數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識

第第 2 章章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識內(nèi)容介紹內(nèi)容介紹v 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 v 2.2 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式 v 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) v 2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) v 2.5 廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)交換技術(shù) v 2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù) 數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（Data）是對客觀事實(shí)進(jìn)行描述和記載的物理符號；是傳遞（攜是對客觀事實(shí)進(jìn)行描述和記載的物理符號；是傳遞（攜 帶）信息的載體。帶）信息的載體。信息（信息（Information）是數(shù)據(jù)的含義或解釋。是數(shù)據(jù)的含義或解釋。信號（信號（Signal）數(shù)據(jù)的物理量編碼數(shù)據(jù)的物理量編碼（通常為電磁編碼），（通常為電磁編碼），數(shù)據(jù)以信號的數(shù)據(jù)以信號的 形式在介質(zhì)中傳播。形式在介質(zhì)中傳播。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念1.數(shù)據(jù)與信號模擬信號模擬信號 模擬信號是指幅值可連續(xù)取值的連續(xù)信號，電視圖像信模擬信號是指幅值可連續(xù)取值的連續(xù)信號，電視圖像信 號、語音信號、溫度壓力傳感器的輸出信號以及許多遙號、語音信號、溫度壓力傳感器的輸出信號以及許多遙 感遙測信號都是模擬信號。感遙測信號都是模擬信號。數(shù)字信號數(shù)字信號 數(shù)字信號指幅度的取值被限制數(shù)字信號指幅度的取值被限制 在有限個(gè)離散數(shù)值之內(nèi)的連續(xù)在有限個(gè)離散數(shù)值之內(nèi)的連續(xù) 信號，二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字信號，二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字 信號，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、數(shù)字電話信號，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、數(shù)字電話 和數(shù)字電視等都是數(shù)字信號。和數(shù)字電視等都是數(shù)字信號。t2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念2.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)噪聲噪聲 任何信道都不完美，對傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)任何信道都不完美，對傳輸?shù)男盘柈a(chǎn) 生干擾生干擾 外界：閃電、串?dāng)_、電氣設(shè)備外界：閃電、串?dāng)_、電氣設(shè)備 內(nèi)部：介質(zhì)特性內(nèi)部：介質(zhì)特性2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念信源信源 產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備發(fā)送器發(fā)送器 根據(jù)傳輸介質(zhì)特性，進(jìn)行信號變換根據(jù)傳輸介質(zhì)特性，進(jìn)行信號變換接受器接受器 接受信號，還原成合適的信號接受信號，還原成合適的信號信宿信宿 接受和處理信息的設(shè)備接受和處理信息的設(shè)備信道信道 信源和信宿間的通信線路信源和信宿間的通信線路v 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸線路傳輸線路 有線介質(zhì)、無線介質(zhì)有線介質(zhì)、無線介質(zhì)傳輸設(shè)備傳輸設(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、中繼器、多路復(fù)用器、交換機(jī)等n DCE DCEv 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)、終端等）（計(jì)算機(jī)、終端等）源系統(tǒng)（信源發(fā)送器）源系統(tǒng)（信源發(fā)送器）發(fā)出數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)目的系統(tǒng)（信宿接收器）目的系統(tǒng)（信宿接收器）接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)n DTEDTE2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念v 碼元與比特碼元與比特碼元（碼元（Code cellCode cell）信號傳輸時(shí)，一個(gè)波形稱為一個(gè)碼元（信號編碼單元）。信號傳輸時(shí)，一個(gè)波形稱為一個(gè)碼元（信號編碼單元）。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念3.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo) 比特：比特：二進(jìn)制數(shù)的一位。二進(jìn)制數(shù)的一位。v 信號傳輸率與數(shù)據(jù)傳輸速率信號傳輸率與數(shù)據(jù)傳輸速率 信號傳輸率信號傳輸率 (波特率波特率)B)B 單位時(shí)間內(nèi)傳送的波形數(shù)，單位為波特單位時(shí)間內(nèi)傳送的波形數(shù)，單位為波特(Baud)(Baud)，又稱，又稱 波形速率波形速率(線路上每秒鐘傳送的線路上每秒鐘傳送的波形個(gè)數(shù)波形個(gè)數(shù))，又稱碼元，又稱碼元 速率速率 。數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率(比特率比特率)S S 即單位時(shí)間內(nèi)所傳送的二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位即單位時(shí)間內(nèi)所傳送的二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位 /秒，記作秒，記作bpsbps或或b/sb/s。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念比特率比特率S S和波特率和波特率B B的關(guān)系的關(guān)系 S SB Bloglog2 2N N上式中，上式中，N N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。通常通常N=2N=2K K，K K為二進(jìn)制信息的位數(shù)為二進(jìn)制信息的位數(shù) K=log K=log2 2N N；N=2N=2時(shí)，時(shí)，S=BS=B，v 帶寬帶寬 物理信道頻帶寬度，即信道允許傳送信號的最高頻率和物理信道頻帶寬度，即信道允許傳送信號的最高頻率和 最低頻率之差。單位：最低頻率之差。單位：HzHz。v 信道容量信道容量 信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳 輸數(shù)據(jù)能力的極限，單位為輸數(shù)據(jù)能力的極限，單位為bpsbps。信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別：信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別：前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，而后者是實(shí)際的數(shù)前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，而后者是實(shí)際的數(shù) 據(jù)傳輸速率。據(jù)傳輸速率。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念v 信道容量的計(jì)算信道容量的計(jì)算無噪聲的信道容量無噪聲的信道容量 奈奎斯特公式：奈奎斯特公式：C=2Hlog2N(b/s)C=2Hlog2N(b/s)式中，式中，H H為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限 頻率的差值，單位為赫頻率的差值，單位為赫(Hz)(Hz)；N N為一個(gè)碼元所取的為一個(gè)碼元所取的 離散值個(gè)數(shù)。離散值個(gè)數(shù)。例例2-2 2-2 普通電話線路帶寬約普通電話線路帶寬約3k Hz3k Hz，若碼元的離，若碼元的離散值個(gè)數(shù)散值個(gè)數(shù)N=16N=16，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念有噪聲的信道容量有噪聲的信道容量 香農(nóng)公式：香農(nóng)公式：C=Hlog2(1+S/N)(b/s)C=Hlog2(1+S/N)(b/s)式中，式中，S S為信號功率，為信號功率，N N為噪聲功率，為噪聲功率，S/NS/N稱為信噪比。稱為信噪比。通常把信噪比表示成通常把信噪比表示成10lg(S/N)10lg(S/N)分貝分貝(dB)(dB)。例例2-3 2-3 已知信噪比為已知信噪比為30dB30dB，帶寬為，帶寬為3kHz3kHz，求最，求最 大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？大數(shù)據(jù)傳輸速率是多少？2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念v 數(shù)據(jù)通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。數(shù)據(jù)通信方式是指數(shù)據(jù)在信道上傳輸所采取的方式。通常有如下分類方法：通常有如下分類方法：按信號的類型分模擬通信和數(shù)字通信。按信號的類型分模擬通信和數(shù)字通信。按數(shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃榇袀鬏敽筒⑿袀鬏?。按?shù)據(jù)代碼傳輸?shù)捻樞蚍譃榇袀鬏敽筒⑿袀鬏敗０磾?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏?。按?shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞椒譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏?。按?shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r(shí)間關(guān)系分為單工、半雙工和按數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蚝蜁r(shí)間關(guān)系分為單工、半雙工和 雙工傳輸。雙工傳輸?；鶐鬏斉c頻帶傳輸。基帶傳輸與頻帶傳輸。2.2 數(shù)據(jù)通信方式 1.模擬通信與數(shù)字通信2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 模擬通信模擬通信 在線路上傳輸模擬信號的通信方式在線路上傳輸模擬信號的通信方式v 數(shù)字通信數(shù)字通信 是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息，或是指用數(shù)字信號作為載體來傳輸信息，或者用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸者用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。的通信方式?.2 數(shù)據(jù)通信方式v 數(shù)字通信的特點(diǎn)數(shù)字通信的特點(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 能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù) 易于加密、保密性強(qiáng)易于加密、保密性強(qiáng) 通信設(shè)備微型化、集成化通信設(shè)備微型化、集成化v 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 占用頻帶寬占用頻帶寬數(shù)字或數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)ModulatorDemodulator數(shù)字或數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)g(t)s(t)g(t)載波發(fā)送方發(fā)送方接收方接收方調(diào)制調(diào)制解調(diào)制解調(diào)制調(diào)制：調(diào)制：對信號源的信息進(jìn)行處理對信號源的信息進(jìn)行處理,使其變?yōu)檫m合于信使其變?yōu)檫m合于信 道傳輸形式的過程。道傳輸形式的過程。解調(diào)：解調(diào)：接受方將收到的已調(diào)制的信號還原成原信號。接受方將收到的已調(diào)制的信號還原成原信號。2.2 數(shù)據(jù)通信方式 2.調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)v 對模擬信號的調(diào)制對模擬信號的調(diào)制 對模擬信號調(diào)制的實(shí)質(zhì)是頻譜搬移。對模擬信號調(diào)制的實(shí)質(zhì)是頻譜搬移。其作用和目的是：其作用和目的是：n 將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號；傳輸?shù)囊颜{(diào)信號；n 實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用；n 提高信道利用率；提高信道利用率；n 減少干擾，提高系統(tǒng)抗干擾能力；減少干擾，提高系統(tǒng)抗干擾能力；n 實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比之間的互換。2.2 數(shù)據(jù)通信方式：相位：相位A:A:振幅振幅 ：角頻率：角頻率 調(diào)制的基礎(chǔ)是載波，載波有三要素：幅度、頻率調(diào)制的基礎(chǔ)是載波，載波有三要素：幅度、頻率 和相位，針對載波的不同要素對它進(jìn)行調(diào)制和相位，針對載波的不同要素對它進(jìn)行調(diào)制。2.2 數(shù)據(jù)通信方式v對數(shù)字信號的調(diào)制對數(shù)字信號的調(diào)制u 振幅鍵控振幅鍵控ASKASK 調(diào)幅（調(diào)幅（AMAM）用載波的兩個(gè)不同振幅用載波的兩個(gè)不同振幅表示表示0 0和和1 1u 移頻鍵控移頻鍵控FSK FSK 調(diào)頻（調(diào)頻（FMFM）用載波的兩個(gè)不同頻率用載波的兩個(gè)不同頻率表示表示0 0和和1 1u 移相鍵控移相鍵控PSK PSK 調(diào)相調(diào)相 (PM)(PM)用載波的起始相位的變化用載波的起始相位的變化表示表示0 0和和1 12.2 數(shù)據(jù)通信方式絕對調(diào)相絕對調(diào)相相對調(diào)相相對調(diào)相2.2 數(shù)據(jù)通信方式2.2 數(shù)據(jù)通信方式3 3、并、并/串行通信串行通信v 并行通信并行通信 定義定義 將數(shù)據(jù)以成組方式在兩條以上的并行信道上同時(shí)將數(shù)據(jù)以成組方式在兩條以上的并行信道上同時(shí) 傳輸。傳輸。發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端并行通信信道2.2 數(shù)據(jù)通信方式 適用情況適用情況 通信距離較近的情況通信距離較近的情況 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 字符同步、速度快字符同步、速度快 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 需要傳輸信道多、設(shè)備復(fù)雜、成本高需要傳輸信道多、設(shè)備復(fù)雜、成本高2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 串行通信串行通信 定義定義 數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。2.2 數(shù)據(jù)通信方式 適用情況適用情況 通信距離較遠(yuǎn)的情況通信距離較遠(yuǎn)的情況 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 該方法實(shí)現(xiàn)簡單，采用較多該方法實(shí)現(xiàn)簡單，采用較多 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 為解決收、發(fā)方碼組或字符同步，需要外加同步為解決收、發(fā)方碼組或字符同步，需要外加同步 措施；速度慢。措施；速度慢。2.2 數(shù)據(jù)通信方式4 4、單、單/雙工通信雙工通信v 單工通信單工通信 定義定義 數(shù)據(jù)單向傳輸數(shù)據(jù)單向傳輸 適用適用 無線電廣播、有線電廣播、電視無線電廣播、有線電廣播、電視2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 半雙工通信半雙工通信 定義定義 信息流可以在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限信息流可以在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限 于在一個(gè)方向傳輸。于在一個(gè)方向傳輸。適用適用 對講機(jī)對講機(jī) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 節(jié)省傳輸線路節(jié)省傳輸線路 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 效率低效率低2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 全雙工通信全雙工通信 定義定義 數(shù)據(jù)能同時(shí)沿信道的兩個(gè)方向傳輸，即通信的數(shù)據(jù)能同時(shí)沿信道的兩個(gè)方向傳輸，即通信的 一方在發(fā)送信息的同時(shí)也能接收信息，其收、一方在發(fā)送信息的同時(shí)也能接收信息，其收、發(fā)信道分開設(shè)置。發(fā)信道分開設(shè)置。適用適用 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信 特點(diǎn)特點(diǎn) 效率高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高效率高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高2.2 數(shù)據(jù)通信方式5、異步傳輸和同步傳輸異步傳輸和同步傳輸v 同步技術(shù)同步技術(shù) 在通信過程中，為保證發(fā)送端發(fā)送的信息能夠被在通信過程中，為保證發(fā)送端發(fā)送的信息能夠被接收端正確無誤地接收接收端正確無誤地接收,要求發(fā)送端和接收端動作的要求發(fā)送端和接收端動作的起始時(shí)間和頻率保持一致的技術(shù)。起始時(shí)間和頻率保持一致的技術(shù)。需解決的問題需解決的問題 同步脈沖頻率同步脈沖頻率 數(shù)據(jù)從什么時(shí)候開始，什么時(shí)候結(jié)數(shù)據(jù)從什么時(shí)候開始，什么時(shí)候結(jié)束束 2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 異步傳輸異步傳輸 定義定義以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)低位在前，高位以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)低位在前，高位 在后。每個(gè)字符前加在后。每個(gè)字符前加1 1個(gè)起始位，表示一個(gè)字符個(gè)起始位，表示一個(gè)字符 開始；后加開始；后加1 1到到2 2個(gè)停止位，表示一個(gè)字符結(jié)束。個(gè)停止位，表示一個(gè)字符結(jié)束。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 頻率的漂移不會積累；頻率的漂移不會積累；每兩個(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定；每兩個(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定；實(shí)現(xiàn)簡單。實(shí)現(xiàn)簡單。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 傳輸效率低傳輸效率低2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 同步傳輸同步傳輸 定義定義 以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)塊的開頭一以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)塊的開頭一 般加般加1 1到到2 2個(gè)字節(jié)的個(gè)字節(jié)的SYN(SYN(同步字符同步字符)。而后以固定。而后以固定 的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號。的時(shí)鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 效率高。效率高。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 和異步的優(yōu)點(diǎn)相對應(yīng)和異步的優(yōu)點(diǎn)相對應(yīng)2.2 數(shù)據(jù)通信方式v 基帶傳輸基帶傳輸 在信道上直接用基帶信號（方波）傳送數(shù)據(jù)。在信道上直接用基帶信號（方波）傳送數(shù)據(jù)。v 頻帶傳輸頻帶傳輸 將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送和傳輸將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送和傳輸?shù)姆绞?。的方式。p 和基帶傳輸?shù)膮^(qū)別和基帶傳輸?shù)膮^(qū)別p 和傳統(tǒng)模擬傳輸?shù)膮^(qū)別和傳統(tǒng)模擬傳輸?shù)膮^(qū)別2.2 數(shù)據(jù)通信方式6、基帶基帶/頻帶頻帶/寬帶傳輸寬帶傳輸v 寬帶傳輸寬帶傳輸 將寬的頻帶劃分成若干個(gè)子頻帶，分別用這些將寬的頻帶劃分成若干個(gè)子頻帶，分別用這些 子頻帶來傳輸各類不同的信號，多用于廣域網(wǎng)子頻帶來傳輸各類不同的信號，多用于廣域網(wǎng) 寬帶接入技術(shù)，如寬帶接入技術(shù)，如ADSLADSL。2.2 數(shù)據(jù)通信方式6、基帶基帶/頻帶頻帶/寬帶傳輸寬帶傳輸2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)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信號信號數(shù)據(jù)編碼是用兩個(gè)不同的電平來表示兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)編碼是用兩個(gè)不同的電平來表示兩個(gè)不同的二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)0 0和和1 1。定義定義 分類分類不歸零編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼不歸零編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)1、不歸零制不歸零制NRZNRZ用負(fù)電平表示用負(fù)電平表示0 0，正電平表示，正電平表示1 1，正負(fù)直接轉(zhuǎn)換，中，正負(fù)直接轉(zhuǎn)換，中間不在無電平處停留。間不在無電平處停留。缺點(diǎn)：不具備自同步機(jī)制，傳輸時(shí)必須使用外同步。缺點(diǎn)：不具備自同步機(jī)制，傳輸時(shí)必須使用外同步。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2、曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼編碼方法是將每個(gè)碼元分成兩個(gè)相等的間隔；碼編碼方法是將每個(gè)碼元分成兩個(gè)相等的間隔；碼元元“1”1”是由高至低電平轉(zhuǎn)換，即其前半個(gè)碼元的是由高至低電平轉(zhuǎn)換，即其前半個(gè)碼元的電平為高電平，后半個(gè)碼元的電平為低電平。碼電平為高電平，后半個(gè)碼元的電平為低電平。碼元元“0”0”是從低電平到高電平的變換，即其前半個(gè)是從低電平到高電平的變換，即其前半個(gè)碼元的電平為低電平，后半個(gè)碼元的電平為高電平。碼元的電平為低電平，后半個(gè)碼元的電平為高電平。0 0 1 0 0 1 1 11 02.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)3、差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼碼元碼元1 1時(shí)，前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼元的后半時(shí)，前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平一樣；若碼元為個(gè)碼元的電平一樣；若碼元為0 0，前半個(gè)碼元的電，前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平相反。平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平相反。0 0 1 0 0 1 1 1102.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)v 三種數(shù)字編碼的波形圖三種數(shù)字編碼的波形圖2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)v 編碼與調(diào)制的區(qū)別編碼與調(diào)制的區(qū)別 調(diào)制調(diào)制用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù) 編碼編碼用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)4、模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼使模擬數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸使模擬數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸v 采樣定理采樣定理如果模擬信號的最高頻率為如果模擬信號的最高頻率為F F，若以，若以2F2F的采樣的采樣頻率對其采樣，頻率對其采樣，則從采樣得到的離散信號序列則從采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。就能完整地恢復(fù)出原始信號。采樣采樣 按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣 量化量化 編碼編碼把每個(gè)樣本舍入到最接近的量化級別上把每個(gè)樣本舍入到最接近的量化級別上對每個(gè)舍入后的樣本轉(zhuǎn)為二進(jìn)制碼對每個(gè)舍入后的樣本轉(zhuǎn)為二進(jìn)制碼v 復(fù)用的基本思想復(fù)用的基本思想當(dāng)信道的傳輸能力大于每個(gè)信源的平均傳輸需求當(dāng)信道的傳輸能力大于每個(gè)信源的平均傳輸需求時(shí)，多個(gè)信息源可共享一個(gè)公共信道。時(shí)，多個(gè)信息源可共享一個(gè)公共信道。把公共信道劃分成多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸把公共信道劃分成多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路數(shù)據(jù)，稱為一路數(shù)據(jù)，稱為多路復(fù)用。多路復(fù)用。2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)1、概述概述DEMUX復(fù)用器復(fù)用器解復(fù)用器解復(fù)用器共享信道共享信道MUX信信源源信信宿宿v 定義定義當(dāng)物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號所需帶當(dāng)物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號所需帶寬足夠多的情況下，可將該物理信道的總帶寬劃寬足夠多的情況下，可將該物理信道的總帶寬劃分成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號帶寬相同分成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號帶寬相同 (或略寬或略寬)的的子頻帶，將多路原始信號的頻譜移到物理信道頻子頻帶，將多路原始信號的頻譜移到物理信道頻譜的不同頻段上，以實(shí)現(xiàn)頻譜上的不重疊，從而譜的不同頻段上，以實(shí)現(xiàn)頻譜上的不重疊，從而達(dá)到共用一個(gè)信道的目的。達(dá)到共用一個(gè)信道的目的。2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2、頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用FDMFDM2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)v 用途用途主要用于模擬信道的復(fù)用主要用于模擬信道的復(fù)用v 舉例舉例2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)3、時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用TDMTDMv 定義定義如果物理信道可支持的位傳輸速率超過單個(gè)原始如果物理信道可支持的位傳輸速率超過單個(gè)原始信號要求的數(shù)據(jù)傳輸速率，就可以將信道傳輸時(shí)信號要求的數(shù)據(jù)傳輸速率，就可以將信道傳輸時(shí)間劃分成工作周期間劃分成工作周期 T T（時(shí)間片），再將每個(gè)周期（時(shí)間片），再將每個(gè)周期劃分成若干時(shí)隙，劃分成若干時(shí)隙，輪流分配給輪流分配給n n個(gè)信源來使用公個(gè)信源來使用公共線路共線路 ，這樣，這樣 ，就可以在一條物理信道上傳輸，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號多個(gè)數(shù)字信號 。v 同步時(shí)分多路復(fù)用（同步時(shí)分多路復(fù)用（STDM）原理原理2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分為若干把時(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。信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用極為廣泛。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)控制簡單，實(shí)現(xiàn)容易控制簡單，實(shí)現(xiàn)容易 缺點(diǎn)缺點(diǎn)容易造成信道浪費(fèi)容易造成信道浪費(fèi)v 異步時(shí)分多路復(fù)用（異步時(shí)分多路復(fù)用（ATDM）原理原理2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)在異步時(shí)分復(fù)用中，時(shí)隙序號與信道號之間不在異步時(shí)分復(fù)用中，時(shí)隙序號與信道號之間不再存在固定的對應(yīng)關(guān)系。為此，各個(gè)信道發(fā)出再存在固定的對應(yīng)關(guān)系。為此，各個(gè)信道發(fā)出的數(shù)據(jù)都需要附帶雙方地址，由通信線路兩端的數(shù)據(jù)都需要附帶雙方地址，由通信線路兩端的多路復(fù)用設(shè)備來識別地址。的多路復(fù)用設(shè)備來識別地址。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)提高了傳輸介質(zhì)的利用率提高了傳輸介質(zhì)的利用率v 原理原理整個(gè)波長頻帶被劃分為若干個(gè)波長范圍，每路整個(gè)波長頻帶被劃分為若干個(gè)波長范圍，每路信號占用一個(gè)波長范圍來進(jìn)行傳輸。信號占用一個(gè)波長范圍來進(jìn)行傳輸。在這種方法中，兩根光纖連到一個(gè)棱柱或衍射在這種方法中，兩根光纖連到一個(gè)棱柱或衍射光柵，每根光纖里的光波處于不同的波段上，光柵，每根光纖里的光波處于不同的波段上，這樣兩束光通過棱柱或衍射光柵合到一根共享這樣兩束光通過棱柱或衍射光柵合到一根共享的光纖上，到達(dá)目的地后，再將兩束光用光柵的光纖上，到達(dá)目的地后，再將兩束光用光柵分解開來。分解開來。2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)4、波分復(fù)用波分復(fù)用光的頻分復(fù)用光的頻分復(fù)用v 原理原理2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)5、碼分復(fù)用碼分復(fù)用CDMCDM每個(gè)用戶把發(fā)送信號用接收方的地址碼序列編碼每個(gè)用戶把發(fā)送信號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）。不同用戶發(fā)（任意兩個(gè)地址碼序列相互正交）。不同用戶發(fā)送的信號在接收端被疊加，然后接收者用同樣的送的信號在接收端被疊加，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)的信號才能被檢出，由此恢復(fù)出自己地址碼相關(guān)的信號才能被檢出，由此恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)。在無線移動通信中應(yīng)用廣泛。在無線移動通信中應(yīng)用廣泛。v 頻分復(fù)用頻分復(fù)用FDM 2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)6、各類復(fù)用方法的應(yīng)用各類復(fù)用方法的應(yīng)用按頻率劃分不同的信道，如按頻率劃分不同的信道，如CATVCATV系統(tǒng)系統(tǒng)按波長劃分不同的信道，用于光纖傳輸按波長劃分不同的信道，用于光纖傳輸v 波分復(fù)用波分復(fù)用WDM v 時(shí)分復(fù)用時(shí)分復(fù)用TDM v 碼分復(fù)用碼分復(fù)用CDM 按時(shí)間劃分不同的信道，目前應(yīng)用最廣泛按時(shí)間劃分不同的信道，目前應(yīng)用最廣泛按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途v 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換在通信子網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸過程稱為數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸過程稱為數(shù)據(jù) 交換。交換。v 為什么要采用交換技術(shù)？為什么要采用交換技術(shù)？節(jié)省線路投資，提高線路利用率。節(jié)省線路投資，提高線路利用率。分類：分類：電路交換電路交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文交換報(bào)文交換分組交換分組交換2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)不關(guān)心被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容，僅執(zhí)行交換的動作，不關(guān)心被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容，僅執(zhí)行交換的動作，起數(shù)據(jù)交換的功能，將數(shù)據(jù)從一個(gè)端口交換到另起數(shù)據(jù)交換的功能，將數(shù)據(jù)從一個(gè)端口交換到另 一端口，繼而傳輸?shù)搅硪慌_中間結(jié)點(diǎn)，直至目的一端口，繼而傳輸?shù)搅硪慌_中間結(jié)點(diǎn)，直至目的 地。地。v 結(jié)點(diǎn)和站點(diǎn)結(jié)點(diǎn)和站點(diǎn)結(jié)點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)：用于數(shù)據(jù)交換的中間設(shè)備用于數(shù)據(jù)交換的中間設(shè)備站點(diǎn)：站點(diǎn)：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的終端設(shè)備發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的終端設(shè)備2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立專用的通過網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立專用的 通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式。通信線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕粨Q方式。v 原理原理2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)1、電路交換（、電路交換（Circuit switching）v 過程過程 建立線路建立線路 占用線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸占用線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 釋放線路釋放線路v 電路交換的特點(diǎn)電路交換的特點(diǎn)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 獨(dú)占性獨(dú)占性 實(shí)時(shí)性好實(shí)時(shí)性好 線路交換設(shè)備簡單線路交換設(shè)備簡單 不具備差錯(cuò)控制能力不具備差錯(cuò)控制能力 線路利用率低線路利用率低v 電路交換的應(yīng)用場合電路交換的應(yīng)用場合線路利用率低，持續(xù)通話和實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)的場線路利用率低，持續(xù)通話和實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)的場合。合。數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息等組成一數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息等組成一數(shù)據(jù)單元進(jìn)入通信子網(wǎng)。通信子網(wǎng)的中間結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)單元進(jìn)入通信子網(wǎng)。通信子網(wǎng)的中間結(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)單元、暫存、差錯(cuò)校驗(yàn)、根據(jù)地址確定輸接收數(shù)據(jù)單元、暫存、差錯(cuò)校驗(yàn)、根據(jù)地址確定輸出端口和線路，排隊(duì)等待線路，轉(zhuǎn)發(fā)給下一結(jié)點(diǎn)，出端口和線路，排隊(duì)等待線路，轉(zhuǎn)發(fā)給下一結(jié)點(diǎn)，直至終點(diǎn)。直至終點(diǎn)。v 原理原理2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)2、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換v 分類分類 報(bào)文交換報(bào)文交換 分組交換分組交換v 報(bào)文交換報(bào)文交換2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 原理原理以以報(bào)文報(bào)文為單位進(jìn)行為單位進(jìn)行“存儲存儲-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”交換。目的交換。目的地址、源地址、控制信息等附加在報(bào)文上。交換地址、源地址、控制信息等附加在報(bào)文上。交換過程中，交換設(shè)備將收到的報(bào)文先過程中，交換設(shè)備將收到的報(bào)文先存儲存儲，待信道，待信道空閑時(shí)再空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級級中轉(zhuǎn)，直到目的地。出去，一級級中轉(zhuǎn)，直到目的地。2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 特點(diǎn)特點(diǎn)u相鄰結(jié)點(diǎn)僅在傳輸報(bào)文時(shí)建立結(jié)點(diǎn)間的連接。相鄰結(jié)點(diǎn)僅在傳輸報(bào)文時(shí)建立結(jié)點(diǎn)間的連接。u整個(gè)報(bào)文（整個(gè)報(bào)文（MessageMessage）作為一個(gè)整體一起發(fā)送。）作為一個(gè)整體一起發(fā)送。u沒有建立和拆除連接所需的等待時(shí)間；沒有建立和拆除連接所需的等待時(shí)間；u線路利用率高；線路利用率高；u報(bào)文大小不一，造成存儲管理復(fù)雜，且對存儲容報(bào)文大小不一，造成存儲管理復(fù)雜，且對存儲容 量要求較高；量要求較高；u大報(bào)文造成存儲轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過長；大報(bào)文造成存儲轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過長；u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)。v 分組交換分組交換2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 原理原理規(guī)定交換設(shè)備處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度。將長規(guī)定交換設(shè)備處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度。將長 報(bào)文分成若干個(gè)小分組進(jìn)行傳輸。報(bào)文分成若干個(gè)小分組進(jìn)行傳輸。報(bào)文分組交換的過程分組交換的過程 1發(fā)送端，先把較長的報(bào)文劃分成較短的、固定長發(fā)送端，先把較長的報(bào)文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段。度的數(shù)據(jù)段。1101000110101010110101011100010011010010假定這個(gè)報(bào)文較長假定這個(gè)報(bào)文較長不便于傳輸不便于傳輸2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換的過程分組交換的過程 2每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。首部分組1請注意：現(xiàn)在左邊是請注意：現(xiàn)在左邊是“前面前面”數(shù) 據(jù)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù) 據(jù)分組交換的過程分組交換的過程 3每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。首部首部分組1分組2數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)請注意：現(xiàn)在左邊是請注意：現(xiàn)在左邊是“前面前面”分組交換的過程分組交換的過程 4每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。每一個(gè)數(shù)據(jù)段前加上首部構(gòu)成分組。首部首部首部分組1分組2分組3數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換的過程分組交換的過程 5分組交換網(wǎng)以分組交換網(wǎng)以“分組分組”作為數(shù)據(jù)傳輸單元。作為數(shù)據(jù)傳輸單元。依次把各分組發(fā)送到接收端。依次把各分組發(fā)送到接收端。數(shù) 據(jù)首部分組 1數(shù) 據(jù)首部分組2數(shù) 據(jù)首部分組32.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換的過程分組交換的過程 6接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。接收端收到分組后剝?nèi)ナ撞窟€原成報(bào)文。數(shù) 據(jù)首部分組1數(shù) 據(jù)首部分組2數(shù) 據(jù)首部分組3收到的數(shù)據(jù)收到的數(shù)據(jù)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)分組交換的過程分組交換的過程 7最后，把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原報(bào)文。最后，把收到的數(shù)據(jù)恢復(fù)成為原報(bào)文。這里假定分組在傳輸過程中沒出差錯(cuò)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)這里假定分組在傳輸過程中沒出差錯(cuò)，轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)也沒被丟棄。也沒被丟棄。報(bào)文11010001101010101101010111000100110100102.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組首部的重要性分組首部的重要性n 每個(gè)分組首部都含有地址等控制信息。每個(gè)分組首部都含有地址等控制信息。n 分組交換網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組分組交換網(wǎng)中結(jié)點(diǎn)交換機(jī)根據(jù)收到的分組 的首部中地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一結(jié)的首部中地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一結(jié) 點(diǎn)交換機(jī)。點(diǎn)交換機(jī)。n 如此存儲轉(zhuǎn)發(fā)，分組最后到達(dá)最終目的地。如此存儲轉(zhuǎn)發(fā)，分組最后到達(dá)最終目的地。2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換網(wǎng)的示意圖分組交換網(wǎng)的示意圖H1A分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H H1 1 向向 H H5 5 發(fā)送分組發(fā)送分組H H2 2 向向 H H6 6 發(fā)送分組發(fā)送分組注意分組路徑的變化！注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程注意分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程H1A分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H H1 1 向向 H H5 5 發(fā)送分組發(fā)送分組結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī) C C 暫存暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表查找轉(zhuǎn)發(fā)表在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī) E E 暫存暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表查找轉(zhuǎn)發(fā)表最后到達(dá)目的主機(jī)最后到達(dá)目的主機(jī) H H5 5在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在結(jié)點(diǎn)交換機(jī) A A 暫存暫存查找轉(zhuǎn)發(fā)表查找轉(zhuǎn)發(fā)表找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口找到轉(zhuǎn)發(fā)的端口n 提高線路利用率。提高線路利用率。n 各分組可通過不同路徑傳輸，容錯(cuò)性好。各分組可通過不同路徑傳輸，容錯(cuò)性好。n 對轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲要求較低，可用內(nèi)存來緩沖分對轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲要求較低，可用內(nèi)存來緩沖分 組組速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小適于交互式通信；適于交互式通信；n 有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制、擁塞控制和路由有強(qiáng)大的糾錯(cuò)機(jī)制、流量控制、擁塞控制和路由 選擇功能某個(gè)分組出錯(cuò)可以僅重發(fā)出錯(cuò)的分組選擇功能某個(gè)分組出錯(cuò)可以僅重發(fā)出錯(cuò)的分組 效率高；效率高；缺點(diǎn)缺點(diǎn)n 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)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)。分組交換的優(yōu)點(diǎn)分組交換的優(yōu)點(diǎn)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)三種交換的比較三種交換的比較 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文ABCDABCDABCD報(bào)文交換電路交換分組交換t連接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1連接釋放把通過通信信道接收到的數(shù)據(jù)與原來發(fā)送的數(shù)把通過通信信道接收到的數(shù)據(jù)與原來發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象稱為據(jù)不一致的現(xiàn)象稱為“傳輸差錯(cuò)傳輸差錯(cuò)”，簡稱為，簡稱為“差差錯(cuò)錯(cuò)”。判斷數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后是否有錯(cuò)的手段和方法。判斷數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后是否有錯(cuò)的手段和方法稱為稱為差錯(cuò)檢測差錯(cuò)檢測。差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制：在通信過程中，發(fā)現(xiàn)、檢測差錯(cuò)并進(jìn)行：在通信過程中，發(fā)現(xiàn)、檢測差錯(cuò)并進(jìn)行糾正。糾正。v 什么是差錯(cuò)什么是差錯(cuò)2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)1、差錯(cuò)控制的概念、差錯(cuò)控制的概念指接收碼元中錯(cuò)誤碼元數(shù)占傳輸總碼元數(shù)的比例指接收碼元中錯(cuò)誤碼元數(shù)占傳輸總碼元數(shù)的比例 Pe=Pe=接收碼元中錯(cuò)誤碼元數(shù)接收碼元中錯(cuò)誤碼元數(shù)/傳輸?shù)目偞a元傳輸?shù)目偞a元數(shù)數(shù) 2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)2、誤碼率、誤碼率特點(diǎn)：特點(diǎn)：時(shí)刻存在、幅度較小、強(qiáng)度與頻率無關(guān)，時(shí)刻存在、幅度較小、強(qiáng)度與頻率無關(guān)，但頻譜很寬。是隨機(jī)類噪聲。稱為但頻譜很寬。是隨機(jī)類噪聲。稱為“隨機(jī)差錯(cuò)隨機(jī)差錯(cuò)”。v 熱噪聲差錯(cuò)熱噪聲差錯(cuò)2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)3、差錯(cuò)的分類與出現(xiàn)的可能原因、差錯(cuò)的分類與出現(xiàn)的可能原因v 沖擊噪聲差錯(cuò)沖擊噪聲差錯(cuò)特點(diǎn)特點(diǎn):沖擊噪聲幅度大、持續(xù)時(shí)間長等，是產(chǎn)生沖擊噪聲幅度大、持續(xù)時(shí)間長等，是產(chǎn)生差錯(cuò)的主要原因稱為差錯(cuò)的主要原因稱為“突發(fā)差錯(cuò)突發(fā)差錯(cuò)”。在發(fā)送的數(shù)據(jù)中增加一些用于檢查差錯(cuò)的附加在發(fā)送的數(shù)據(jù)中增加一些用于檢查差錯(cuò)的附加位位,這些附加位被稱為這些附加位被稱為檢錯(cuò)碼檢錯(cuò)碼。接收方根據(jù)收到的檢錯(cuò)碼檢測到差錯(cuò)時(shí)，發(fā)接收方根據(jù)收到的檢錯(cuò)碼檢測到差錯(cuò)時(shí)，發(fā)出出“否定應(yīng)答否定應(yīng)答”，通知對方進(jìn)行重發(fā)。，通知對方進(jìn)行重發(fā)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：通過通過“重傳機(jī)制重傳機(jī)制”達(dá)到糾正差錯(cuò)的目達(dá)到糾正差錯(cuò)的目的，的，易實(shí)現(xiàn)，編碼和解碼的速度較快。易實(shí)現(xiàn)，編碼和解碼的速度較快。常用的檢錯(cuò)碼有：常用的檢錯(cuò)碼有：奇偶校驗(yàn)碼和奇偶校驗(yàn)碼和循環(huán)冗余碼循環(huán)冗余碼等。等。2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)4、兩種差錯(cuò)控制技術(shù)、兩種差錯(cuò)控制技術(shù)v 檢錯(cuò)檢錯(cuò) 糾錯(cuò)碼糾錯(cuò)碼是指在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)送足夠的附是指在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)送足夠的附加位，接收端通過這些附加位在接收譯碼器的控加位，接收端通過這些附加位在接收譯碼器的控制下發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并自動地糾正錯(cuò)誤。制下發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，并自動地糾正錯(cuò)誤。譯碼器設(shè)備較復(fù)雜，為了糾正差錯(cuò)，附加的譯碼器設(shè)備較復(fù)雜，為了糾正差錯(cuò)，附加的冗冗余碼較多，會降低傳輸效率。余碼較多，會降低傳輸效率。常見糾錯(cuò)編碼：常見糾錯(cuò)編碼：海明糾錯(cuò)碼、正反糾錯(cuò)碼等。海明糾錯(cuò)碼、正反糾錯(cuò)碼等。適用場合：適用場合：沒有反向信道，線路傳輸時(shí)間長，沒有反向信道，線路傳輸時(shí)間長，要求重發(fā)不經(jīng)濟(jì)的場要求重發(fā)不經(jīng)濟(jì)的場合。合。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)v 糾錯(cuò)糾錯(cuò)奇校驗(yàn)奇校驗(yàn)是在二進(jìn)制序列中是在二進(jìn)制序列中“1”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為則校驗(yàn)位為0 0；若；若“1”1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為位為1 1。偶校驗(yàn)偶校驗(yàn)是在二進(jìn)制序列中是在二進(jìn)制序列中“1”1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為則校驗(yàn)位為0 0；若；若“1”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為位為1 1。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)5、常用差錯(cuò)檢驗(yàn)編碼、常用差錯(cuò)檢驗(yàn)編碼v 奇偶校驗(yàn)奇偶校驗(yàn) 規(guī)則規(guī)則2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)水平奇偶校驗(yàn)：水平奇偶校驗(yàn)：又稱橫向奇偶校驗(yàn)，若字符序列相又稱橫向奇偶校驗(yàn)，若字符序列相應(yīng)位中應(yīng)位中“1”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則奇校驗(yàn)的校驗(yàn)碼字的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則奇校驗(yàn)的校驗(yàn)碼字位位0 0，偶校驗(yàn)的校驗(yàn)碼為，偶校驗(yàn)的校驗(yàn)碼為1 1。垂直奇偶校驗(yàn)：垂直奇偶校驗(yàn)：又稱縱向向奇偶校驗(yàn)，若單個(gè)字符又稱縱向向奇偶校驗(yàn)，若單個(gè)字符的各個(gè)位中的各個(gè)位中“1”1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則奇校驗(yàn)的校驗(yàn)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則奇校驗(yàn)的校驗(yàn)碼字位碼字位0 0，偶校驗(yàn)的校驗(yàn)碼為，偶校驗(yàn)的校驗(yàn)碼為1 1。水平垂直奇偶校驗(yàn)：水平垂直奇偶校驗(yàn)：又稱橫縱奇偶校驗(yàn)或方塊奇偶又稱橫縱奇偶校驗(yàn)或方塊奇偶校驗(yàn)，既做水平校驗(yàn)也做垂直校驗(yàn)，檢錯(cuò)能力可以校驗(yàn)，既做水平校驗(yàn)也做垂直校驗(yàn)，檢錯(cuò)能力可以明顯提高。明顯提高。分類分類2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)位數(shù)字N E T W O R K 水平奇校驗(yàn)水平偶校驗(yàn)C11 1 1 1 1 1 1 C20 0 0 0 0 0 0 C30 0 1 1 0 1 0 C41 0 0 0 1 0 1 C51 1 1 1 1 0 0 C61 0 0 1 1 1 1 C7 0 1 0 1 1 0 1 垂直奇校驗(yàn)垂直偶校驗(yàn) 奇偶校驗(yàn)舉例奇偶校驗(yàn)舉例2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)v 循環(huán)冗余校驗(yàn)（循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRCCRC）差錯(cuò)檢測原理：差錯(cuò)檢測原理：收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式收發(fā)雙方約定一個(gè)生成多項(xiàng)式G(x)，發(fā)送方，發(fā)送方 根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)和根據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)和G(x)計(jì)算出計(jì)算出CRC校驗(yàn)和并校驗(yàn)和并 把它加在數(shù)據(jù)的末尾形成新的二進(jìn)制序列一把它加在數(shù)據(jù)的末尾形成新的二進(jìn)制序列一 起發(fā)送。起發(fā)送。接收方則用接收方則用接收到的數(shù)據(jù)除以接收到的數(shù)據(jù)除以G(x)，若有余，若有余 數(shù)不為零，則傳輸有錯(cuò)。數(shù)不為零，則傳輸有錯(cuò)。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)6、差錯(cuò)控制的基本方法、差錯(cuò)控制的基本方法v 前向糾錯(cuò)前向糾錯(cuò)v 反饋檢驗(yàn)反饋檢驗(yàn) 又稱又稱檢錯(cuò)重發(fā)檢錯(cuò)重發(fā)，它是利用編碼的方法在數(shù)據(jù)接，它是利用編碼的方法在數(shù)據(jù)接收端檢測差錯(cuò)，當(dāng)檢測出差錯(cuò)后，設(shè)法通知數(shù)據(jù)收端檢測差錯(cuò)，當(dāng)檢測出差錯(cuò)后，設(shè)法通知數(shù)據(jù)發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直到無差錯(cuò)為止。發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直到無差錯(cuò)為止。v 自動請求重傳自動請求重傳 原理原理發(fā)送端在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，要等待接收端返發(fā)送端在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，要等待接收端返回應(yīng)答信息。當(dāng)應(yīng)答為確認(rèn)信息回應(yīng)答信息。當(dāng)應(yīng)答為確認(rèn)信息 (ACK)(ACK)時(shí)，發(fā)送時(shí)，發(fā)送端才繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀；當(dāng)應(yīng)答為不確認(rèn)幀端才繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)幀；當(dāng)應(yīng)答為不確認(rèn)幀(NAK)(NAK)時(shí)，發(fā)送端需要重發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)幀。時(shí)，發(fā)送端需要重發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)幀。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò) 停等式停等式ARQ在回退在回退N N幀幀ARQARQ中，每發(fā)送中，每發(fā)送N N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀，幀需要一個(gè)應(yīng)答幀，當(dāng)發(fā)送方接收到接收方的某個(gè)幀的當(dāng)發(fā)送方接收到接收方的某個(gè)幀的NAKNAK時(shí)，重傳時(shí)，重傳從該幀開始的所有報(bào)文。從該幀開始的所有報(bào)文。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò) 連續(xù)式連續(xù)式ARQ之回退之回退N幀幀ARQ在選擇重傳在選擇重傳ARQARQ中，每發(fā)送中，每發(fā)送N N幀需要一個(gè)應(yīng)答幀需要一個(gè)應(yīng)答幀，幀，當(dāng)發(fā)送方接收到接收方的某個(gè)幀的當(dāng)發(fā)送方接收到接收方的某個(gè)幀的 NAK NAK 時(shí)，僅重傳該幀即可。時(shí)，僅重傳該幀即可。2.7 差錯(cuò)控制與檢錯(cuò)差錯(cuò)控制與檢錯(cuò) 連續(xù)式連續(xù)式ARQ之選擇重傳之選擇重傳ARQ本章小節(jié)本章小節(jié)2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 DTE、DCE、數(shù)據(jù)傳輸率、帶寬數(shù)據(jù)傳輸率、帶寬、信道、信道容量、奈奎斯特公式、香農(nóng)公式。容量、奈奎斯特公式、香農(nóng)公式。2.2 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式 三種調(diào)制方法、串行傳輸、并行傳輸、三種調(diào)制方法、串行傳輸、并行傳輸、同步傳輸、異步傳輸、單工傳輸、半雙工傳同步傳輸、異步傳輸、單工傳輸、半雙工傳輸、全雙工傳輸、基帶傳輸、頻帶傳輸。輸、全雙工傳輸、基帶傳輸、頻帶傳輸。本章小節(jié)本章小節(jié)2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、模曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼、模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程。擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程。2.4 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù) 頻分多路復(fù)用的原理、時(shí)分多路復(fù)用的頻分多路復(fù)用的原理、時(shí)分多路復(fù)用的原理和分類、波分多路復(fù)用的原理原理和分類、波分多路復(fù)用的原理本章小節(jié)本章小節(jié)2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 電路交換技術(shù)的特點(diǎn)、報(bào)文交換的特點(diǎn)、電路交換技術(shù)的特點(diǎn)、報(bào)文交換的特點(diǎn)、分組交換的工作過程、三種交換方式的區(qū)別、分組交換的工作過程、三種交換方式的區(qū)別、數(shù)據(jù)報(bào)方式的特點(diǎn)、虛電路方式的特點(diǎn)、虛電數(shù)據(jù)報(bào)方式的特點(diǎn)、虛電路方式的特點(diǎn)、虛電路和電路方式的比較。路和電路方式的比較。本章小節(jié)本章小節(jié)2.6 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù) 差錯(cuò)控制的概念、差錯(cuò)檢測的概念、糾差錯(cuò)控制的概念、差錯(cuò)檢測的概念、糾錯(cuò)碼、檢錯(cuò)碼、奇偶校驗(yàn)的原理和分類錯(cuò)碼、檢錯(cuò)碼、奇偶校驗(yàn)的原理和分類（?。ㄐ∮?jì)算）計(jì)算）。停等式。停等式ARQ的原理、連續(xù)式的原理、連續(xù)式ARQ的的原理和分類。原理和分類。本章作業(yè)本章作業(yè)P46 P46 四四-6-6P46 P46 四四-10-10Thank youv計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第二章教案計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第二章教案謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH