數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)答案

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1第2章

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容:數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)通信的基本方式多路復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)交換方式差錯(cuò)檢驗(yàn)和控制2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念3數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.1數(shù)據(jù)、信息信息是人對現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí);數(shù)據(jù)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式;信號是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn)。2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念雪六角形涼白色信息4數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信號例子2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念5數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)信息:人對雪花和馬的認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù):文字，二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)信號:電壓，光，磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型傳輸系統(tǒng)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號接收的信號源點(diǎn)發(fā)送器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)接收器終點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)輸出信息PC機(jī)6數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念7數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.2信號與信號傳輸兩種不同類型的量:時(shí)間、溫度、電波、聲音信號中沒有斷開或不連續(xù)的的地方；字符，二進(jìn)制數(shù)，電脈沖信號僅取一些有限數(shù)目的值；2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念8數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬:波動(dòng)性；持續(xù)變化；反映事物的本質(zhì)；在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過100年；數(shù)字:離散性；躍變性；設(shè)備性能先進(jìn)，較為便宜；模擬與數(shù)字的特點(diǎn)2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念（a）模擬信號（b）數(shù)字信號9數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號模擬數(shù)據(jù)模擬信號放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號數(shù)字發(fā)送器10數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念11數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.3基本概念和術(shù)語數(shù)據(jù)傳輸速率——bps(bit

per

second)用C表示信號傳輸速率——波特（Baud）用B表示兩者關(guān)系——C=B×log

n2n是調(diào)制電平數(shù)信道(Channel):傳送信息的線路（或通路）。比特率(BitRate):數(shù)據(jù)傳輸速率(bps，b/s)。碼元(CodeCell):時(shí)間軸上的一個(gè)信號編碼單元t碼元1

碼元2

碼元312數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)碼元4碼元5信號同步脈沖同步脈沖:用于碼元的同步定時(shí)，識(shí)別碼元的開始波特率(Baud):每秒傳送的碼元數(shù)(即信號傳送速率)。1Baud=（1/log2M）bps13數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)其中M是信號的編碼級數(shù)。也可以寫成Rbit=Rbaudlog2M例如:4級編碼一個(gè)信號往往可以攜帶多個(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）。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)·信息編碼:將信息用二進(jìn)制數(shù)表示的方法?！?shù)據(jù)編碼:將數(shù)據(jù)用物理量表示的規(guī)則?！だ?字母‘A’的ASCII編碼為01000001，其數(shù)據(jù)編碼可能為0 1 0 0 0 0 0 1t14數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)基帶(baseband)信號和寬帶(broadband)信號15數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 基帶信號就是將數(shù)字信號1或0直接用兩種不同的電壓來表示,然后送到線路上去傳輸。 寬帶信號則是將基帶信號進(jìn)行調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號。數(shù)字信號通過實(shí)際的信道失真不嚴(yán)重失真嚴(yán)重實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號波形輸出信號波形(失真不嚴(yán)重)輸入信號波形16數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸出信號波形(失真嚴(yán)重)信道的極限信息傳輸速率17數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯(cuò)的信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率C

可表達(dá)為C

=

W

log2(1+S/N)

b/sW

為信道的帶寬（以Hz為單位）；S

為信道內(nèi)所傳信號的平均功率；N

為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。香農(nóng)公式表明18數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 信道的帶寬或信道中的信噪比越大,則信息的極限傳輸速率就越高。 只要信息傳輸速率低于信道的極限信息傳輸速率,就一定可以找到某種辦法來實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)的傳輸。 若信道帶寬W或信噪比S/N沒有上限（當(dāng)然實(shí)際信道不可能是這樣的）,則信道的極限信息傳輸速率C也就沒有上限。 實(shí)際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少。2.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念19數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)帶寬(Bandwidth):信號或信道占據(jù)的頻率范圍信道容量(Channelcapacity):信道的最大數(shù)據(jù)率2.2

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)構(gòu)成噪聲數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型20數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)Aconductivemetalsuchascoppertransmitsdatausingelectriccurrent.Atransparentglassorplasticsuchasfiberopticcabletransmitsdatausinglightwaves.Wirelesstransmissionrequiresnophysicalmediabutreliesonelectromagneticwavessuchasthosefoundintelevisionandradiobroadcasts.Thistypeofmediaissuchasmicrowaveandsatellitetransmission.2.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)21數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)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）傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信道:以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。2.模擬信號和數(shù)字信號模擬信號:時(shí)間上連續(xù)，包含無窮多個(gè)值，用幅度、相位和頻率等表示要傳送的信息。傳輸過程中會(huì)衰減。數(shù)字信號:時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值tt22數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)a)模擬信號b)數(shù)字信號數(shù)據(jù):模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號:模擬信號、數(shù)字信號信道:模擬信道、數(shù)字信道2.3數(shù)據(jù)編碼不同類型的信號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。23數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)模擬傳輸和數(shù)字傳輸話音模擬傳輸模擬模擬模擬CODEC數(shù)字?jǐn)?shù)字編碼模擬數(shù)據(jù),模擬信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),模擬信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),數(shù)字信號模擬數(shù)據(jù),數(shù)字信號數(shù)字

數(shù)字101024數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)字1010ModemDecoderDemodulator數(shù)字信號模擬信號g(t)px(t)s(t)數(shù)字或模擬m(t)數(shù)字或模擬P—調(diào)制參數(shù)編碼g(t)Encoder數(shù)字或模擬調(diào)制m(t)Modulator數(shù)字或模擬編碼和調(diào)制用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制25數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)26數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3.1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用數(shù)字信號表示–不歸零編碼NRZ(Non-Return-Zero)–曼徹斯特編碼(ManchesterEncoding)–差（微）分曼徹斯特編碼（Differential

ManchesterEncoding）1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼27數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)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。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，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致?！嗦鼜厮固鼐幋a也稱為自同步碼（Self-SynchroniCode）。它具有自同步機(jī)制，無需外同步信號。28數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)差分曼徹斯特編碼(DifferentialManchestercod與曼徹斯特編碼相同，在每個(gè)碼元的中間，信號都會(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——129數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)30數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)用模擬信號表示31數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)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)字信號對載波的不同參量進(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)字基帶信號的變化而變化ASK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)0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 032數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)332.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.3.1模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號表示脈沖編碼調(diào)制（P34數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼35數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)奈奎斯特定理（采樣定理）:如果連續(xù)變化的模擬信號最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對其采樣，則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。語音信號要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這需要經(jīng)過三個(gè)步驟:采樣——按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣量化——對每個(gè)樣本舍入到量化級別上編碼——對每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼模擬話音采樣時(shí)鐘PAM

信號PCM

信號采樣電路量化和編碼36數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)字化聲音--話音信道帶寬<4KHz--采樣時(shí)鐘頻率:8KHz(>2倍話音最大頻率)--量化級數(shù):256級(8位二進(jìn)制碼表示)--數(shù)據(jù)率:8000次/s*8bit=64Kb/s∴每路PCM信號的速率=64000bps編碼后的信號稱為PCM（Pulse

Coded

Modulation）信脈碼調(diào)制信號）PCM轉(zhuǎn)換過程舉例3.23.92.83.41.24.2343314100原始信號PAM脈沖PCM脈沖（有量化誤差）011

100

011

011

001011100011011001100PCM輸出37數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)PCM轉(zhuǎn)換波形圖CABCD模擬話音AB采樣時(shí)鐘PCM

信號PAM

信號采樣電路

量化和編碼38數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)字化聲音D2.3

數(shù)據(jù)編碼技術(shù)增量調(diào)制（DM

）39數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.4

數(shù)據(jù)通信的基本方式2.4.1數(shù)據(jù)通信的操作方式(傳輸模式或數(shù)據(jù)流動(dòng)方向)40數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)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)方向的信號共享鏈路帶寬:鏈路具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線路，或?qū)捯环譃槎?，分別用于不同方向的信號傳輸41數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.4

數(shù)據(jù)通信的基本方式2.4.2同步和異步傳輸（a）單同步格式（b）雙同步格式42數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.4

數(shù)據(jù)通信的基本方式異步通信格式:43數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的例子——電話系統(tǒng)44數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)公用電話交換網(wǎng)PSTN(PublicSwitchedTelep-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45數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)雙絞線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，所以信號要經(jīng)過多次變:數(shù)字→模擬→數(shù)字→模擬→數(shù)字46數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 長途干線最初采用頻分復(fù)用FDM的傳輸方式–FDM(FrequencyDivisionMultiplexing) 目前我國長途通信線路已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,因而現(xiàn)在的模擬通信電路就只剩下從用戶電話機(jī)到市話交換機(jī)之間的這一段幾公里長的用戶線上。47數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬傳輸系統(tǒng)后可能會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。出現(xiàn)差錯(cuò)010010100采樣時(shí)刻還原后的數(shù)據(jù)t接收到的失真信號0

1

0

0

1

1

1

0

0t發(fā)送的基帶信號t48數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)器的作用49數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)器(modem)包括:調(diào)制器(MOdulator):把要發(fā)送的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為頻率范圍在300~3400Hz之間的模擬信號，以便在電話用戶線上傳送。解調(diào)器(DEModulator):把電話用戶線上傳送來的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。 本書中的調(diào)制解調(diào)器是指使用在標(biāo)準(zhǔn)的二線模擬話路（3.1kHz的標(biāo)準(zhǔn)話路帶寬）上的調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器的作用（續(xù)）50數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器,它把基帶數(shù)字信號的波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ?解調(diào)器的作用就是個(gè)波形識(shí)別器,它將經(jīng)過調(diào)制器變換過的模擬信號恢復(fù)成原來的數(shù)字信號。若識(shí)別不正確,則產(chǎn)生誤碼。在調(diào)制解調(diào)器中還要有差錯(cuò)檢測和糾正的設(shè)施。調(diào)制解調(diào)器的速率51數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 目前調(diào)制解調(diào)器的信息傳輸速率已很接近于香農(nóng)的信道容量極限了。 要提高信息傳輸速率,只能設(shè)法提高信噪比。 在電話的用戶線上,最大的噪聲來自模擬到數(shù)字的模數(shù)轉(zhuǎn)換所帶來的量化噪聲。產(chǎn)生量化噪聲的地方經(jīng)過A/D變化的地方）使用V.34調(diào)制解調(diào)器（33.6

kb/s）A2/4A/DA/DD/AD/A數(shù)字信號數(shù)字信號交換機(jī)

1交換機(jī)

2V.3433.6

kb/s調(diào)制解調(diào)器4/2V.3433.6

kb/s調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生量化噪聲產(chǎn)生量化噪聲產(chǎn)生量化噪聲用戶環(huán)路模擬信號D/A產(chǎn)生量化噪聲用戶環(huán)路模擬信號

BA/D52數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)調(diào)制解調(diào)器使用異步通信方式53數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信可分為同步通信和異步通信兩大類:同步通信要求接收端時(shí)鐘頻率和發(fā)送端時(shí)鐘頻率一致。發(fā)送端發(fā)送連續(xù)的比特流。異步通信時(shí)不要求接收端時(shí)鐘和發(fā)送端時(shí)鐘同步。發(fā)送端發(fā)送完一個(gè)字節(jié)后，可經(jīng)過任意長的時(shí)間間隔再發(fā)送下一個(gè)字節(jié)。 異步通信的通信開銷較大，但接收端可使用廉價(jià)的、具有一般精度的時(shí)鐘來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。時(shí)分復(fù)用 為了有效地利用傳輸線路,可將多個(gè)話路的PCM信號用時(shí)分復(fù)用TDM(TimeDivisionMultiplexing)的方法裝成時(shí)分復(fù)用幀,然后發(fā)送到線路上。中國采用歐洲體制,以E1為一次群。 美國和日本等國采用北美體制,以T1為一次群。54數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)E1的時(shí)分復(fù)用幀2.048

Mb/s傳輸線路CH31CH31CH0

CH1CH15

CH16

CH17CH0

CH1CH15

CH16

CH17…………時(shí)分復(fù)用幀…CH15CH16CH17CH30CH31

CH0…8

bitCH0

CH1

CH2t時(shí)分復(fù)用幀時(shí)分復(fù)用幀TT

=

125

ms15個(gè)話路15個(gè)話路55數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.5

多路復(fù)用技術(shù)56數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)多路復(fù)用技術(shù):用一條高速線路傳送多條低速線路的數(shù)據(jù)分類:頻分多路復(fù)用（FDM-FrequencyDivisionMultiplexing）時(shí)分多路復(fù)用（TDM-TimeDivisionMultiplexing）波分多路復(fù)用（WDM-WavelengthDivisionMultiplexing）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57數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)解復(fù)用器共享信道MUX2.5

多路復(fù)用技術(shù)復(fù)用類型58數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)FDM(頻分復(fù)用)WDM(波分復(fù)用)

TDM(時(shí)分復(fù)用)2.5信道復(fù)用技術(shù)59數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.5.1頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用頻分復(fù)用:所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。時(shí)分復(fù)用:所有用戶在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。頻分多路復(fù)用頻率時(shí)間頻率

5頻率

4頻率

3頻率

2頻率

160數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.5

多路復(fù)用技術(shù)61數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)頻分多路復(fù)用（FDM-Frequency

Division

Multiplexing）特點(diǎn):信號被劃分成若干通道(頻道,波段),每個(gè)通道獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞每個(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。應(yīng)用:無線電廣播,電視2.5

多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用（TDM-TimeDivisionMultiplexing）特點(diǎn):多條低速線路輪流使用同一條高速線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞應(yīng)用:電話主干線路62數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)時(shí)分多路復(fù)用頻率時(shí)間A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀63數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)頻率時(shí)間A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀64數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)頻率時(shí)間A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀65數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)頻率時(shí)間A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D

A

B

C

D在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀66數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)時(shí)分復(fù)用可能會(huì)造成線路資源的浪費(fèi)ABCDabdb

ca

bttt

②4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀#1t

③④c

c①abc

ad

t時(shí)分復(fù)用#2#3#4用戶67數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM用戶ABCDabcdta

b

b

c

c

d

a

t3個(gè)STDM幀t

②③t④t①acb#1

#2#3統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用68數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.5

多路復(fù)用技術(shù)波分多路復(fù)用（WDM-WavelengthDivisionMultiplexing）應(yīng)用:光纜線路69數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1550

nm1551

nm1552

nm1553

nm1554

nm1555

nm1556

nm1557

nm0123456701550

nm11551

nm21552

nm31553

nm41554

nm51555

nm61556

nm71557

nm波分復(fù)用WDM波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。8 2.5

Gb/s1310

nm20

Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120

km70數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)碼分復(fù)用CDM71數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)常用的名詞是碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。 各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型,因此彼此不會(huì)造成干擾。 這種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強(qiáng)的抗干擾能力,其頻譜類似于白噪聲,不易被敵人發(fā)現(xiàn)。 每一個(gè)比特時(shí)間劃分為m個(gè)短的間隔,稱為碼片(chip)。碼片序列(chip

sequence)72數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)每個(gè)站被指派一個(gè)惟一的mbit碼片序列。如發(fā)送比特1，則發(fā)送自己的mbit碼片序列。如發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼例如，S站的8bit碼片序列是00011011。發(fā)送比特1時(shí)，就發(fā)送序列00011011，發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送序列11100100。S站的碼片序列:(–1–1–1+1+1–1+1+CDMA的重要特點(diǎn)73數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同,并且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。碼片序列的正交關(guān)系 令向量S表示站S的碼片向量，令T表示其他任何站的碼片向量。 兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(innerproduct)都是0:(2-4)74數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)碼片序列的正交關(guān)系舉例75數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)令向量S為(–1–1–1+1+1–1+1+1),向T為(–1–1+1–1+1+1+1–1)。 把向量S和T的各分量值代入(2-4)式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的。

任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1。

一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是–1。正交關(guān)系的另一個(gè)重要特性76數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)CDMA的工作原理數(shù)據(jù)碼元比特1m

個(gè)碼片10tS站的碼片序列

StS站發(fā)送的信號

SxtT站發(fā)送的信號

Txt總的發(fā)送信號

Sx

+Txt規(guī)格化內(nèi)積

S

Sxt規(guī)格化內(nèi)積

S

Txt發(fā)送端接收端77數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6

交換技術(shù)2.6.1電路交換ABCD發(fā)送呼叫信號傳輸交換發(fā)送呼叫信號傳輸交換發(fā)送呼叫信號傳輸作出反應(yīng)發(fā)送回應(yīng)信號78數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6

交換技術(shù)2.6.1電路交換79數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)特點(diǎn):有通話的建立過程通話建立以后源與目的間有一條專用的通路存在2.6

交換技術(shù)2.6.2報(bào)文交換A80數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)DCB發(fā)送報(bào)文傳輸?shù)却?發(fā)送傳輸?shù)却?發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6

交換技術(shù)2.7.2報(bào)文交換ABCD傳輸延遲特點(diǎn):1.無呼叫建立和專用通路2.存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)式的發(fā)送技術(shù)812.6

交換技術(shù)2.6.3分組交換82數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6

交換技術(shù)2.6.3分組交換特點(diǎn):1.無呼叫建立和專用通路2.存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)式的發(fā)送技術(shù)3.將數(shù)據(jù)分成有大小限制的分組后發(fā)送83數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.6

交換技術(shù)84數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)三種交換技術(shù)對比:對線路的利用率A.存在呼叫建立；專有線路上不傳送數(shù)據(jù)時(shí)浪費(fèi)資源B.沒有呼叫建立；只有發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才占用線路C.除了B的特點(diǎn)外,在接收分組時(shí)可以發(fā)送下一個(gè)分組2.6

交換技術(shù)85