数据通信基础教学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信息信息（Information）是客观事物属性和相互联络特征表征，它反应了客观事物存在形式和运动状态。比如事物运动状态、结构、温度、性能等都是信息不一样表现形式。信息能够以文字、声文字、声音、音、图图形、形、图图像像等各种不一样形式存在。2.1数据通信基本概念 第1页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据 信息能够用数字形式来表示，数字化信息称为数据。数据能够分为模模拟拟数据和数字数字数据两种。模拟数据：在时间和幅值取值上都是连续改变,比如声音、语音、视频和动画片等。模拟数据通惯用传感器搜集。数字数据：在时间上是离散,在幅值上是经过量话,它普通是由0、1组成二进制代码组成数字序列。第2页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。3 3、信号、信号信号是数据详细物理表现形式，它含有确定物理描述,如电信号、光信号或磁场强度等。信号分为数字信号和模拟信号两种。图 2-2 模拟信号与数字信号波形ty（a）连续模拟信号ty（b）离散数字信号 模拟信号：是一个连续改变电脉冲序列，比如电话语音信号、电视信号等，它是随时间改变函数曲线，如图2-2（a）所表示。数字信号：是离散不连续电信号,通惯用“高”和“低”电平脉冲序列组成编码来表示数据,如图2-2(b)所表示。第3页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信道信道是传送信号一条通道，能够分为物理信道和逻辑信道。物理信道物理信道是指用来传送信号或数据物理通路，由传输介质及其从属设备组成。逻辑信道信道而是在物理信道基础上，由节点设备内部连接来实现。第4页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。举例：物理信道：高速公路逻辑信道：各种运输车队，能够按时分在高速公路上跑，就是A车队跑一趟，然后换B车队跑一趟，也能够按频分跑，就是高速公路有4车道，那就能够跑4个车队。物理信道是真实存在，传送实际信息，不论上层跑什么车队。逻辑信道是人为定义，但最终都要在物理信道上传送第5页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。使用权限：专业信道和共用信道使用权限：专业信道和共用信道传输介质：有线信道和无线信道传输介质：有线信道和无线信道传输信号种类：模拟信道和数字信道传输信号种类：模拟信道和数字信道第6页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信道容量信道最大传输速率是与信道带宽有直接联络。信道容量用来表征一个信道传输信息最大能力，通惯用信息来表示。第7页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。香农公式-带噪信道容量公式：C=Blog2(1+S/N)(bps)B为信道带宽（Hz）S为信号功率N为噪声功率，S/N为信噪比，通常把信噪比表示成第8页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。码元码元 码字码字所谓“码元”，或称为“码位码位”，是对计算机网络传送二进制数字中每一位通称。是组成信息编码最小单位。而由若干个码元序列表示由若干个码元序列表示数据单元代码通常称为“码字码字”。比如，二进制数字1000001是由7个码元组成序列，能够视为一个码字。在7位ASCII码中，这个码字表示字母A。第9页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据通信系统基本结构数据通信系统基本结构 任何一个通信系统都能够看作是由发送设备、传输信道和接收设备三大部分组成。我们把产生和发送信息一端称为信源，把接收信息一端称为信宿，把信源传送到信宿通信线路称为信道。在实际通信系统中，难免受到外界电磁波等噪音源干扰影响。所以，数据通信系统基本结构如图2-3所表示。图 2-3 通信系统基本结构数据+噪音噪音源信 源信 道信 宿第10页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据通信系统主要技术指标数据通信系统主要技术指标比特率比特率是一个数字信号传输速率数字信号传输速率。是指每秒传送二进制代码有效位数（比特数(bit)）。单位为bps(BitPerSecond)，比特率越高，传送数据速度越快。波特率（码元速率）波特率（码元速率）是一个调制速率，也称波形速率。在数据传输过程中，线路上每秒载波调制状态改变次数就是波特率，其单位是波特（Baud）第11页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。比特率是测量每秒可传输数据比特位(0和1)数量单位。比如，每秒2,400位比特率是指每一秒钟传输了2,400个1和0。波特率表示每秒钟一个信号(从0变为1或从1变为0)或符号(连接电压、频率或相位)在信道中改变状态或发生改变次数。比如，2,400波特率是指该通道每秒钟最多改变状态2,400次。在这个例子中，波特率和比特率是相同数值：2,400bps，1比特率等于1波特率。第12页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。误码率误码率指信息传输错误率，也称错误率。是在正常工作情况下，衡量传输可靠性指标。误码率=传输中误码/所传输总码数*100%。Pe=Ne/N。吞吐量吞吐量单位时间内整个网络能够处理信息总量单位时间内整个网络能够处理信息总量。单位是字节字节/秒或位秒或位/秒秒。在单信道总线型网络中：吞吐量=信道容量*传输效率。数据通信系统主要技术指标数据通信系统主要技术指标第13页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信道传输延迟信道传输延迟信号在信道中传输，从信源端抵达信宿端需要一定时间，这个时间称为传输延迟（或时延）或时延）。这个时间与信源端和信宿端距离相关，也与详细信道中信号传输速度相关。数据通信系统主要技术指标数据通信系统主要技术指标第14页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信道带宽：信道带宽：是指信道所能传送信号频率宽度，它值为信道上可传送信号最高频率与最最高频率与最低频率之差。低频率之差。带宽越大，所能到达传输速率就越大。第15页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据传输率数据传输率（S）是指单位时间内信道内传输信息量。其定义是：通信线路(或系统)单位时间(每秒)内传输字符个数；或者单位时间(每秒)内传输码组(字块)数或比特数。其单位是字符/秒；或者码组/秒、比特/秒(可见，当数据传输率用数据传输率用“bit/s”作单位时，即等于比特率作单位时，即等于比特率)。普通来说，数据传输率高低由传输每1位数据所占时间决定，传输每1位数据所占时间越小，则速率越高。第16页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。B与S关系：S=Blog2N(b/s)N:调制电平数B：数字信号脉冲数率，即波特率第17页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。作业：随堂练P121,2,4,8,10第18页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据传输方式数据传输方式一、数据通信系统模型1、数据通信系统普通结构模型，它是由数据终端设备（DTE）、数据线路端接设备（DCE）和通信线路等组成。第19页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。通信系统模型通信系统模型2、通信系统模型、通信系统模型通信系统组成三要素：信源、信宿和信道通信系统组成三要素：信源、信宿和信道第20页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据线路通信方式数据线路通信方式依据数据信息在传输线上传送方向，数据通信方式有：单工通信、半双工通信、双工通信。第21页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。发送端接收端发送端接收端一、单工：在通信线路上，数据只可按一个固定方向传送而不能进行相反方向传送通信方式，称为单工通信。数据信道第22页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。发送端发送端接收端接收端信道半双工通信方式：数据能够双向传输，但不能同时进行，采取分时间段传输，在任一时刻只允许在一个方向上传输主信息，这种通信方式称为半双工通信。数据发送端接收端发送端接收端第23页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。发送端接收端接收端发送端发送端发送端全双工通信方式：可同时双向传输数据通信方式称为全双工通信。数据接收端接收端数据第24页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。10/10/计算机网络技术25串行和并行通信串行和并行通信按照通信中字节使用信道数，数据通信方式可分为串行通信和并行通信：1、串行通信 串行传输是组成二进制代码在一条信道上以位（码 元）为单位，按时间次序逐位传输方式。按位发送，逐位接收，同时还要确认字符，所以要采取同时办法。串行通信优点是收、发双方只需要一条传输信道，易于实现，成本低，但速度比较低。第25页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。10/10/计算机网络技术26串行和并行通信串行和并行通信串行通信：第26页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。10/10/计算机网络技术27串行和并行通信串行和并行通信2、并行通信：是组成字符二进制代码在并行信道上同时传输方式。比如，8单位代码字符要用8条信道并行同时传输，一次传一个字符，收、发双方不存在同时问题。并行通信优点是速度快，但发端与收端之间有若干条线路，造成费用高，仅适合于近距离和高速率通信。第27页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。10/10/计算机网络技术28串行和并行通信串行和并行通信并行通信：第28页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据数据传输方式方式 数据传输方式依其数据在传输线原样不变地传输还是调制变样后再传输，可分为基带传输、频带传输和宽带传输等方式。第29页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输1基带传输基基带（Baseband）是指调制前原始电信号占用频带，是原始电信号固有基本频带。基基带信号信号是未未经载波波调制制信号。由“0”和“1”组成数字信号又称为“数字基带信号”。基基带传输在信道中直接信道中直接传输基基带信号信号时，称为基带传输。基带传输信号既能够是模拟信号，也能够是数字信号，详细类型由信源决定。第30页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1基带传输基带传输是一个最基本数据传输方式，普通用在较近距离数据通信中。在计算机局域网中，主要就是采取这种传输方式。比如计算机网络中信号就是基带传输。基带传输普通用较近距离数据通信中。基带传输、频带传输和宽带传输第31页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输2频带传输利用模模拟信道信道实现数字信号数字信号传输方法，称为“频带传输”。将数字信号调制成模拟信号后在发送和传输，抵达接收端时，再把模拟信号解调为原来数字信号。调制解调器：调制解调器是一个计算机硬件，它能把计算机数字信号翻译成可沿普通电话线传送模拟信号，而这些模拟信号又可被线路另一端另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂语言。这一简单过程完成了两台计算机间通信。我们现有电话、模拟电视信号等，都是属于频带传输第32页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输3.频带传输与基带传输不一样：基带传输中，基带信号占有信道全部带宽；频带传输中，模拟信号通常由某个频率或某几个频率组成，占用一个固有频带(高频)，即整个频道一部分。采取多路复用技术，提升了信道利用率。频带传输波形比较单一，因为在频带传输中只需要用不一样幅度或不一样频率表示0、1两个电平。第33页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输4宽带传输宽带是指带宽比声频更宽频带。利用宽带进行传输称为宽带传输。宽带传输能够在传输介质上使用频分多路复用技术。因为数字信号频带很宽，不便于在宽带网中直接传输，通常将其转化成模拟信号后再在宽带网中传输。宽带传输信道容量大，传输距离远，基带传输速率快，距离近第34页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输4宽带传输计算机局域网中采取数据传输系统有基带传输和宽带传输两种方式，它们主要区分在于传输速率不一样。一个宽带信道能被划分为许多个逻辑信道，从而能够将各种声音、图像和数据信息传输综合在同一个物理信道上进行。第35页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.3.1基带传输、频带传输和宽带传输4宽带传输普通说，宽带传输与基带传输相比有以下优点：能在一个信道中传输声音、图像和数据信息，使系统含有各种用途；一条宽带信道能划分为多条逻辑基带信道，实现多路复用，所以信道容量大大增加；宽带传输距离比基带远，因为基带传输直接传送数字信号，传输速率越高，能够传输距离越短。第36页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。练习：1、数据线路通信方式有（）、（）、（）2、数据传输方式可分为（）（）（）等。第37页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。数据交换技术nQuestion ：为何要采取数据交换技术 n一个拥有众多用户通信网不可能采取两两之间连接全互联方式，必须采取交换设备n为降低通信线路造价，大型网络主要采取部分连接拓扑结构。n两个端节点之间通信连接普通都要经过中间节点转接，中间节点要在它所连接几条线路中选择一条进行接续。n交换网络有多条信道供多个终端共用，网络交换设备能够按照终端需要分配信道并将它们连接起来。本任务主要学习电路交换、存放转发交换和高速交换技术。第38页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。电路交换电路交换普通定义：交换机负责在两个通信站点之间建立一条物理固定传输通路，直到通信完成后再拆除。通信三个阶段：建立连接-通信-释放连接特点：数据传输前需要先建立一条暂时端到端通道，通信双方在通信过程中自始自终占用自始自终占用该条链路。应用：服务质量要求较高-电话网，实时数据-音频、视频第39页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.电路交换把“建立连接-通信-释放连接”三个步骤连网方式称为面向连接。电路交换必定是面向连接。例：两部电话机通信只需要用一对电线就能够相互连接起来。电路交换第40页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1电路交换通信过程三个阶段:u电路建立阶段u数据传输阶段u电路释放阶段电路交换第41页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.电路交换呼叫应答呼叫请求报文 应答释放请求释放应答电路建立数据传输电路释放节点A节点B节点C节点D电路交换第42页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.4.3数据交换技术（1）电路交换优点：信息传输时延短信息传输效率高对用户提供“透明”传输通路适合传输信息量大，通信对象比较确定用户电路交换第43页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（2）电路交换缺点：线路利用率较低。通信双方必须同时工作电路交换第44页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.存放转发交换在交换过程中，交换设备将接收到报文先存放，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目标地。这种数据传输技术称为存放-转发。过程：信息从数据源到目标地普通要经过多级转发，中间经过每个交换机（路由器）都有一个缓冲区，在交换机进行转发时，先把信息存放到数据缓冲区，等到线路空闲时，将信息传输出去。特点：可靠性高，不需要一条专用通路，提升了信道利用率。方式：报文交换和分组交换存放转发交换第45页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.存放转发交换（1）报文交换以报文为单位发送信息。整个报文作为一个整体一起发送。报文就是计算机一次性要发送数据块，其长度不限且可变。报文包含三部分内容：报头、报文正文和报尾。报头由源地址、目标地址及控制信息组成报尾普通是校验信息。存放转发交换第46页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。2.存放转发交换（1）报文交换报文交换过程发送端接收端存放转发交换第47页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（1）报文交换A、B、C、D表示交换设备ABCD报文排队延迟存放转发交换第48页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（1）报文交换优点：线路利用率与电路交换相比较高缺点：1）大报文造成存放转发延时过长；2）犯错后整个报文全部重发。现在已经极少使用更加好技术取代存放转发交换第49页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（2）分组交换过程a.在发送端，先把较长报文划分成较短、固定长度数据段，每个部分称为一个分组；b.每个分组前面加一个分组头，由交换机依据目标地址转发至目标地，这个过程称为分组交换。c.接收端收到全部分组后，还原得到报文分组交换也称为包交换进行分组交换通信网络称为分组交换网。存放转发交换第50页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。分组交换主要特点分组交换则采取存放转发技术。在发送端，先把较长报文划分成较短、固定长度数据段。报文报文1101000110101010110101011100010011010010假定这个报文较长假定这个报文较长不便于传输不便于传输第51页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。添加首部组成份组每一个数据段前面添加上首部组成份组(packet)。数数 据据数数 据据数数 据据报文报文首部首部首部首部首部首部分组分组 1分组分组 2分组分组 3请注意：现在左边是请注意：现在左边是“前面前面”第52页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。分组交换传输单元分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。数数 据据首部首部分组分组 1数数 据据首部首部分组分组 2数数 据据首部首部分组分组 3以分组为基本单位在网络中传送以分组为基本单位在网络中传送第53页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。分组首部主要性每一个分组首部都含有地址（诸如目标地址和源地址）等控制信息。分组交换网中结点交换机依据收到分组首部中地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。每个分组在互联网中独立地选择传输路径。用这么存放转发方式，最终分组就能抵达最终目标地。第54页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。收到分组后剥去首部接收端收到分组后剥去首部还原成报文。数数 据据首部首部分组分组 1数数 据据首部首部分组分组 2数数 据据首部首部分组分组 3收到数据收到数据第55页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。最终还原成原来报文最终，在接收端把收到数据恢复成为原来报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。数数 据据数数 据据数数 据据报文报文1101000110101010110101011100010011010010第56页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（2）分组交换特点：特点：1）存放量要求较小，能够用内存来缓冲分组速度快；2）转发延时小适合用于交互式通信；3）某个分组犯错仅重发该分组效率高；4）分组可经过数据报方式或虚电路方式交换；5）有强大纠错机制、流量控制和路由选择功效。2存放转发交换第57页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（2）分组交换两种方式：数据报方式虚电路方式数据报方式：每个分组包含源地址和目标地址，各个分组依据目标地址独立抵达目标地。同一个报文不一样分组可能沿着不一样路径抵达目标地，每个分组又称为数据报。数据报会出现乱序、丢失、重复问题2存放转发交换第58页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（2）分组交换虚电路方式：虚电路就是通信双方在开始互相发送和接收数据之前，需要在网络上先建立一条逻辑链路，用户数据按照顺序沿逻辑链路到达目地。过程：包括虚电路建立、数据传输和虚电路拆除三个阶段。报文分组不必带目地址、源地址等辅助信息，只需携带虚电路标识号。同一条物理线路上可以建立多条虚电路2存放转发交换第59页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。报文报文报文A B C D 报文交换电路交换A B C D报文P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4虚电路P2P1A B C DP1P2P3P4P1P2P3P4P3P4分组交换P2P1A B C D连接建立连接释放数据传送几个交换比较第60页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。分组交换与报文交换比较（1）分组交换比报文交换降低了时间延时。（2）分组交换把数据最大长度限制在较小范围内，每个节点所需要存放量降低，有利于提升节点存放资源利用率。（3）分组交换易于重新开始新传输。可让紧急报文快速发送出去，不会遭到传输优先级较低报文堵塞。第61页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信元交换技术信元交换是一个高速分组交换方式。在信元交换中，信元为基本单位。信元是一个极短固定长度信息交换单元，每个信元长为53字节，分为信元头和信息域两部分。信元头占5个字节，包含信元标识等信息；信息域占48个字节，承载用户数据。第62页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信元交换技术信元交换报文包含信令和一个或多个信元。信令是控制命令，用于建立和释放逻辑连接，信元标识用来识别信息传输路径。由此可见，信元交换方式融合了电路交换高速率和分组交换高效率特点。在信元交换过程中，各路信元存放在缓冲区中，列队等候待发，待空信元到来时，则将信元插入到空信元中发送出去。第63页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信元交换技术ATM（异步传输方式）是信元交换实际应用标准，它是当前发展最快网络技术。传输介质使用光缆或双绞线，其传输速率已到达155Mbps和622Mbps,并向2Gbps进军。ATM采取是面向连接高速交换和多路复用技术，能确保网络带宽不随用户数增加而下降，而且每个用户可享用专用带宽并可依据用户需求改变来调整用户带宽。ATM有3层结构：物理层，ATM层和ATM自适应层。第64页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。信元交换技术ATM特点是支持复杂多媒体应用；相对传统LAN拥有可靠服务质量；良好伸缩性；提升生产率；改进现有应用性能；为用户网络提供带宽；保护用户投资；高频宽；低延时；节约费用。ATM是一个广域网主干线很好选择。第65页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。四种交换技术优缺点：电路交路交换：优点：实时性好，通信效率高；缺点：线路利用率低，不能连接不一样类型线路组成链路，通信双方要同时工作。报文交文交换：优点：线路利用率高；双方无须同时工作；可同时向多个目标地发送同一报文；可在网络上实现报文差错控制和纠错处理；能进行速度和代码转换。缺点：网络延时较长，不宜实时通信和交互式场所第66页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。四种交换技术优缺点：数据数据报：优点：对于短报文数据，通信传输率较高，对网络故障适应能力强缺点：传输延时较大，时延离散度大虚虚电路：路：优点：对于数据量较大通信传输率高，分组传输延时短，且不易产生数据分组丢失。缺点：对网络依赖性较大。第67页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4种交换技术比较：1、对于交互式通信来说，报文交换是不适当。2、对于较轻间歇式负载来说，电路交换是适当，因为能够经过电话拨号线路来使用公用电话系统。3、对于两个站之间很重和连续负载来说，使用租用电路交换线是最适当。4、当有一批中等数量数据必须交换到大量数据设备时，宁可用分组交换方法，这种技术线路利用率是最高。第68页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。4种交换技术比较：5、数据报分组交换适合用于短报文和含有灵活性报文。6、虚电路分组交换适合用于大批量数据交换和减轻各站处理负担。7、信元交换适合用于对带宽要求高和对服务质量要求高应用。第69页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。练习题：一、选择题1、电子邮件采取交换方式是（）A.电路交换B.报文交换C.数据报D.虚电路2、报文交换不适合于（）A.电子邮件B.间隙性负载C.交互式通信D.少许数据3、以下交换技术中，不属于存放交换技术是（）A.电路交换B.数据报C.虚电路D.报文交换4、以下交换方式中（）传输延时最小A.报文交换B.电路交换C.虚电路D.数据报交换二、填空题1、假如按照数据交换方式进行分类，电话系统信息交换方式属于_.2、普通来讲，存放转发方式包含报文交换和_.3、在数据传输中，普通要建立连接是_交换方式.BCAB电路交换分组交换电路第70页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。知识拓展：高速交换技术异步传输模式ATMp是一个比帧中继传输速率更高快速分组交换方式。pATM传输单位为信元（Cell），又称信元交换。p信元是一个较短数据分组，其长度固定为53个字节。p采取时分多路复用技术。p无须在数据链路层进行差错控制和流量控制。第71页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。多路复用技多路复用技术多路复用技多路复用技术多路：多条互不相干信号通道多路：多条互不相干信号通道复用：合在一起使用复用：合在一起使用多路复用：在一条信道上建立多条物理信道多路复用：在一条信道上建立多条物理信道多路复用技多路复用技术：怎：怎样利用利用传输介介质，在一条物理，在一条物理线路上路上建立多条物理信道技建立多条物理信道技术。第72页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。在数据通信或计算机网络系统中，传输介质带宽或容量往往超出传输单一信号需求，为了有效地利用通信线路，希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓多路复用技术。采取多路复用技术能把多个信号组合在一条物理信道上进行传输，其方法是在发送端将若干个彼此无关信号合并为一个能在一条共用信道上传输复合信号，在信号接收端还能将复合信号分离出与原来一样若干个彼此无关信号来。多路复用技术原理以下列图 所表示，由多路复用器合并N个输入通道信号(N取决于所用传输介质限制原因）组成一路复合信号,经传输速率较高线路传输后,由多路译码器将复合信号按通道号再分离出来，然后把它们送到对应输出端。多路复用技术多路复用技术第73页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。配置多路复用线路有许各种不一样方法，多路复用器类型也各异，惯用多路复用技术有时分多路复用(TDM）、频分多路复用（FDM）和波分多路复用（WDM）等。图 多路复用技术原理第74页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1 1 时分多路复用时分多路复用所谓时分多路复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片（时隙）轮番分配给多个信号使用每一时间片由要复用一个信号占用，一个信号时间片用完后，信道再分配给下一个信号。这么利用每个信号在时间上交叉，就能够在一条物理信道上传输多个数字信号了。如图3所表示。第75页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。图3 时分多路复用示意图第76页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。时分多路复用技术特点 当物理信道可支持位当物理信道可支持位传输传输速率足速率足够够快快时时，能，能够够将信道将信道传输时间传输时间划分成若干划分成若干时时隙，并将各隙，并将各时时隙隙轮轮番地分配番地分配给给各路信号，使若干各路信号，使若干路信号适用路信号适用单单一通信媒体，一通信媒体，时间时间域上互不重合。域上互不重合。任一瞬任一瞬间间只有一路信号占用只有一路信号占用线线路，但每个信号都占用整个路，但每个信号都占用整个频带频带。多路信号多路信号分分时时地在信道内地在信道内传传送。送。时时分多路复用技分多路复用技术术既可用于基既可用于基带带局域网，也可用于局域网，也可用于宽带宽带网网络络。77第77页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。时分多路复用技术分类 同同时时时时分多路复用分多路复用：分配分配给给每个数据源每个数据源时间时间片是固定，各个数据源片是固定，各个数据源时间时间片不可相片不可相互互转让转让。异步异步时时分多路复用分多路复用：允允许动态许动态地分配地分配时间时间片，各个数据源片，各个数据源时间时间片空片空闲时闲时能能够转让够转让。也称。也称为为统计时统计时分多分多路复用路复用。78第78页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。频分多路复用电路惯用于模拟信号传输，其工作原理是:按照频率划分信号方法，把传输频带分成若干个较窄频带,每个窄频带组成一个子通道，独立地传输信息。FDM将每一信息经调制变成不一样载波频率，各个信号都有自己带宽。2 2 频分多路复用频分多路复用第79页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。为了防止信号彼此干扰，各载波之间留有适当频率间距,各载波之间便不会有因信号相互重合而发生干扰现象产生.如图4所表示。图图4 4 频分多路复用示意图频分多路复用示意图 第80页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。频分多路复用技术特点频分多路复用使信道在同一时刻能同时独立传送多路信号，每路信号占用不一样频带；在线路上传输是各路信号经过调制后叠加在一起复合信号。频分多路复用技术适合用于宽带网络。81第81页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。波分多路复用是在光纤信道上使用频分多路复用一个变种，其基本原理是:利用波分多路复用设备将不一样信道信号调制成不一样波长光，并复用到光纤信道上。在接收方，采取波分设备分离不一样波长光。主要用于光纤通信。它是利用不一样波长光在一条光纤上同时传输多路信号。3 3 波分多路复用波分多路复用第82页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。如图5所表示,这是一个在光纤上取得WDM简单方法。在这种方法中，两根光纤连接到一个棱柱(或更可能是衍射光栅）上，每根光纤能量处于不一样波段。两束光经过棱柱或光栅,合成到一根共享光纤上，传送到远方目标地，随即再将它们分解开来。图5 波分多路复用第83页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。码分多路复用技术码分多路复用(CDMA，Code Division Multiplexing Access)是按照码型结构不一样来区分各路用户信号，也称为码分多址。每一个用户能够在一样时间使用一样频带进行通信。各用户使用经过特殊挑选不一样码型，所以彼此不会造成干扰。这种系统发送信号有很强抗干扰能力，其频谱类似于白噪声，不易被敌人发觉。可提升通信话音质量和数据传输可靠性，降低干扰对通信影响，增大通信系统容量(是使用GSM45倍)，降低手机平均发射功率等等。84第84页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。差错产生原因数据通信系统基本任务是高效率而无差错地传送数据。数据信号在通信线路中传输时，难免受到来自信道内部和外部干扰，从而引发信号失真，造成数据传输错误。传输犯错原因：一是内部原因（噪声脉冲、脉动噪声、衰减、延迟失真）二是外部原因（包含电磁干扰、太阳噪声、工作噪声）。噪声是影响数据传输质量主要原因。依据产生原因能够将噪声分为四类：热噪声、交调噪声、串音和脉冲噪声四类。第85页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。噪声类型热噪声是由带电粒子在导电介质中布朗运动引发，它存在于任何工作在绝对零度以上电路或系统中。热噪声属于高斯白噪声，其概率密度函数满足正态分布统计特征，同时它功率谱密度函数是均匀分布（常数）。热噪声特点是：时刻存在、不可排除、幅度较小、强度与频率无关，但频谱很宽，是一类随机噪声。第86页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。噪声类型交调噪声是一个附加频率干扰。因为通信系统非线性，将造成进入通信系统不一样频率信号在系统输出端产生这些频率之间差频信号或倍频信号及其组合，这就是交调噪声。对于交调噪声能够经过适当调制技术，人为地校正系统非线性部分得到赔偿。第87页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。噪声类型串音是一个通路信号在相邻另一个通路引发干扰现象。这是因为信号线路之间电磁感应引发有害耦合。为了消除线路之间有害耦合，能够将每一对线拧成一定扭绞节距线缆。第88页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。噪声类型脉冲噪声是因为电火花或其它原因造成突发振幅很大、连续时间比间隔时间短得多离散脉冲耦合到信号通路中干扰。脉冲噪声也称为冲击噪声，它将引发一连串数据比特犯错，它是数据传输差错主要根源。脉冲噪声产生干扰极难消除，只能采取差错控制方法来实现可靠传输。第89页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（3）差错类型随机差错指数据单元中单比特差错。它通常由传输信道热噪声引发。突发差错指数据单元中两个或两个以上比特发生成串密集性差错，第一个错误比特到最终一个错误比特之间位数称为突发长度。冲击噪声连续时间通常大于数据传输中每比特发送时间，因而会引发相邻多个数据位犯错，从而造成突发差错。第90页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。（4）怎样处理传输差错问题1.提升物理信道质量，尽可能防止和降低差错：采取电缆屏蔽办法和适当调制解调方法设置中继设备对信号进行整理再生和放大加大发射功率，降低接收设备本身噪声，以提升信噪比2.提升数据健壮性，有效地进行检错和纠错：采取信道编码技术，为数据信息增加冗余编码，形成抗干扰编码，使接收方能进行检错或纠错配适当当差错控制方法进行检错或纠错。第91页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。1.奇偶校验码编码规则在发送数据块后附加一位校验位，该位取值由原数据块中“1”个数之和决定。偶校验:把数据信息中“1”个数凑成偶数，奇校验:把数据信息中“1”个数凑成奇数。比如，传输数据“1011000”，偶校验时，校验位1，码字是“10110001”；奇校验时，校验位0，变为“10110000”。缺点：校验能力很低，它只能检出“1”有奇数个错误，不能确定是几个奇数错误，优点：其设备简单，轻易实现。第92页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。已知字符TASCII码值十进制数表示为84，假如将最高为设置为奇数校验，则字符MASCII码值设置奇校验位，他二进制表示为（A）A11001101B10101100C10110011D10001101第93页文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。循循环冗余冗余码校校验循环冗余校验（CRC）是一个数据传输检错功效，对数据进行多项式计算，并将得到结果附在帧后面，接收设备也执行类似算法，以确保数据传输正确性和完整性第94页