《數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)》課件

第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)本章內(nèi)容信道傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)編碼多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯(cuò)控制及檢錯(cuò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1精選ppt第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)本章內(nèi)容1精選ppt第二講本講內(nèi)容：

1、信道

2、傳輸介質(zhì)2精選ppt第二講本講內(nèi)容：2精選ppt2.1基本概念數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)通信術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)（Data）：傳遞（攜帶）信息的實(shí)體。信息（Information）：是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋。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)的形式在介質(zhì)中傳播。模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)基帶（Baseband）、寬帶（Broadband）信道（Channel）：傳送信息的線(xiàn)路（或通路）。比特（bit）：即一個(gè)二進(jìn)制位。比特率為每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（即數(shù)據(jù)傳送速率）。碼元（Codecell）：時(shí)間軸上的一個(gè)信號(hào)編碼單元。3精選ppt2.1基本概念數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)通信術(shù)語(yǔ)3精選ppt同步脈沖：用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元從何時(shí)開(kāi)始

●同步脈沖也可位于碼元的中部●一個(gè)碼元也可有多個(gè)同步脈沖相對(duì)應(yīng)t碼元1碼元2碼元3碼元4碼元5信號(hào)同步脈沖t4精選ppt同步脈沖：用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元從何時(shí)開(kāi)始t碼元1碼元波特（Baud）：碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?。波特率為每秒傳送的碼元數(shù)（即信號(hào)傳送速率）。比特率、波特率和信號(hào)編碼級(jí)數(shù)的關(guān)系如下：

Rbit=Rbaudlog2M

上式中：M-信號(hào)的編碼級(jí)數(shù)，Rbit-比特率，Rbaud-波特率一個(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(huà)說(shuō)，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特。例如：當(dāng)波特率為9600時(shí)若M=2，數(shù)據(jù)傳輸率為9600b/s若M=16，數(shù)據(jù)傳輸率為38.4kb/s5精選ppt波特（Baud）：碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝?。波特率為每秒傳送的碼元誤碼率：信道傳輸可靠性指標(biāo)，是一個(gè)概率值。信息編碼：將信息用二進(jìn)制數(shù)表示的方法。例如：ASCII編碼、BCD編碼等數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)用物理量表示的方法。例如：字符‘A’的ASCII編碼為01000001，其數(shù)據(jù)編碼可能為01000001t6精選ppt誤碼率：信道傳輸可靠性指標(biāo)，是一個(gè)概率值。01000001t帶寬（Bandwidth，BW）信道傳輸能力的度量。在傳統(tǒng)的通信工程中：BW≈fmax－fmin

單位：赫茲（Hz）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般用每秒允許傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)作為帶寬的計(jì)量單位。主要單位：b/s，kb/s，Mb/s，Gb/s。例如：傳統(tǒng)以太網(wǎng)理論上每秒可以傳輸1千萬(wàn)比特，它的帶寬為10Mb/s。時(shí)延（Delay）：信息從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間。時(shí)延=處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延+發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延處理時(shí)延=對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和錯(cuò)誤校驗(yàn)所需的時(shí)間排隊(duì)時(shí)延=數(shù)據(jù)在中間結(jié)點(diǎn)等待轉(zhuǎn)發(fā)的延遲時(shí)間發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)位數(shù)/信道帶寬傳播時(shí)延=d/s

d:距離，s:介質(zhì)中信號(hào)傳播速度(≈0.7c)7精選ppt帶寬（Bandwidth，BW）7精選ppt時(shí)延帶寬乘積：某一信道所能容納的比特?cái)?shù)。時(shí)延帶寬乘積=帶寬×傳播時(shí)延例如，某信道的時(shí)延帶寬乘積為100萬(wàn)比特，這意味著第一個(gè)比特到達(dá)目的端時(shí)，源端已發(fā)送了100萬(wàn)比特。信道帶寬傳播時(shí)延管道體積=時(shí)延帶寬乘積8精選ppt時(shí)延帶寬乘積：某一信道所能容納的比特?cái)?shù)。信道帶寬傳播時(shí)延管道往返時(shí)延（Round-TripTime，RTT）：從發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)開(kāi)始，到發(fā)送端收到接收端的確認(rèn)所經(jīng)歷的時(shí)間RTT≈2×傳播時(shí)延傳輸可靠性?xún)蓚€(gè)含義：數(shù)據(jù)能正確送達(dá)數(shù)據(jù)能有序送達(dá)（當(dāng)采用分組交換時(shí)）9精選ppt往返時(shí)延（Round-TripTime，RTT）：從發(fā)送端1.數(shù)據(jù)通信的一般概念通信的三個(gè)要素：信源、信宿和信道噪聲信源發(fā)送器信道接收器信宿源系統(tǒng)目的系統(tǒng)任何信道都不是完美無(wú)缺的，因此會(huì)對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生干擾，稱(chēng)為“噪聲”。外界：閃電、串?dāng)_、電氣設(shè)備內(nèi)部：介質(zhì)特性（衰減、延遲－與頻率有關(guān)）10精選ppt1.數(shù)據(jù)通信的一般概念通信的三個(gè)要素：信源、信宿和信道噪聲信息通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過(guò)程把攜帶信息的數(shù)據(jù)用物理信號(hào)形式通過(guò)信道傳送到目的地信息和數(shù)據(jù)（二進(jìn)制位）不能直接在信道上傳輸編碼：數(shù)據(jù)→適合傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)——便于同步、識(shí)別、糾錯(cuò)調(diào)制：數(shù)字信號(hào)→適合傳輸?shù)男问健搭l率、幅度、相位解調(diào)：接收波形→數(shù)字信號(hào)解碼：數(shù)字信號(hào)→原始數(shù)據(jù)信息→數(shù)據(jù)→信號(hào)→在信道上傳輸→信號(hào)→數(shù)據(jù)→信息數(shù)據(jù)編碼調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)解碼01000001‘A’01000001‘A’信道11精選ppt信息通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過(guò)程信息→數(shù)據(jù)→信號(hào)→在信道上傳輸2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸線(xiàn)路有線(xiàn)介質(zhì)、無(wú)線(xiàn)介質(zhì)傳輸設(shè)備調(diào)制解調(diào)器、中繼器、多路復(fù)用器、交換機(jī)等調(diào)制解調(diào)器等網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備也稱(chēng)為DCE（DataCircuitEquipment）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)、終端等又分為：源系統(tǒng)（信源＋發(fā)送器）：發(fā)出數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)目的系統(tǒng)（信宿＋接收器）：接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、終端等設(shè)備也稱(chēng)為DTE（DataTerminalEquipment）DCEDTEDTEDCE12精選ppt2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DCEDTEDTEDCE數(shù)據(jù)通信基本過(guò)程5個(gè)階段包含兩項(xiàng)內(nèi)容：數(shù)據(jù)傳輸和通信控制過(guò)程與打電話(huà)比較建立物理連接撥號(hào)，撥通對(duì)方建立邏輯連接互相確認(rèn)身份數(shù)據(jù)傳輸互相通話(huà)斷開(kāi)邏輯連接互相確認(rèn)要結(jié)束通話(huà)斷開(kāi)物理連接雙方掛機(jī)*注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全部5個(gè)階段。13精選ppt數(shù)據(jù)通信基本過(guò)程5個(gè)階段*注意，并不是所有的數(shù)據(jù)通信都需要全2.2信道及其主要特征1.數(shù)字信道和模擬信道數(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。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中主要采用數(shù)字信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域網(wǎng)模擬信道：以連續(xù)模擬信號(hào)形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。CATV、無(wú)線(xiàn)電廣播、電話(huà)撥號(hào)線(xiàn)路14精選ppt2.2信道及其主要特征1.數(shù)字信道和模擬信道14精選模擬信號(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)信號(hào)值模擬信號(hào)能在數(shù)字信道上傳輸嗎？數(shù)字信號(hào)時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的信號(hào)值。最常見(jiàn)的是二值信號(hào)數(shù)字信號(hào)能在模擬信道上傳輸嗎？ta）模擬信號(hào)tb）數(shù)字信號(hào)15精選ppt模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)ta）模擬信號(hào)tb）數(shù)字信號(hào)15精選p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)的固定模式組成（如正弦波）非周期信號(hào)信號(hào)沒(méi)有固定的模式和波形循環(huán)（如語(yǔ)音的音波信號(hào)）。tTTTtTTT周期信號(hào)非周期信號(hào)tt16精選ppt周期信號(hào)和非周期信號(hào)tTTTtTTT周期信號(hào)非周期信號(hào)tt1數(shù)字通信與模擬通信數(shù)字通信在數(shù)字信道上實(shí)現(xiàn)模擬信息或數(shù)字信息的傳輸模擬通信在模擬信道上實(shí)現(xiàn)模擬信息或數(shù)字信息的傳輸數(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(yǔ)音、數(shù)據(jù)、影像，通用、靈活計(jì)算機(jī)通信僅在不得已的情況下，才會(huì)采用模擬通信，如通過(guò)電話(huà)線(xiàn)撥號(hào)上網(wǎng)。17精選ppt數(shù)字通信與模擬通信17精選ppt2.信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率Nyquist公式：用于無(wú)噪聲理想低通信道Nyquist公式為估算已知帶寬信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率提供了依據(jù)。例如，話(huà)音級(jí)線(xiàn)路的帶寬約為3.1kHz，根據(jù)上式計(jì)算的信道最大數(shù)據(jù)傳輸率如右表所示C=2Wlog2MC=數(shù)據(jù)傳輸率，單位b/sW=帶寬，單位HzM=信號(hào)編碼級(jí)數(shù)M最大數(shù)據(jù)率

26200b/s412400b/s818600b/s1624800b/s3231000b/s18精選ppt2.信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率Nyquist公式：用于無(wú)噪聲理想非理想信道實(shí)際的信道上存在損耗、延遲、噪聲。損耗引起信號(hào)強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致信噪比S/N降低。延遲會(huì)使接收端的信號(hào)產(chǎn)生畸變。噪聲會(huì)破壞信號(hào)，產(chǎn)生誤碼。例如：數(shù)據(jù)傳輸速率為56kb/s時(shí)，持續(xù)時(shí)間0.01s的干擾會(huì)破壞約560個(gè)比特。19精選ppt非理想信道19精選pptShannon公式：用于有噪聲干擾信道例：信道帶寬W=3.1kHz，S/N=2000，則

C=3100×log2（1+2000）≈34kb/s

即該信道上的最大數(shù)據(jù)傳輸率不會(huì)大于34kb/s。信噪比的單位也可用分貝(dB)表示：S/NdB=10log10

S/N所以，若S/NdB=30dB

，則S/N=1000。C=Wlog2（1+S/N）

C:傳輸率，單位b/sW:帶寬，單位HzS/N:信噪比20精選pptShannon公式：用于有噪聲干擾信道信噪比的單位也可用分貝Nyquist公式和Shannon公式的比較C=2Wlog2M用于理想信道（這樣的信道存在嗎？）數(shù)據(jù)傳輸率隨信號(hào)編碼級(jí)數(shù)增加而增加。C=Wlog2（1+S/N）用于有噪聲信道（實(shí)際的信道總是有噪聲?。o(wú)論信號(hào)編碼級(jí)數(shù)增加到多少，此公式給出了有噪聲信道可能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)傳輸速率上限。原因：噪聲的存在將使編碼級(jí)數(shù)不可能無(wú)限增加。21精選pptNyquist公式和Shannon公式的比較C=2Wl3.通信網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的連接方式點(diǎn)-點(diǎn)連接主站交換連接集線(xiàn)式連接次站次站次站中心站集中器交換機(jī)多點(diǎn)連接22精選ppt3.通信網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的連接方式點(diǎn)-點(diǎn)連接主站交換連接集線(xiàn)式連4.數(shù)據(jù)傳輸方式單/雙工通信——單/雙向傳輸單工：數(shù)據(jù)單向傳輸半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向交替?zhèn)鬏?，但不能在同一時(shí)刻雙向傳輸全雙工：數(shù)據(jù)可以雙向同時(shí)傳輸需要具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線(xiàn)路；或者需要具有一條物理線(xiàn)路上的兩個(gè)信道，分別用于不同方向的信號(hào)傳輸。23精選ppt4.數(shù)據(jù)傳輸方式單/雙工通信——單/雙向傳輸23精選ppt發(fā)送器接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器/接收器單工方式：半雙工方式：全雙工方式：A站B站可同時(shí)不可同時(shí)24精選ppt發(fā)送器接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器/接收器發(fā)送器例：無(wú)線(xiàn)電廣播例：對(duì)講機(jī)例：電話(huà)25精選ppt例：無(wú)線(xiàn)電廣播25精選ppt基帶/頻帶/寬帶傳輸基帶傳輸：不需調(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)（局域網(wǎng)）頻帶傳輸：數(shù)字信號(hào)調(diào)制成音頻模擬信號(hào)后再傳送，接收方需要解調(diào)。例如：通過(guò)電話(huà)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)寬帶傳輸：把信號(hào)調(diào)制成頻帶為幾十MHZ到幾百M(fèi)HZ的模擬信號(hào)后再傳送，接收方需要解調(diào)。例如：閉路電視的信號(hào)傳輸26精選ppt基帶/頻帶/寬帶傳輸26精選ppt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：同步脈沖頻率數(shù)據(jù)從什么時(shí)候開(kāi)始，什么時(shí)候結(jié)束位邊界數(shù)據(jù)塊邊界數(shù)據(jù)通信中需要在三個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)同步：位——位同步字符——字符同步幀(Frame)——幀同步27精選ppt數(shù)據(jù)同步方式27精選ppt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，2種同步方法：外同步——發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)之前發(fā)送同步脈沖信號(hào)，接收方用接收到的同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。自同步——通過(guò)特殊編碼（如曼徹斯特編碼），使數(shù)據(jù)編碼信號(hào)中包含同步信號(hào)，接收方從數(shù)據(jù)編碼信號(hào)提取同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。28精選ppt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，2字符同步：找到正確的字符邊界。常用的為起止式（異步式）。在這種方式中，每個(gè)字符的傳輸需要：1個(gè)起始位、5～8個(gè)數(shù)據(jù)位、1、1.5或2個(gè)停止位采用這種同步方式的通信也稱(chēng)“異步通信”。起止式的優(yōu)缺點(diǎn)：頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開(kāi)始時(shí)都會(huì)重新獲得同步；每?jī)蓚€(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定；增加了輔助位，所以傳輸效率低；例如，采用1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、2個(gè)停止位時(shí)，其傳輸效率為8/11≈73％起始位數(shù)據(jù)位停止位字符間隔不固定1個(gè)字符時(shí)間邏輯“0”邏輯“1”29精選ppt字符同步：找到正確的字符邊界。起始位數(shù)據(jù)位停止位字符間隔不固幀同步：識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。幀（Frame）：數(shù)據(jù)鏈路中的傳輸單位——包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊面向字符的——以同步字符（SYN，16H）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(lèi)型的幀面向比特的——以特殊位序列（7EH，即01111110）來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開(kāi)始，適用于任意數(shù)據(jù)類(lèi)型的幀幀起始控制信息數(shù)據(jù)幀結(jié)束校驗(yàn)和0–nbit8bit8bit8-32m7EH7EH30精選ppt幀同步：識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。幀起始控制信息數(shù)據(jù)幀結(jié)束校驗(yàn)2.3傳輸介質(zhì)磁介質(zhì)

高帶寬、低費(fèi)用、高延時(shí)（小時(shí)）——

在通信中很少使用

金屬導(dǎo)體雙絞線(xiàn)、同軸電纜(粗、細(xì))光纖無(wú)線(xiàn)介質(zhì)無(wú)線(xiàn)電、微波、衛(wèi)星、紅外線(xiàn)31精選ppt2.3傳輸介質(zhì)磁介質(zhì)31精選ppt雙絞線(xiàn)（TwistPair，TP）--螺旋絞合的雙導(dǎo)線(xiàn)--每根4對(duì)、25對(duì)、1800對(duì)--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點(diǎn)：成本低組裝密度高、節(jié)省空間安裝容易（綜合布線(xiàn)系統(tǒng)）平衡傳輸（高速率）抗干擾性一般連接距離短應(yīng)用領(lǐng)域：電話(huà)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)內(nèi)導(dǎo)體芯線(xiàn)絕緣內(nèi)屏蔽外屏蔽外套32精選ppt雙絞線(xiàn)（TwistPair，TP）--螺旋絞合的雙導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)用屏蔽雙絞線(xiàn)(STP)非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少雙絞線(xiàn)外無(wú)任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛常用的雙絞線(xiàn)：3類(lèi)（16Mb/s）

和5類(lèi)（155Mb/s）兩種33精選ppt屏蔽雙絞線(xiàn)(STP)非屏蔽雙絞線(xiàn)(UT雙絞線(xiàn)的連接標(biāo)準(zhǔn)色彩標(biāo)記和連接方法：交叉線(xiàn)：交換機(jī)-交換機(jī)、PC-PC、HUB-HUB(標(biāo)準(zhǔn)端口)直連線(xiàn)：PC/路由器-交換機(jī)/HUB、HUB-HUB(級(jí)連端口)線(xiàn)對(duì)色彩碼1白藍(lán)，藍(lán)2白橙，橙3白綠，綠4白棕，棕12345678123456781234567812345678交叉線(xiàn)EIA-568B直連線(xiàn)EIA-568A34精選ppt雙絞線(xiàn)的連接標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)對(duì)色彩碼1白藍(lán)，藍(lán)2白橙，橙3白綠，綠4白光纖（OpticalFiber）依靠光波承載數(shù)據(jù)，光脈沖在玻璃纖維中傳播優(yōu)缺點(diǎn)：傳輸帶寬高：僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞100Gb/s）傳輸損耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好輕便價(jià)格較高需要光電轉(zhuǎn)換纖芯材料：塑料二氧化硅

（高純玻璃）35精選ppt光纖（OpticalFiber）35精選ppt光纖傳輸原理——光的反射光從折射率高的介質(zhì)入射到折射率低的介質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生折射。折射量取決于兩種介質(zhì)的折射率。當(dāng)入射角≥臨界值時(shí)產(chǎn)生全反射，不會(huì)泄漏。纖芯-折射率高，玻璃包層-折射率低亮度調(diào)制：有光脈沖-1，無(wú)光脈沖-0光傳輸系統(tǒng)：光源、介質(zhì)、光檢測(cè)光源：850nm/1300nm/1500nm，發(fā)光二極管/激光二極管光檢測(cè)器：光電二極管PIN/雪崩二極管APD單向傳輸，雙向需兩根光纖應(yīng)用領(lǐng)域：局域網(wǎng)主干、電信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器連接36精選ppt光纖傳輸原理——光的反射36精選ppt多模光纖(MMF)單模光纖(SMF)：光纖的直徑接近一個(gè)光波波長(zhǎng)多束光線(xiàn)以不同的反射角傳播激光器包層，折射率低纖芯，折射率高亮度調(diào)制光檢波器激光器光檢波器單束光線(xiàn)沿直線(xiàn)傳播37精選ppt多模光纖(MMF)多束光線(xiàn)以不同的反射角傳播激光器包層，折射典型的光纜單芯光纜多芯光纜玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套玻璃封套外殼常見(jiàn)規(guī)格：纖芯——50um緩變型-MMF62.5um緩變型/增強(qiáng)型-MMF8.3um突變型-SMF

包層——125um38精選ppt典型的光纜單芯光纜多芯光纜玻璃封套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑高密度多芯光纜剖面結(jié)構(gòu)芯封套外套加強(qiáng)芯光纖外鞘加強(qiáng)芯光纖束39精選ppt高密度多芯光纜剖面結(jié)構(gòu)芯封套外套加強(qiáng)芯光纖外鞘加強(qiáng)芯光纖束3同軸電纜（CoaxialCable）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用基帶同軸電纜阻抗50

，有粗同軸和細(xì)同軸兩種應(yīng)用：總線(xiàn)局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）性能：10Mb/s，500米/185米銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層保護(hù)套40精選ppt同軸電纜（CoaxialCable）銅芯絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層無(wú)線(xiàn)介質(zhì)（信號(hào)在大氣或外層空間自由傳播）使用電磁波或光波攜帶信息優(yōu)缺點(diǎn)：無(wú)需物理連接適用于長(zhǎng)距離或不便布線(xiàn)的場(chǎng)合易受干擾反射，為障礙物所阻隔主要類(lèi)型：無(wú)線(xiàn)電、地面微波通信衛(wèi)星紅外線(xiàn)41精選ppt無(wú)線(xiàn)介質(zhì)（信號(hào)在大氣或外層空間自由傳播）41精選ppt無(wú)線(xiàn)電基站與終端之間通信采用無(wú)線(xiàn)鏈路應(yīng)用領(lǐng)域：移動(dòng)通信、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（WLAN）BS基站覆蓋的無(wú)線(xiàn)電區(qū)域BS基站

用戶(hù)計(jì)算機(jī)和終端42精選ppt無(wú)線(xiàn)電BS基站覆蓋的無(wú)線(xiàn)電區(qū)域BS基站用戶(hù)計(jì)算機(jī)和終端42地面微波通過(guò)地面站之間接力傳送接力站之間距離：50-100km速率：每信道45Mb/s地球地面站之間的直視線(xiàn)路微波傳送塔43精選ppt地面微波地球地面站之間的直視線(xiàn)路微波傳送塔43精選ppt地球同步衛(wèi)星與地面站相對(duì)固定位置使用3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)（≈270ms）廣播式傳輸應(yīng)用領(lǐng)域：電視傳輸長(zhǎng)途電話(huà)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)35,784公里地球44精選ppt地球同步衛(wèi)星35,784地球44精選ppt常用傳輸介質(zhì)的比較傳輸介質(zhì)傳輸方式速率/工作頻帶傳輸距離性能價(jià)格應(yīng)用雙絞線(xiàn)寬帶基帶≤1Gb/s模擬:10km數(shù)字:500m較好低模擬/數(shù)字信號(hào)傳輸50Ω同軸電纜基帶10Mb/s<3km較好較低基帶數(shù)字信號(hào)75Ω同軸電纜寬帶≤450MHz100km較好較低模擬電視、數(shù)據(jù)及音頻光纖基帶40Gb/s20km以上很好較高遠(yuǎn)距離高速數(shù)據(jù)傳輸微波寬帶4-6GHz幾百km好中等遠(yuǎn)程通信衛(wèi)星寬帶1-10GHz18000km很好高遠(yuǎn)程通信45精選ppt常用傳輸介質(zhì)的比較傳輸介質(zhì)傳輸方式速率/傳輸距離性能價(jià)格應(yīng)用第三講本講內(nèi)容：1、數(shù)據(jù)編碼2、多路復(fù)用技術(shù)3、數(shù)據(jù)交換技術(shù)46精選ppt第三講本講內(nèi)容：46精選ppt2.4數(shù)據(jù)編碼不同類(lèi)型的信號(hào)在不同類(lèi)型的信道上傳輸有4種情況：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47精選ppt2.4數(shù)據(jù)編碼不同類(lèi)型的信號(hào)在不同類(lèi)型的信道上傳輸有4種情模擬傳輸和數(shù)字傳輸所使用的技術(shù)話(huà)音移頻,調(diào)制模擬數(shù)字模擬模擬PCM編碼數(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)10101010調(diào)制48精選ppt模擬傳輸和數(shù)字傳輸所使用的技術(shù)話(huà)音移頻,調(diào)制模擬數(shù)字模擬模擬編碼與調(diào)制的區(qū)別編碼：用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)調(diào)制：用模擬信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)EncoderDecoder數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)x(t)g(t)數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)編碼與解碼數(shù)字信道發(fā)送方接收方g(t)編碼解碼49精選ppt編碼與調(diào)制的區(qū)別EncoderDecoder數(shù)字或數(shù)字信號(hào)x調(diào)制與解調(diào)數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)ModulatorDemodulator數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)g(t)s(t)g(t)載波模擬信道發(fā)送方接收方調(diào)制解調(diào)制50精選ppt調(diào)制與解調(diào)數(shù)字或ModulatorDemodulator數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種數(shù)字脈沖信號(hào)常見(jiàn)的有兩類(lèi)：不歸零碼和曼徹斯特編碼不歸零碼（NRZ，Non-ReturntoZero）二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來(lái)表示；常用－5V表示1，＋5V表示0；缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能有變壓器或電容；不具備自同步機(jī)制，傳輸時(shí)必須使用外同步。51精選ppt數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸51精選p52精選ppt52精選ppt差分碼差分碼用電平的變化與否來(lái)代表邏輯“1”和“0”。變化為“1”，不變化為“0”。53精選ppt差分碼53精選ppt54精選ppt54精選ppt曼徹斯特編碼（ManchesterCoding）用電壓的變化表示0和1。規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：高→低的跳變代表0，低→高的跳變代表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(lái)作為同步信號(hào)。這種編碼也稱(chēng)為自同步碼（Self-SynchronizingCode）。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）。差分曼徹斯特編碼（Differential～）每個(gè)碼元的中間仍要發(fā)生跳變。用碼元開(kāi)始處有無(wú)跳變來(lái)表示0和1

，有跳變代表0，無(wú)跳變代表1。55精選ppt曼徹斯特編碼（ManchesterCoding）55精選p三種數(shù)字編碼的波形圖01001100011

時(shí)鐘NRZManchester差分Manchester56精選ppt三種數(shù)字編碼的波形圖01001100011時(shí)鐘NRZMan2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能在模擬信道上傳輸三種常用的調(diào)制技術(shù)：幅移鍵控ASK（AmplitudeShiftKeying）頻移鍵控FSK（FrequencyShiftKeying）相移鍵控PSK（PhaseShiftKeying）原理：用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。

載波信號(hào)S(t)=Acos(

t+

)

S(t)的參量包括：幅度A、頻率

、初相位

調(diào)制就是要使A、或隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化57精選ppt2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能在模擬信道上傳輸57精選ppASK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0和1FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0和1PSK：用載波的起始相位的變化表示0和100110100010ASKFSKPSK58精選pptASK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0和1001101000103.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼使模擬數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸采樣定理：如果模擬信號(hào)的最高頻率為F，若以≥2F的采樣頻率對(duì)其采樣，則從采樣得到的離散信號(hào)序列就能完整地恢復(fù)出原始信號(hào)。要轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)主要是電話(huà)語(yǔ)音信號(hào)模擬數(shù)據(jù)要在數(shù)字線(xiàn)路上傳輸，必須將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。三個(gè)步驟：采樣：按一定間隔對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣量化：把每個(gè)樣本舍入到最接近的量化級(jí)別上編碼：對(duì)每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼編碼后的信號(hào)稱(chēng)為PCM信號(hào)（脈沖編碼調(diào)制,PulseCodedModulation）。59精選ppt3.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼使模擬數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸59語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化語(yǔ)音帶寬f<4kHz采樣時(shí)鐘頻率：8kHz（>2倍語(yǔ)音最大頻率）樣本量化級(jí)數(shù)：256級(jí)（8bit/每樣本）數(shù)據(jù)率：8000次/s*8bit=64kb/s每路PCM信號(hào)的速率=64kb/s模擬語(yǔ)音信號(hào)采樣時(shí)鐘PCM信號(hào)采樣電路量化和編碼

數(shù)字化語(yǔ)音信號(hào)f<4kHzfs=8kHz60精選ppt語(yǔ)音信號(hào)的數(shù)字化模擬采樣時(shí)鐘PCM信號(hào)采樣電路量化和編碼PCM編碼過(guò)程舉例

語(yǔ)音信號(hào)011100011011001100

PCM輸出343314011100011011001100

PCM信號(hào)（有量化誤差）3.23.92.83.41.24.2

PAM信號(hào)61精選pptPCM編碼過(guò)程舉例語(yǔ)音信號(hào)0111000110112.5多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用：多個(gè)信息源共享一個(gè)公共信道為何要復(fù)用？——提高線(xiàn)路利用率適用場(chǎng)合：當(dāng)信道的傳輸能力大于每個(gè)信源的平均傳輸需求時(shí)類(lèi)比：公共運(yùn)輸系統(tǒng)（鐵路、海運(yùn)、航空）DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道MUX信源信宿62精選ppt2.5多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用：多個(gè)信息源共享一個(gè)公共信道DE復(fù)用的基本思想：把公共共享信道用某種方法劃分成多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路數(shù)據(jù)。復(fù)用方法頻分復(fù)用FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）按頻率劃分不同的信道，如CATV系統(tǒng)波分復(fù)用WDM（WaveDivisionMultiplexing）

按波長(zhǎng)劃分不同的信道，用于光纖傳輸時(shí)分復(fù)用TDM

（TimeDivisionMultiplexing）按時(shí)間劃分不同的信道，目前應(yīng)用最廣泛碼分復(fù)用CDM（CodeDivisionMultiplexing）按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途63精選ppt復(fù)用的基本思想：63精選ppt頻分復(fù)用FDM原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通道，每路信號(hào)占用一個(gè)頻率通道進(jìn)行傳輸。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶以防相互干擾。CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用信號(hào)f復(fù)用器64精選ppt頻分復(fù)用FDMCH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻波分復(fù)用——光的頻分復(fù)用原理：整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每路信號(hào)占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行傳輸。F2F1F3光譜F1F2F3共享光纖的光譜

光纖2光纖3光纖1共享光纖

棱柱/衍射光柵65精選ppt波分復(fù)用——光的頻分復(fù)用F2F1F3光譜F1F2F3共享光纖時(shí)分復(fù)用TDM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)時(shí)隙，每路數(shù)據(jù)占用一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行傳輸。在通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用極為廣泛。A2A1A3原始信號(hào)D2D1D3數(shù)字化信號(hào)MUX復(fù)用后的數(shù)據(jù)流時(shí)隙號(hào)1231D3D2D1時(shí)間片12時(shí)間片2D1時(shí)隙D2復(fù)用器t66精選ppt時(shí)分復(fù)用TDMA2A1A3原始信號(hào)D2D1D3數(shù)字化信號(hào)MU由于每路數(shù)據(jù)總是使用每個(gè)時(shí)間片的固定時(shí)隙，所以這種時(shí)分復(fù)用也稱(chēng)為同步時(shí)分復(fù)用。一個(gè)時(shí)間片內(nèi)傳輸?shù)亩嗦窋?shù)據(jù)稱(chēng)為幀。時(shí)分復(fù)用的典型例子：PCM信號(hào)的傳輸把多個(gè)話(huà)路的PCM語(yǔ)音數(shù)據(jù)用TDM的方法裝成幀（幀中還包括了幀同步信息和信令信息）每幀在一個(gè)時(shí)間片內(nèi)發(fā)送每個(gè)時(shí)隙承載一路PCM信號(hào)67精選ppt由于每路數(shù)據(jù)總是使用每個(gè)時(shí)間片的固定時(shí)隙，所以這種時(shí)分復(fù)用也統(tǒng)計(jì)（異步）TDM——STDMTDM的缺點(diǎn)：某用戶(hù)無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶(hù)也不能占用該時(shí)隙，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。STDM：用戶(hù)不固定占用某個(gè)時(shí)隙，有空時(shí)隙就將數(shù)據(jù)放入。ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1t2t3A1B1C1D1C2D2A2B2時(shí)間片1時(shí)間片2同步TDM帶寬浪費(fèi)A1B1B2時(shí)間片1時(shí)間片2統(tǒng)計(jì)TDM可用帶寬C268精選ppt統(tǒng)計(jì)（異步）TDM——STDMABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1t時(shí)分復(fù)用——數(shù)字載波復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)T-標(biāo)準(zhǔn)（北美、日本）E-標(biāo)準(zhǔn)（歐洲、中國(guó)、南美）E1（一次群）標(biāo)準(zhǔn)每125us為一個(gè)時(shí)間片，每時(shí)間片分為32個(gè)通道（時(shí)隙）。每個(gè)時(shí)隙可容納8bit。通道0用于同步，通道16用于信令，其他30個(gè)通道用于傳輸30個(gè)PCM話(huà)音數(shù)據(jù)。E1速率=（32x8bit）/125us=2.048Mb/s對(duì)E1進(jìn)一步復(fù)用，還可構(gòu)成E2到E5等高次群。E5可承載7680個(gè)話(huà)路，數(shù)據(jù)率約為565Mb/s。新的TDM標(biāo)準(zhǔn)是同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）和ITU-T的同步數(shù)字系列（SDH）。常用的線(xiàn)路速率為（近似值）155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s和10Gb/s。69精選ppt時(shí)分復(fù)用——數(shù)字載波復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)T-標(biāo)準(zhǔn)（北美、日本）69精選E1-幀格式E1線(xiàn)路也可以用于計(jì)算機(jī)通信0121631時(shí)間片125ms=32時(shí)隙，2.048Mb/s幀同步信令30路數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)（PCM數(shù)據(jù)）+2路控制用戶(hù)話(huà)路用戶(hù)話(huà)路151770精選pptE1-幀格式E1線(xiàn)路也可以用于計(jì)算機(jī)通信0121631時(shí)間片碼分復(fù)用CDM原理：每個(gè)用戶(hù)把發(fā)送信號(hào)用接收方的地址碼序列編碼（任意兩個(gè)地址碼序列相互正交）。不同用戶(hù)發(fā)送的信號(hào)在接收端被疊加，然后接收者用同樣的地址碼序列解碼。由于地址碼的正交性，只有與自己地址碼相關(guān)的信號(hào)才能被檢出，由此恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。地址碼序列兩兩相互正交：碼序列A、B，應(yīng)滿(mǎn)足

A

B=0，A

B'=0，A

A=1，A

A'=-1

其中

為內(nèi)積運(yùn)算。在無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信中應(yīng)用廣泛。71精選ppt碼分復(fù)用CDM71精選ppt2.6數(shù)據(jù)交換技術(shù)什么是交換？按某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線(xiàn)路資源。例如，電話(huà)交換機(jī)在用戶(hù)呼叫時(shí)為用戶(hù)選擇一條可用的線(xiàn)路進(jìn)行接續(xù)。用戶(hù)掛機(jī)后則斷開(kāi)該線(xiàn)路，該線(xiàn)路又可分配給其它用戶(hù)。最初的交換：人工轉(zhuǎn)接交換為什么要采用交換技術(shù)？節(jié)省線(xiàn)路投資，提高線(xiàn)路利用率。實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。72精選ppt2.6數(shù)據(jù)交換技術(shù)什么是交換？72精選ppt電路交換在通信雙方之間建立一條臨時(shí)專(zhuān)用線(xiàn)路的過(guò)程?？梢允钦嬲奈锢砭€(xiàn)路，也可以是一個(gè)復(fù)用信道。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸前需要建立一條端到端的通路?！Q(chēng)為“面向連接的”（典型例子：電話(huà)）過(guò)程：建立連接→通信→釋放連接優(yōu)缺點(diǎn)：建立連接的時(shí)間長(zhǎng)；一旦建立連接就獨(dú)占線(xiàn)路，線(xiàn)路利用率低；無(wú)糾錯(cuò)機(jī)制；建立連接后，傳輸延遲小。不適用于計(jì)算機(jī)通信：因?yàn)橛?jì)算機(jī)數(shù)據(jù)具有突發(fā)性的特點(diǎn)，真正傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間不到10%。73精選ppt電路交換73精選ppt電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中的電路交換電路交換也能在多路復(fù)用信道上實(shí)現(xiàn)在物理線(xiàn)路的某個(gè)信道上建立連接74精選ppt電話(huà)網(wǎng)絡(luò)中的電路交換74精選ppt報(bào)文交換以報(bào)文為單位進(jìn)行“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”交換的技術(shù)。在交換過(guò)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(chēng)為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)。傳輸之前不需要建立端到端的連接，僅在相鄰結(jié)點(diǎn)傳輸報(bào)文時(shí)建立結(jié)點(diǎn)間的連接?！Q(chēng)為“無(wú)連接的”（典型例子：電報(bào)）整個(gè)報(bào)文（Message）作為一個(gè)整體一起發(fā)送。優(yōu)缺點(diǎn)：沒(méi)有建立和拆除連接所需的等待時(shí)間；線(xiàn)路利用率高；傳輸可靠性較高；報(bào)文大小不一，造成存儲(chǔ)管理復(fù)雜；大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)，且對(duì)存儲(chǔ)容量要求較高；出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文全部重發(fā)。比較：下載時(shí)若無(wú)斷點(diǎn)續(xù)傳功能，一旦出錯(cuò)你會(huì)怎樣做？75精選ppt報(bào)文交換75精選ppt分組交換（包交換）將報(bào)文分割成若干個(gè)大小相等的分組（Packet）進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)傳輸前不需要建立一條端到端的通路——也是“無(wú)連接的”。有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制、擁塞控制和路由選擇功能。優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)要求較低，可以用內(nèi)存來(lái)緩沖分組——速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小——適用于交互式通信；某個(gè)分組出錯(cuò)可以?xún)H重發(fā)出錯(cuò)的分組——效率高；各分組可通過(guò)不同路徑傳輸，容錯(cuò)性好。需要分割報(bào)文和重組報(bào)文，增加了端站點(diǎn)的負(fù)擔(dān)。分組交換有兩種交換方式：數(shù)據(jù)報(bào)方式和虛電路方式76精選ppt分組交換（包交換）76精選ppt數(shù)據(jù)報(bào)方式（Datagram）各分組獨(dú)立地確定路由（傳輸路徑）不能保證分組按序到達(dá)，所以目的站點(diǎn)需要按分組編號(hào)重新排序和組裝數(shù)據(jù)報(bào)方式不能保證分組按序到達(dá)分組可能通過(guò)多個(gè)路徑穿越網(wǎng)絡(luò)77精選ppt數(shù)據(jù)報(bào)方式（Datagram）數(shù)據(jù)報(bào)方式不能保證分組按序到達(dá)虛電路方式（VirtualCircuit）通信前預(yù)先建立一條邏輯連接——虛電路虛電路是由其路徑上的所有交換機(jī)中的路由表定義的類(lèi)比：鐵路系統(tǒng)（旅客/列車(chē):分組，鐵路網(wǎng):網(wǎng)絡(luò)，火車(chē)站:節(jié)點(diǎn)）“鄭州－北京”這條線(xiàn)路可以看成是一條虛路徑也需要三個(gè)過(guò)程：建立－數(shù)據(jù)傳輸－拆除建立虛電路時(shí)，交換機(jī)將預(yù)留傳輸時(shí)所需的所有資源虛電路的路由在建立時(shí)確定，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)則不再需要數(shù)據(jù)傳輸時(shí)只需指定虛電路號(hào)，分組即可按虛電路的路由穿越網(wǎng)絡(luò)——“數(shù)字管道”提供的是“面向連接”的服務(wù)但卻沒(méi)有像電路交換那樣始終占用一條端到端的物理通道，只是斷續(xù)地依次占用傳輸路徑上各個(gè)鏈路段——與鐵路系統(tǒng)類(lèi)比！可以看成是采用了電路交換思想的分組交換能夠保證分組按序到達(dá)永久虛電路PVC和交換虛電路SVC78精選ppt虛電路方式（VirtualCircuit）78精選ppt分組通過(guò)預(yù)先建立好的虛電路穿越網(wǎng)絡(luò)79精選ppt分組通過(guò)預(yù)先建立好的虛電路穿越網(wǎng)絡(luò)79精選ppt三種交換方式的事件順序呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答數(shù)據(jù)ABCD尋路延遲線(xiàn)路交換分組1分組2分組3ABCD分組交換分組4t報(bào)文ABCD排隊(duì)延遲報(bào)文交換80精選ppt三種交換方式的事件順序呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答數(shù)據(jù)ABCD尋路延遲線(xiàn)第四講本講內(nèi)容：1、差錯(cuò)控制及檢錯(cuò)2、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)81精選ppt第四講本講內(nèi)容：81精選ppt2.7差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)什么是差錯(cuò)控制？在通信過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)、檢測(cè)差錯(cuò)并進(jìn)行糾正為何要進(jìn)行差錯(cuò)控制？不存在理想的信道→傳輸總會(huì)出錯(cuò)與語(yǔ)音、圖像傳輸不同，計(jì)算機(jī)通信要求極低的差錯(cuò)率。產(chǎn)生差錯(cuò)的原因：信號(hào)衰減和熱噪聲信道的電氣特性引起信號(hào)幅度、頻率、相位的畸變；信號(hào)反射，串?dāng)_；沖擊噪聲，閃電、大功率電機(jī)的啟停等。82精選ppt2.7差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)什么是差錯(cuò)控制？82精選ppt差錯(cuò)控制技術(shù)－－差錯(cuò)控制編碼發(fā)送端：在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先按照某種規(guī)則在數(shù)據(jù)位之外附加上一定的冗余位后再發(fā)送，稱(chēng)為差錯(cuò)控制編碼過(guò)程。接收端：收到編碼后，利用相同的規(guī)則對(duì)信息位和冗余位之間的關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)，判斷傳輸過(guò)程中是否發(fā)生差錯(cuò)。噪聲種類(lèi)差錯(cuò)類(lèi)型解決辦法白噪聲（信道固有）隨機(jī)差錯(cuò)提高信道的信噪比沖擊噪聲（外界）突發(fā)差錯(cuò)－差錯(cuò)類(lèi)型及解決辦法83精選ppt差錯(cuò)控制技術(shù)－－差錯(cuò)控制編碼噪聲種類(lèi)差錯(cuò)類(lèi)型解決辦法白噪聲（錯(cuò)誤處理方法差錯(cuò)控制技術(shù)編碼規(guī)則現(xiàn)存方法檢錯(cuò)法（通知發(fā)送者重發(fā)該信息）反饋重發(fā)技術(shù)（檢錯(cuò)編碼）檢錯(cuò)碼奇偶校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)碼糾錯(cuò)法（接收方糾正錯(cuò)誤而無(wú)須重發(fā)）前向糾錯(cuò)技術(shù)（糾錯(cuò)編碼）糾錯(cuò)碼海明碼卷積碼BCH碼傳輸錯(cuò)誤處理方法84精選ppt錯(cuò)誤處理方法差錯(cuò)控制技術(shù)編碼規(guī)則現(xiàn)存方法檢錯(cuò)法（通知發(fā)送者重差錯(cuò)控制的基本方法：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。差錯(cuò)控制技術(shù)自動(dòng)請(qǐng)求重傳AutomaticRepeatRequest（ARQ）停等ARQ每發(fā)送一幀就需要一個(gè)應(yīng)答幀只重傳剛才出錯(cuò)的幀Go-back-N（回退N幀）ARQ每發(fā)送N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀需重傳前面（N-i+1）幀（0≤i≤N）選擇重傳ARQ每發(fā)送N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀只重傳出錯(cuò)的幀反饋重發(fā)技術(shù)85精選ppt差錯(cuò)控制的基本方法：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知特點(diǎn)半雙工方式進(jìn)行通信控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

傳輸效率低。86精選ppt特點(diǎn)86精選ppt差錯(cuò)控制編碼：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼在計(jì)算機(jī)通信中很少使用檢錯(cuò)碼主要有兩種編碼方法：奇偶校驗(yàn)（ParityChecking）循環(huán)冗余校驗(yàn)87精選ppt差錯(cuò)控制編碼：檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼87精選ppt1、奇偶校驗(yàn)碼

先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊分組，且在每一組的數(shù)據(jù)碼元后面附加一個(gè)冗余位，使得該組連冗余位在內(nèi)的碼字中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)）。在接收端按同樣的規(guī)則檢查，如發(fā)現(xiàn)不符，就說(shuō)明傳輸有誤。

奇偶校驗(yàn)碼在實(shí)際使用時(shí)可分為垂直奇偶校驗(yàn)碼、水平奇偶校驗(yàn)碼和水平垂直奇偶校驗(yàn)碼等幾種。88精選ppt1、奇偶校驗(yàn)碼88精選ppt奇偶校驗(yàn)SingleBitParity:DetectsinglebiterrorsTwoDimensionalBitParity:Detectandcorrectsinglebiterrors189精選ppt奇偶校驗(yàn)SingleBitParity:TwoDime水平奇偶校驗(yàn)碼90精選ppt水平奇偶校驗(yàn)碼90精選ppt

設(shè)一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的ASCII碼為C7C6C5C4C3C2C1，校驗(yàn)位為C8在下面的例子中，假定采用偶校驗(yàn)。垂直奇偶校驗(yàn)碼

91精選ppt設(shè)一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的ASCII碼為C7C6C5C4C3C2水平垂直奇偶校驗(yàn)源數(shù)據(jù)水平校驗(yàn)位垂直校驗(yàn)位最后發(fā)送的數(shù)據(jù)92精選ppt水平垂直奇偶校驗(yàn)源數(shù)據(jù)水平校驗(yàn)位垂直校驗(yàn)位最后水平垂直奇偶校驗(yàn)碼檢錯(cuò)能力：可檢出某行、某列的所有奇數(shù)個(gè)錯(cuò)；能發(fā)現(xiàn)大部分偶數(shù)個(gè)錯(cuò)；可以糾正不能同時(shí)滿(mǎn)足行、列校驗(yàn)關(guān)系的一位錯(cuò)不能檢出某些互相補(bǔ)償?shù)呐紨?shù)個(gè)錯(cuò)93精選ppt水平垂直奇偶校驗(yàn)碼檢錯(cuò)能力：93精選ppt原理發(fā)送：以16位字為單位進(jìn)行累加，累加過(guò)程中若最高位有進(jìn)位則循環(huán)進(jìn)入低位，最后將累加和取“1補(bǔ)碼”(即反碼)，得校驗(yàn)和，將其與數(shù)據(jù)一起發(fā)送。接收：當(dāng)接收者收到該數(shù)據(jù)塊后，同樣以16位字為單位對(duì)各數(shù)據(jù)及校驗(yàn)和進(jìn)行累加，若最后結(jié)果為全1，則正確，否則出錯(cuò)。

可靠性:

能夠檢測(cè)出絕大多數(shù)奇數(shù)個(gè)和偶數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)位的變化。除非一個(gè)16位字中的0變成1，而另一個(gè)16位字中的相同位置由1變成0。

說(shuō)明：也可用“2補(bǔ)碼”(即補(bǔ)碼),此時(shí)接收校驗(yàn)累加應(yīng)為0.(2)校驗(yàn)和（CheckSum)94精選ppt原理(2)校驗(yàn)和（CheckSum)94精選ppt校驗(yàn)和計(jì)算過(guò)程95精選ppt校驗(yàn)和計(jì)算過(guò)程95精選ppt

原理:將位串看成系數(shù)為0

或1的多項(xiàng)式。

如位串10100111即對(duì)應(yīng)于多項(xiàng)式：

x7+x5+x2+x+1=1*x7+0*x6+1*x5+0*x4+0*x3+1*x2+1*x+1*x0

收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式G(x)（其最高階和最低階系數(shù)必須為1），發(fā)送方用位串及G(x)進(jìn)行某種運(yùn)算得到校驗(yàn)和，并在幀的末尾加上校驗(yàn)和，使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式能被G(x)整除;接收方收到后，用G(x)除多項(xiàng)式，若有余數(shù)，則傳輸有錯(cuò)。

(3)循環(huán)冗余碼(CyclicRedundancyCheck，CRC)96精選ppt原理:將位串看成系數(shù)為0或1的

問(wèn)題：發(fā)送方用位串及G(x)進(jìn)行何種運(yùn)算得到的校驗(yàn)和，可使帶校驗(yàn)和的幀的多項(xiàng)式能被G(x)

整除？模2運(yùn)算特點(diǎn)：模2除:被除數(shù)高位為1即可相除,商為1

模2加、模2減：等于按位加(異或)運(yùn)算

(模2加、模2減、模2除可用異或等硬件電路實(shí)現(xiàn)）循環(huán)冗余碼（續(xù)）97精選ppt問(wèn)題：循環(huán)冗余碼（續(xù)）97精選ppt循環(huán)冗余碼(續(xù)）

CRC校驗(yàn)和計(jì)算法

若生成多項(xiàng)式G(x)為r階(即r＋1位位串)，原幀為

m位，其多項(xiàng)式為M(x)，則在原幀后面添加r個(gè)0，幀成為m+r位，相應(yīng)多項(xiàng)式成為xrM(x)

按模2除法用G(x)對(duì)應(yīng)的位串去除對(duì)應(yīng)于xrM(x)的位串,得余數(shù)R(x)按模2減法(即模2加)從對(duì)應(yīng)于xrM(x)的位串中減去(加上)余數(shù)R(x),結(jié)果即傳送的帶校驗(yàn)和的幀多項(xiàng)式T(x) T(x)=xrM(x)+R(x)98精選ppt循環(huán)冗余碼(續(xù)）CRC校驗(yàn)和計(jì)算法98精選ppt

用CRC運(yùn)算能進(jìn)行校驗(yàn)的簡(jiǎn)單證明：

[證]

設(shè)xrM(x)除以G(x)的商和余數(shù)分別為Q(x)和R(x),

則有:xrM(x)=G(x)Q(x)+R(x)

即:xrM(x)R(x)G(x)G(x)

接收方收到帶CRC校驗(yàn)和的幀多項(xiàng)式T(x)=xrM(x)+R(x),T(x)xrM(x)+R(x)xrM(x)R(x)R(x)R(x)G(x)G(x)G(x)G(x)G(x)G(x)

由于模2加減相當(dāng)于異或運(yùn)算,于是接收方模2除后商Q(x),余數(shù)0.───=Q(x)+─────=──────=───+──=Q(x)+──+──=Q(x)循環(huán)冗余碼(續(xù)）99精選ppt用CRC運(yùn)算能進(jìn)行校驗(yàn)的簡(jiǎn)單證明：───=Q(x)發(fā)送方生成CRC校驗(yàn)碼100精選ppt發(fā)送方生成CRC校驗(yàn)碼100精選ppt接收方進(jìn)行CRC校驗(yàn)101精選ppt接收方進(jìn)行CRC校驗(yàn)101精選ppt

CRC-8:x8+x2+x+1CRC-10:x10+x9+x5+x4+x2+1CRC-12：x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16：x16+x15+x2+1CRC-CCITT：x16+x12+x5+1CRC-32：x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11++x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

一些生成多項(xiàng)式G(X)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)R=16，IBM專(zhuān)用R=16，CCITT專(zhuān)用r=32,LAN中常用102精選pptCRC-8:x8+xCRC碼的檢錯(cuò)率檢錯(cuò)率：可檢測(cè)出幾乎所有錯(cuò)誤，若出現(xiàn)差錯(cuò)的碼多項(xiàng)式仍能被G(X)整除時(shí)，錯(cuò)誤就檢測(cè)不出來(lái)，但發(fā)生這種情況的概率是非常小的。一般除數(shù)采用13，17和33位。用16比特生成多項(xiàng)式CRC-16或CRC-CCITT時(shí)，可檢測(cè)出：

■所有的單個(gè)錯(cuò)

■所有的兩個(gè)錯(cuò)

■所有的奇數(shù)個(gè)錯(cuò)

■所有突發(fā)長(zhǎng)度≤16的突發(fā)錯(cuò)

■

17比特突發(fā)錯(cuò)的99.997%

■18比特或更長(zhǎng)突發(fā)錯(cuò)的99.998%

103精選pptCRC碼的檢錯(cuò)率檢錯(cuò)率：可檢測(cè)出幾乎所有錯(cuò)誤，若出現(xiàn)差錯(cuò)例1設(shè)信息代碼

M=1010001101，r=5,G=110101。模2運(yùn)算的結(jié)果是：商Q=1101010110，余數(shù)R=01110。將余數(shù)R作為冗余碼添加在信息M的后面發(fā)送出去，即發(fā)送的數(shù)據(jù)是101000110101110，或2rM+R。104精選ppt例1設(shè)信息代碼M=1010001101，r=5,G例1的計(jì)算過(guò)程

1101010110

←

Q

商

除數(shù)

P→

110101101000110100000

←

2rM被除數(shù)

110101

111011

110101

111010

110101

111110

110101

101100

110101

110010

110101

01110