網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信

單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,第,2,章,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用技術(shù),學(xué)習(xí)目標(biāo),數(shù)據(jù)編碼技術(shù),數(shù)據(jù)通信的傳輸類型,數(shù)據(jù)交換技術(shù),差錯控制編碼,數(shù)據(jù)通信的基本概念,2.1,數(shù)據(jù)通信的基本概念,本節(jié)要點(diǎn),數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成和基本原理,數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語,數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo),數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成和基本原理,將計(jì)算機(jī)或終端與數(shù)據(jù)傳輸線路連接起來，達(dá)到傳輸、收集、分配和處理數(shù)據(jù)目的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，稱其為數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。,AS11,AS12,AS22,通信信道,DTE,文件,文件,數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫,A,B,本地,連接,本地,連接,DCE,DCE,DTE,邏輯通信,物理通信,AS21,數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語,數(shù)據(jù),信號,通信信道,數(shù)據(jù)被定義為有意義的實(shí)體，其涉及事物形式。,指信號沿發(fā)送器到接收器的通路，包括傳輸介質(zhì)及其有關(guān)的中間通信設(shè)備。,信號是數(shù)據(jù)的表示形式，它使數(shù)據(jù)能以適當(dāng)?shù)男问皆诮橘|(zhì)上傳輸。,數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸是指電信號把數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳送到接收端的過程。,模擬信號,數(shù)字信號,數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo),碼元、數(shù)據(jù)、報文速率,信道容量是表示一個信道傳輸數(shù)字信號的能力。,延遲用來表示網(wǎng)絡(luò)中相距最遠(yuǎn)的兩個站點(diǎn)之間的傳播時間。,出錯率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或信道傳輸可靠性的一個指標(biāo)。,指信道中傳輸?shù)男盘栐诓皇д娴那闆r下所占據(jù)的頻率范圍,1,4,2,5,3,表示網(wǎng)絡(luò)或交換設(shè)備在單位時間內(nèi)成功傳輸或交換的總信息量。,6,傳輸速率,信道帶寬,信道容量,吞吐量,數(shù)據(jù)延遲,出錯率,用信道中傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)率作為指標(biāo),2.2,數(shù)據(jù)編碼技術(shù),本節(jié)要點(diǎn),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與編碼,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼,數(shù)字?jǐn)?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,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與編碼,數(shù)?；蚰?shù)轉(zhuǎn)換器,模擬數(shù)據(jù),數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),模擬信號,數(shù)字信號,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼,模擬信道傳輸數(shù)字信號的簡化模型,數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,不歸零編碼,同步時鐘,曼徹斯特編碼,差分曼徹斯特編碼,數(shù)據(jù),信號編碼方式,模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼,PCM,的基本原理,2.3,數(shù)據(jù)通信傳輸類型,本節(jié)要點(diǎn),并行傳輸和串行傳輸,異步傳輸與同步傳輸,多路復(fù)用技術(shù),并行傳輸和串行傳輸,串行傳輸,并行傳輸,1,2,異步傳輸與同步傳輸,異步傳輸,同步傳輸,1,2,在數(shù)據(jù)進(jìn)行異步傳輸時，在每個字符的前后需要添加起始位和終止位，以此表示一個字符的開始和結(jié)束。,在數(shù)據(jù)同步傳輸中，發(fā)送端以固定的時鐘信號頻率串行發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方必須建立與發(fā)送方一樣的時鐘，即實(shí)現(xiàn)位同步。,多路復(fù)用技術(shù),波分多路復(fù)用技術(shù),WDM,多路復(fù)用技術(shù),頻分多路復(fù)用技術(shù),FDM,時分多路復(fù)用技術(shù),TDM,碼分多路復(fù)用技術(shù),CDMA,頻分多路復(fù)用技術(shù),FDM,頻分復(fù)用技術(shù)原理,時分多路復(fù)用技術(shù),TDM,時分多路復(fù)用原理,碼分多路復(fù)用技術(shù),CDMA,碼分復(fù)用技術(shù)（,CDMA,，,Code Division Multiplexing Access,）給每一個用戶分配一個地址碼，它是基于碼型來分割信道的。其分配的地址碼碼型互不重疊，通過擴(kuò)頻技術(shù)，所有用戶使用不同的擴(kuò)頻編碼來共享信道的頻率資源。,波分多路復(fù)用技術(shù),WDM,波分多路復(fù)用（,WDM,，,Wavelength Division Multiplexing,）是將光纖信道按波長劃分成多個波段，每一路光信號占用一個波段，利用衍射光柵實(shí)現(xiàn)不同頻率光波的合成與分解，從而實(shí)現(xiàn)多路信號共享一條光纖。,2.4,數(shù)據(jù)交換技術(shù),本節(jié)要點(diǎn),電路交換技術(shù),報文交換技術(shù),分組交換技術(shù),電路交換技術(shù),線路建立階段,數(shù)據(jù)傳輸階段,線路拆除階段,建立線路首先應(yīng)在源站點(diǎn)把目的站點(diǎn)建立連接的請求發(fā)送給一個交換結(jié)點(diǎn)，交換結(jié)點(diǎn)在通向目的站點(diǎn)的路由選擇表中找出下一條路由，并為該條線路分配一個未用的通道,。,線路拆除階段是指當(dāng)數(shù)據(jù)通信完后，通信雙方應(yīng)該釋放建立起的通信線路。,由于數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，所以在建立通信線路時需要完成雙向通信邏輯信道的建立。,報文交換技術(shù),報文交換技術(shù)是將用戶數(shù)據(jù)報文存儲在交換設(shè)備的存儲器中，當(dāng)所需要的傳輸線路空閑時，由交換設(shè)備將該報文發(fā)向下站接收交換機(jī)或終端。數(shù)據(jù)報文以“存儲,-,轉(zhuǎn)發(fā)”的方式在通信網(wǎng)內(nèi)傳輸。,分組交換技術(shù),數(shù)據(jù)報分組交換,虛電路分組交換,1,2,分組數(shù)據(jù)報交換方式是一種無連接的服務(wù)提供方式，在分組流管理中，每一片分組都被獨(dú)立地處理。,虛電路分組交換方式是面向連接的服務(wù)提供方式，在數(shù)據(jù)發(fā)送之前要建立一條邏輯連接，連接建立后，分組數(shù)據(jù)將在這條邏輯連接上傳輸。,2.5,差錯控制編碼,本節(jié)要點(diǎn),奇偶校驗(yàn)碼,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼,奇偶校驗(yàn)碼,垂直奇偶校驗(yàn),水平奇偶校驗(yàn),1,2,數(shù)字05的垂直奇校驗(yàn)編碼,數(shù)字,0,5,的水平奇校驗(yàn)碼,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼,碼多項(xiàng)式和模2運(yùn)算,循環(huán)冗余校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法,常見的生成多項(xiàng)式,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼,碼多項(xiàng)式和模,2,運(yùn)算,01,02,碼多項(xiàng)式,模,2,運(yùn)算,運(yùn)算時，首先需要將二進(jìn)制位串,B,中的各位數(shù)值,b0,，,b1,，,b2,，,，,bm,看作一個,m,階多項(xiàng)式的系數(shù)，然后將此系數(shù)構(gòu)成的多項(xiàng)式,M(x,),稱為該二進(jìn)制位串的碼多項(xiàng)式,M(X),，其形式如下：,M(X),b0Xm+b1Xm-1+bm-2X2+bm-1X1+,bm,X0,多項(xiàng)式進(jìn)行模,2,運(yùn)算時，加減法運(yùn)算以,2,為模，加減時不進(jìn)位、不錯位，這如同邏輯運(yùn)算的異或運(yùn)算。,循環(huán)冗余校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法,確定多項(xiàng)式,進(jìn)行CRC編碼,獲取原始數(shù)據(jù),確定一個生成多項(xiàng)式G(X)，如G(X)=X4+X2+X，其各項(xiàng)系數(shù)為10110。,在接收方一端，將接收到的二進(jìn)制位串10110110110進(jìn)行檢測，從中獲得原始數(shù)據(jù),。,在發(fā)送數(shù)據(jù)的一方，將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC編碼,。,常見的生成多項(xiàng)式,生成多項(xiàng)式作用非常重要，目前國際上推薦使用的生成多項(xiàng)式有如下幾個：,CRCl2,X12+X11+X3+X2+X+1,CRC16,X16+X15+X2+1,CRCCCITT,X16+X12+X5+1,CRC32=X32+X26+X23+X22+X16+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1,練習(xí),數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由哪些部分構(gòu)成，請簡要說明。,數(shù)據(jù)通信主要有哪些技術(shù)指標(biāo)？其各自的含義是什么？,什么是數(shù)據(jù)編碼技術(shù)？,其,數(shù)字信號編碼有哪些方式？,什么是串行傳輸？其數(shù)據(jù)線有哪幾種類型？,什么是異步傳輸？它和同步傳輸有何不同？,總結(jié)：需注意的內(nèi)容,1,2,在數(shù)字通信中，一般使用比特率和誤碼率來分別描述數(shù)據(jù)信號傳輸速率的大小和傳輸質(zhì)量的好壞等；在模擬通信中，我們常使用帶寬和波特率來描述通信信道傳輸能力和數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率。,對于數(shù)字編碼，最新的編碼技術(shù)包括脈沖編碼調(diào)、預(yù)測編碼、變換編碼、統(tǒng)計(jì)編碼、混合編碼和脈沖編碼調(diào)制這幾種。,3,對于差錯編碼，則有基于網(wǎng)格的軟判決譯碼算法、Turbo編碼、低密度奇偶校驗(yàn)碼、網(wǎng)格編碼調(diào)制和分組編碼調(diào)制等最新的技術(shù)需要了解。,