豈錯控閱制功瓦能，噴可以剝提高辦系統(tǒng)虎可靠斤性；隱可以鋼實現(xiàn)滴不同韻通信在速率憂線路灰之間蔬的數(shù)限據(jù)傳灣送。賓因此肉，存啊儲轉(zhuǎn)添發(fā)方榮式在責計算工機網(wǎng)致絡(luò)中剖得到血了廣邪泛的浴應用蜂。2）存夢儲轉(zhuǎn)停發(fā)的田分類(1薪)報文感交換將待哭傳送慚數(shù)據(jù)嶺作為德一個狼單元薯，打封包后嚴形成報文，不作管報舊文大拾小作乎為整蝕體一起扣發(fā)送己。特點：報文體大小傾不一乓，造鋪成緩解沖區(qū)絡(luò)管理妹復雜；大報惰文造鍋成存零儲轉(zhuǎn)甘發(fā)的板延時貪過長它；出吵錯后稠整個污報文需全部斃重發(fā)倒。(2溪)報文招分組稻交換績（分肝組交報換）發(fā)送淚方將長報文鏡劃分成多排個報紡文分組進行玩存儲避轉(zhuǎn)發(fā)，接忽收方曉再將假各報溫文分幅組按順椅序重勇組成頸報文，這宜就是忘報文印分組境交換散，常敗稱為習分組明交換脂。特點：對轉(zhuǎn)嬌發(fā)設(shè)渴備存儲容量要擴求較糕小，延可以爽用內(nèi)中存來斯緩沖訓分組——速度青快；遭轉(zhuǎn)發(fā)既延時健小——適用銹于交口互式罵通信必；某排個分丈組出碗錯僅哥重發(fā)禁該分堆組——效率胡高；各分麥組可醫(yī)通過扁不同寄路徑劃傳輸——可靠慕性高巡壽。在實莖際應柏用中上，分緒組交肆換有數(shù)據(jù)控報和虛電捎路兩種桂方式婆。報文撈和報齊文分諷組結(jié)緊構(gòu)由于獨分組針長度吐較短膚，在竭傳輸歲出錯柄時，歪檢錯匆容易邪并且匙重發(fā)饒花費謎的時保間較飼少；限定供分組販最大供數(shù)據(jù)盞長度析，有冷利于際提高悼存儲尸轉(zhuǎn)發(fā)枯結(jié)點探的存摸儲空擁間利吩用率消與傳唯輸效礎(chǔ)率；公用慰數(shù)據(jù)顯網(wǎng)采緊用的砍是分程組交宵換技揀術(shù)。三種喇交換威方式敵的事除件順材序呼叫瘋請求數(shù)據(jù)呼叫應答ABCD分組1分組2分組3報文ABCDABCD尋路延遲排隊延遲電路交換報文交換分組交換3.數(shù)據(jù)疼報方飯式1）工悔作原擋理：2）數(shù)兆據(jù)報姨特點概：同一弄報文莊的各列分組沒獨立搏進行幕路由建選擇溪；同一抬報文葛的分抱組到歡達目蘭的結(jié)糾點時識可能亮出現(xiàn)蠟亂序悅、丟宵失等聯(lián)現(xiàn)象賠；每一號個分冊組都聾需帶優(yōu)有足勒夠的嚷地址成信息苗；傳輸牌延遲請較大耍，不訪適于昆長報陳文、漁會話壺式通徒信。4.虛電押路方摟式1）工直作原頭理：托是數(shù)紡據(jù)報跑和電津路交翠換的赴結(jié)合在傳尤輸數(shù)籌據(jù)前爬，先省建立趕一條亮邏輯介連接摔即虛喉電路車，整篩個通茅信過程員分為3個階接段:虛電鹽路建照立階隆段－歡－數(shù)掉據(jù)傳臘輸階傭段－蛾－虛位電路斧拆除雨階段當虛電縱路建破立好徒以后污，后劍續(xù)分獨組按鼓存儲愉轉(zhuǎn)發(fā)仙方式駕沿虛聾電路傳送乳。虛電脾路方陳式摔的工疲作原濟理2）虛剪電路摔特點忘：發(fā)送姓數(shù)據(jù)愚前，足先建董立邏腰輯連刻接，顫有一壯定時期間延圓遲；各分默組沿送虛電窩路傳動送，記不需岡做路滋由選倆擇，達不需狐帶全喇地址翠信息逼；分組甲到達耳目的棟地不幫會出鎖現(xiàn)亂制序、券丟失賤等現(xiàn)潑象；每結(jié)賊點可只以和棗任何獵結(jié)點晶建立縣多條梳虛電和路連到接，俗可共極享帶員寬。項目數(shù)據(jù)報虛電路目標地址每個分組都需要建立連接時需要初始化設(shè)置不需要需要分組順序通信子網(wǎng)不負責通信子網(wǎng)負責保證差錯控制由主機負責通信子網(wǎng)負責對主機透明流量控制網(wǎng)絡(luò)層不提供通信子網(wǎng)提供連接的建立和釋放不需要需要數(shù)據(jù)介報和萍虛電惱路的工比較5.其他楊高速刺交換螞技術(shù)1）幀繩中繼早期鴨典型罷分組穴交換咸網(wǎng)是X.爺25網(wǎng)。X.較25網(wǎng)著寺眼于援可靠嘴性，評每個邀中間謎結(jié)點荷都差偵錯檢站測。幀中談繼是身在X.傅25的基傍礎(chǔ)上殲簡化扮了差追錯控鄭制、帝流量犯控制吩和路念由選色擇功所能而刷形成緣瑞的一洪種新誰型交銀換技桶術(shù)。AT桌M是一宜種高流速分朗組交夏換技刻術(shù)，獨采用記了以信元為單椒位的起存儲決轉(zhuǎn)發(fā)魯方式逗，故誰又稱除為信元框交換蠅。AT蘋M將話鍵音、穩(wěn)數(shù)據(jù)鋒和圖雞像等更數(shù)據(jù)節(jié)分解啊成長諷度固啟定的存數(shù)據(jù)旅塊，讀并在宮各數(shù)雙據(jù)塊休前裝房誠配地縱址、賀優(yōu)先尾級等漲控制南信息喇構(gòu)成匯信元蕉。信元扁由信綠元頭逮部和唐有效艱載荷班構(gòu)成唱：信元頭部

有效載荷5B48B2）AT安M交換在AT教M網(wǎng)絡(luò)灣中，糧空信廚元以軋一定攜的速選率出籮現(xiàn)，所發(fā)送鵝站只秘要獲紫得空智信元蠶即可偏插入邀信息擱發(fā)送獄。因哄信息榨插入陣位置獨無周袍期性棄，故熱稱這欠種傳法送方揪式為很異步啄傳輸章模式究。123456數(shù)據(jù)塊信元流AT舒M能實傍現(xiàn)多召媒體鞋信息認的高還速傳鴨輸，委是一擁種面頂向虛危連接同的傳輸?shù)考夹g(shù)