《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》PPT電子課件第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

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1、第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2022年1月8日星期六1數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)與調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)與調(diào)制解調(diào)2022年1月8日星期六2數(shù)據(jù)傳輸同步方式數(shù)據(jù)傳輸同步方式多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù) 3u1)基本概念u數(shù)據(jù)、信號(hào)、信號(hào)帶寬；u數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)u信道、碼元、數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)幀、數(shù)據(jù)傳輸速率、出錯(cuò)率 4 5 6l抗干擾能力強(qiáng)l可靠性高（利用差錯(cuò)控制技術(shù)）l信息安全度高（容易加密）l可傳遞各種信息，靈活適用l方便計(jì)算機(jī)處理 7u異步傳輸方式u同步傳輸方式 l面向字符的l面向比特的 8u通信系統(tǒng)的四種數(shù)據(jù)

2、變換l模擬數(shù)據(jù)/模擬信道，可直接傳輸l數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)/模擬信道，需要變換。l模擬數(shù)據(jù)/數(shù)字信道，需要變換。l數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)/數(shù)字信道，可直接傳輸u生成兩種傳輸方式（詳見(jiàn)下頁(yè)） 9u1）基帶傳輸系統(tǒng)l數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)姆绞絬2）寬帶傳輸系統(tǒng)l數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換為模擬信號(hào)的方式 10 11u不歸零編碼（NRZ ）u曼徹斯特編碼 12u正、負(fù)電平分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)字的1，0，脈沖波形的有、無(wú)或正、負(fù)都占據(jù)一碼元的全部時(shí)間（因此，不歸零碼又稱(chēng)為全寬碼），電脈沖之間無(wú)間隔，當(dāng)連續(xù)發(fā)送“0”碼或連續(xù)發(fā)送“1”碼時(shí)不易識(shí)別 13 14u曼徹斯特編碼是將每一位碼元分成兩個(gè)相等的間隔，每一位的中間有一個(gè)跳變，從高電平跳變

3、到低電平表示0，從低電平跳變到高電平表示1。中間的跳變可作為時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，這樣有利于接收端提取同步信號(hào)。 15 16 17u幅移鍵控法（ASK）u頻移鍵控法（FSK）u相移鍵控法（PSK） 18u在幅移鍵控（ASK）方式下，用載波頻率的兩個(gè)不同的振幅來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值。即用振幅恒定載波的存在來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)字“1”，而用振幅為0來(lái)表示另一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字“0”。幅移鍵控方式技術(shù)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，但卻易受干擾影響，因此，是一種效率相當(dāng)?shù)偷恼{(diào)制技術(shù)。 19u在頻移鍵控（FSK）方式下，用載波頻率附近的兩個(gè)不同頻率來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值。這種方案比起幅移鍵控方式來(lái)，不容易受干擾的影響。這種方式一般用于高頻

4、（330兆）的無(wú)線(xiàn)電傳輸，它甚至也能用于較高頻率使用同軸電纜的局部網(wǎng)絡(luò)，是目前較常見(jiàn)的調(diào)制方法之一。 20u在相移鍵控（PSK）方式下，利用載波信號(hào)的相位移動(dòng)來(lái)表示數(shù)據(jù)，也可以使用多于兩相的位移。相移鍵控技術(shù)有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且比頻移鍵控方式更有效。 21 22u多路復(fù)用技術(shù)是一種將兩個(gè)或多個(gè)彼此相互獨(dú)立的信號(hào)合并為一個(gè)復(fù)合信號(hào)，在一條公用信道上進(jìn)行傳輸?shù)姆椒ā?23u只需一條通信線(xiàn)路，所需的傳輸介質(zhì)較少，且傳輸介質(zhì)的容量可以得到充分利用。u由于節(jié)省了不必要的傳輸線(xiàn)路投資，大大地降低了設(shè)備費(fèi)用。u多路復(fù)用系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)是透明的，提高了通信系統(tǒng)的工作效率。 24u頻分多路復(fù)用技術(shù)u時(shí)分多路復(fù)用技

5、術(shù)u波分多路復(fù)用技術(shù)u碼分多路復(fù)用技術(shù) 25 26 27 28u 碼分多路復(fù)用技術(shù)CDMA也稱(chēng)為碼分多址技術(shù)，CDMA基于碼型分割信道，每一個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)地址碼，這些地址碼碼型互不重疊，以區(qū)分每個(gè)用戶(hù)。所有用戶(hù)共享信道的頻率和時(shí)間資源。 29u通常從兩方面入手：u1）改善通信系統(tǒng)的物理信道性能的方法u2）運(yùn)用差錯(cuò)控制方法 30u盡量選擇質(zhì)量好的傳輸線(xiàn)路，采取有效的屏蔽措施，以改善其電氣性能和傳輸特性；u適當(dāng)增大發(fā)送信號(hào)的功率；u選擇抗干擾性強(qiáng)的調(diào)制解調(diào)方案；u匹配濾波接收，最大限度地抑制隨機(jī)干擾。 31u差錯(cuò)控制概述 u常見(jiàn)的幾種差錯(cuò)控制編碼 32u產(chǎn)生差錯(cuò)的原因l突發(fā)干擾l隨機(jī)干擾l混合干擾

6、 u差錯(cuò)控制方法 l前向糾錯(cuò)l檢錯(cuò)重發(fā) l混合差錯(cuò)控制 l反饋檢驗(yàn) 331.奇偶校驗(yàn)碼 2.循環(huán)冗余碼 34u奇偶校驗(yàn)碼是一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)碼，其編碼原理是通過(guò)增加冗余位使字符中“1”的個(gè)數(shù)保持為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或者偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。u奇偶校驗(yàn)碼分為垂直奇偶校驗(yàn)碼、水平奇偶校驗(yàn)碼、水平垂直奇偶校驗(yàn)碼等 35 給定K(x)和G(x)求其（n，k）循環(huán)冗余碼的過(guò)程可歸納為以下三個(gè)步驟： 用x n-k乘以K(x)。 用x n-kK(x)除G(x)得到余式R(x)。 將多項(xiàng)式R(x)對(duì)應(yīng)的（n-k）位冗余位rn-k-1r n-k-2r1r0附加在信息位后面，則編碼器輸出的碼多項(xiàng)式為x n-kK(x)+ R(x

7、)。 36u網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)是指在任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的某種轉(zhuǎn)換方式實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)之間連接的技術(shù)。 37 38u在數(shù)據(jù)傳輸之前，首先由源系統(tǒng)發(fā)出連接請(qǐng)求，在源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)之間建立起一個(gè)專(zhuān)用的物理通路，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸期間，源系統(tǒng)和目的系統(tǒng)始終占用這個(gè)物理通路，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束，才釋放該通路。當(dāng)兩個(gè)相鄰結(jié)點(diǎn)間的通信容量很大時(shí)，可在兩結(jié)點(diǎn)間同時(shí)存在多個(gè)物理鏈路。線(xiàn)路交換通常包括線(xiàn)路建立、數(shù)據(jù)傳輸、線(xiàn)路拆除三個(gè)階段 39u存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換的原理是在交換設(shè)備的控制下，使輸入信息先存入緩沖存儲(chǔ)器，并相應(yīng)進(jìn)行一些必要的處理，待指定輸出線(xiàn)路有空閑時(shí)，再把這段信息轉(zhuǎn)發(fā)出

8、去。u存儲(chǔ)交換分為:l報(bào)文交換l分組交換。 40u報(bào)文交換方式以一個(gè)完整的報(bào)文為單位，一次傳送一個(gè)報(bào)文u在報(bào)文交換過(guò)程中，每個(gè)交換結(jié)點(diǎn)獨(dú)立地為每個(gè)報(bào)文進(jìn)行路由選擇，并傳輸給下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的系統(tǒng)。u特點(diǎn)：u各條信息通路的數(shù)據(jù)傳輸速率可以不相同，因而兩端系統(tǒng)也可工作于不同的速率。u差錯(cuò)控制由各條信息通路負(fù)責(zé)，簡(jiǎn)化了兩端系統(tǒng)的設(shè)備。u任何時(shí)刻一個(gè)報(bào)文只占用一條信息通路資源，而不是信道上所有通路資源，提高了傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)資源的可共享性。 41u分組交換實(shí)質(zhì)和工作機(jī)理與報(bào)文交換技術(shù)完全相同，不同之處是參與交換的數(shù)據(jù)單元及其長(zhǎng)度不同。u分組交換的數(shù)據(jù)單元是分組，是將一個(gè)報(bào)文分成若干個(gè)較短的報(bào)文分組，每個(gè)報(bào)文分組的長(zhǎng)度相同。u分組交換還可分為數(shù)據(jù)報(bào)分組交換和虛電路分組交換兩種方式。 422022年1月8日星期六43數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)通信概述數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)與調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)與調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)傳輸同步方式數(shù)據(jù)傳輸同步方式多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)u教師根據(jù)實(shí)際情況講解本章內(nèi)容2022年1月8日星期六44謝謝 謝！謝！2022年1月8日星期六45