【正文】 碼和歸零碼 判 決 門 限（ 0 . 5 ）1 0 11 0 1 0 1（ a ） 單 極 性 全 寬 碼采 樣 時(shí) 間判 決 門 限（ 0 . 5 ）1 0 11 0 1 0 1（ b ） 單 極 性 歸 零 碼采 樣 時(shí) 間0011圖 210 單極性全寬碼和歸零碼 33 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 –雙極性全寬碼和歸零碼 –雙極性全寬碼是指在一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)，發(fā)正電流表示二進(jìn)制的 “ 1” ，發(fā)負(fù)電流表示二進(jìn)制的 “ 0” ，正向幅度與負(fù)向幅度相等。這種情況下的判決門限定為 0電平，在接收端對(duì)收到的每個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行判決，在取樣時(shí)刻，若該信號(hào)值在 0電平以下就判為 “ 0” 碼，在 0電平以上就判為 “ 1” 碼。 –雙極性歸零碼是在一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)，當(dāng)發(fā) “ 1” 時(shí)，發(fā)出正的窄脈沖；當(dāng)發(fā) “ 0” 時(shí)，發(fā)出負(fù)的窄脈沖。 34 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 –雙極性全寬碼和歸零碼 –二進(jìn)制序列 10110101的雙極性全寬碼和歸零碼。采樣時(shí)間是對(duì)準(zhǔn)脈沖的中心，判決門限為 0。 判 決 門 限（ 0 ）1 0 11 0 1 0 1（ a ） 雙 極 性 全 寬 碼采 樣 時(shí) 間判 決 門 限（ 0 ）1 0 11 0 1 0 1（ b ） 雙 極 性 歸 零 碼采 樣 時(shí) 間1 11 1圖 211雙極性全寬碼和歸零碼 35 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 –曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 –曼徹斯特編碼的編碼方法是將每一個(gè)碼元再分成兩個(gè)相等的間隔。當(dāng)發(fā) “ 0” 時(shí)，在間隔的中間時(shí)刻，從低電平變?yōu)楦唠娖剑划?dāng)發(fā) “ 1” 時(shí)，在間隔的中間時(shí)刻，從高電平變?yōu)榈碗娖?。這種編碼的特點(diǎn)就是在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)，都有一次電平的跳轉(zhuǎn)，對(duì)提取位同步信號(hào)非常有利。在以太網(wǎng)中采用的就是這種編碼技術(shù)。 36 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 –曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 –差分曼徹斯特編碼的編碼方法是在每一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)，無(wú)論發(fā) “ 0” 或發(fā) “ 1” ，在間隔的中間都有電平的跳轉(zhuǎn)。但發(fā) “ 0” 時(shí)，間隔開(kāi)始時(shí)刻有跳轉(zhuǎn)；當(dāng)發(fā) “ 1”時(shí)，間隔開(kāi)始時(shí)刻無(wú)跳轉(zhuǎn)。與曼徹斯特編碼的不同之處在于每位中間的跳轉(zhuǎn)作為同步時(shí)鐘信號(hào)，而取值是“ 0” 還是 “ 1” 則根據(jù)每一位的起始處有沒(méi)有變化來(lái)判斷。令牌環(huán)網(wǎng)中采用的就是這種編碼。 37 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 –曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 1 0 11 0 1 0 1曼 徹 斯 特 碼1 0 11 0 1 0 1差 分 曼 徹 斯 特 碼圖 212 曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 38 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 頻帶傳輸與模擬信號(hào)編碼 – 1． 頻帶傳輸 –頻帶傳輸就是先將基帶信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）進(jìn)行調(diào)制后變換成便于在模擬信道中傳輸?shù)?、具有較高頻率范圍的信號(hào)，這種信號(hào)稱為頻帶信號(hào)（也叫模擬信號(hào)），再將這種頻帶信號(hào)在信道中傳輸。在接收端再將該頻帶信號(hào)（模擬信號(hào)）通過(guò)解調(diào)還原成基帶信號(hào)（數(shù)字信號(hào)）。 –基帶信號(hào)和頻帶信號(hào)的變換是由調(diào)制解調(diào)技術(shù)完成的，完成調(diào)制、解調(diào)的設(shè)備叫做調(diào)制解調(diào)器。 –計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離通信通常都是采用頻帶傳輸。 39 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 –若要將基帶信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，要先將其變換為頻帶信號(hào)（模擬信號(hào)），再在模擬信道上傳輸，這個(gè)變換就是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)的編碼過(guò)程（即調(diào)制過(guò)程）。 –所謂調(diào)制就是進(jìn)行波形變換，是利用基帶信號(hào)對(duì)高頻震蕩載波的參量進(jìn)行修改。最常用的載波是正弦波，假若設(shè)振幅為 頻率為 f、 初相位為 φ ， 對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：u(t)＝ sin(ft+φ )。 通過(guò)對(duì)載波的振幅、頻率和初相位進(jìn)行修改，分別對(duì)應(yīng)了三種最基本的調(diào)制方法：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。 40 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 –調(diào)幅（ AM）： 載波的振幅隨基帶信號(hào)的變化而變化，如“ 0” 對(duì)應(yīng)于無(wú)載波輸出，即振幅為 0；而 “ 1” 對(duì)應(yīng)于有載波輸出，即振幅為 1，對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 數(shù) 1 數(shù) 0 u(t)＝ ??? ??0)sin( ft41 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 –調(diào)頻（ FM）： 載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)的變化而變化，如 “ 0” 對(duì)應(yīng)于頻率 f1， 而 “ 1” 對(duì)應(yīng)于頻率 f2， 對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 數(shù) 0 數(shù) 1 u(t)＝ ???????)sin()sin(21tftf42 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 –調(diào)相（ PM）： 載波的初相位隨基帶數(shù)字信號(hào)的變化而變化，如 “ 0” 對(duì)應(yīng)于相位 180176。，而 “ 1” 對(duì)應(yīng)于相位 0176。，對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 數(shù) 1 數(shù) 0 u(t)＝ ???????)180sin()0sin(ftft43 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 基 帶 數(shù) 字 信號(hào)1 0 11 0 1 0 1調(diào) 幅（ A M ）調(diào) 頻 （ F M ）調(diào) 相 （ P M ）圖 213 基帶脈沖基三種調(diào)制波形 44 多路復(fù)用技術(shù) – 在遠(yuǎn)距離通信中，為了高效合理地利用傳輸介質(zhì)，通常采用多路復(fù)用技術(shù)，我們把利用一條物理信道同時(shí)傳輸多路信號(hào)的過(guò)程稱為多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)是使多路數(shù)據(jù)信號(hào)共同使用一條線路進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)，使多個(gè)計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備共享信道資源，提高信道的利用率。特別是在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，可大大節(jié)省電纜的成本、安裝與維護(hù)費(fèi)用。 45 多路復(fù)用技術(shù) – 實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用功能的設(shè)備是多路復(fù)用器。 12n12n多 路 復(fù) 用 器 多 路 復(fù) 用 器共 享 信 道圖 214 多路復(fù)用技術(shù) 46 多路復(fù)用技術(shù) ? 頻分多路復(fù)用 – 頻分多路復(fù)用技術(shù)（ FDM） 是按照頻率不同來(lái)區(qū)分信號(hào)的一種方法，把傳輸頻帶劃分為若干個(gè)較窄的頻帶，每個(gè)頻帶傳送一路信號(hào)，形成一個(gè)子信道。一個(gè)具有一定帶寬的線路可以劃分為若干個(gè)頻率范圍，互相之間沒(méi)有重疊，同時(shí)，為了避免兩個(gè)相鄰頻段的相互干擾，頻段之間必須保留一定的縫隙，稱為保護(hù)頻帶。這樣，頻分復(fù)用的所有用戶在同樣的時(shí)間內(nèi)占用不同的頻帶資源。 47 多路復(fù)用技術(shù) ? 頻分多路復(fù)用 頻分多路復(fù)用器M U X頻分多路復(fù)用器M U X保 護(hù) 頻 帶保 護(hù) 頻 帶保 護(hù) 頻 帶信 道 1 （ f 1 ）信 道 2 （ f 2 ）信 道 3 （ f 3 ）信 道 4 （ f 4 ）信 源信 宿圖 215 頻分多路復(fù)用技術(shù) 48 多路復(fù)用技術(shù) ? 頻分多路復(fù)用 – 頻分多路復(fù)用常用于模擬信號(hào)的傳輸，如收音機(jī)、電視機(jī)等，F(xiàn)DM也用于寬帶網(wǎng)絡(luò)。 – 載波電話通信系統(tǒng)是頻分多路復(fù)用的典型例子。 49 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 – 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)（ TDM） 是將通信信道傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間劃分成一段段等長(zhǎng)的時(shí)分復(fù)用幀（ TDM幀），每一個(gè) TDM幀再劃分若干等長(zhǎng)的時(shí)間片，每一個(gè)時(shí)分復(fù)用的用戶在每個(gè) TDM幀中占用固定序號(hào)的時(shí)間片，來(lái)使用公共線路，在其占用的時(shí)間片內(nèi)，信號(hào)獨(dú)自使用信道的全部帶寬。 50 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 A B C D A B C D A B C DT D M 幀 T D M 幀T D M 幀頻 率時(shí) 間圖 216 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù) 51 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 – 在圖中我們可以看到一個(gè)用戶所占用的時(shí)間片是周期出現(xiàn)的，這個(gè)周期就是一個(gè)復(fù)用幀的長(zhǎng)度。時(shí)分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)比較成熟，缺點(diǎn)是不夠靈活，如當(dāng)用戶在某一段時(shí)間暫時(shí)無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)（例如用戶正在鍵盤上輸入數(shù)據(jù)或正在瀏覽屏幕上的信息），也只能讓已經(jīng)分配到手的子信道空閑著，而其他用戶也不能使用這個(gè)暫時(shí)空閑的信道資源。統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用就是一種改進(jìn)的時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它能明顯地提高信道的利用率。 52 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 – 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（ STDM） 是使用 STDM幀來(lái)傳送復(fù)用的數(shù)據(jù)。但每一個(gè) STDM幀中劃分的時(shí)間片的數(shù)目要小于進(jìn)行復(fù)用的用戶數(shù)，每一幀中的時(shí)間片不再是固定分配給某個(gè)用戶，而是按需動(dòng)態(tài)地給每個(gè)用戶分配時(shí)間片。 – 統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用又稱為異步時(shí)分復(fù)用，而普通的時(shí)分復(fù)用稱為同步時(shí)分復(fù)用。需說(shuō)明的是這里的幀與數(shù)據(jù)鏈路層的幀不是一個(gè)概念。 53 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 A B C A D B C D C B A DS T D M 幀 S T D M 幀 S T D M 幀頻 率時(shí) 間S T D M 幀 S T D M 幀 S T D M 幀圖 217 統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用 54 多路復(fù)用技術(shù) ? 時(shí)分多路復(fù)用 – 時(shí)分多路復(fù)用通常用于數(shù)字信號(hào)的傳送，也可用于模擬信號(hào)的傳送。 – 時(shí)分多路復(fù)用在任一時(shí)刻，只傳送一種信號(hào)，多路信號(hào)分時(shí)的在信道中傳送，而頻分多路復(fù)用是在任一時(shí)刻，同時(shí)傳送多路信號(hào)，各路信號(hào)占用的頻帶不同。 55 多路復(fù)用技術(shù) ? 波分多路復(fù)用 – 波分多路復(fù)用技術(shù)（ WDM） 就是光的頻分復(fù)用，是把光波波長(zhǎng)分割復(fù)用，在一根光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。 – 波分多路復(fù)用技術(shù)的基本原理是在發(fā)送端將不同的光信號(hào)組合起來(lái)，也即是復(fù)用過(guò)程；耦合到光纜線路上用一根光纖進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，即完成解復(fù)用過(guò)程，再通過(guò)進(jìn)一步處理恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。波分多路復(fù)用技術(shù)實(shí)質(zhì)上是利用了光具有不同波長(zhǎng)的特征。 WDM技術(shù)的原理十分類似于 FDM， 不同的是它利用波分復(fù)用設(shè)備將不同信道的信號(hào)調(diào)制成不同波長(zhǎng)的光，并復(fù)用到光纖信道上。在接收方，采用波分設(shè)備分離不同波長(zhǎng)的光。相對(duì)于電多路復(fù)用器， WDM發(fā)送和接收端的器件分別稱為分波器和合波器。 56 多路復(fù)用技術(shù) ? 波分多路復(fù)用 – 光波多路復(fù)用技術(shù)除 WDM外，還有密集波分技術(shù)（ DWDM）， 光纖的密集波分技術(shù) DWDM可極大地增加光纖信道地?cái)?shù)量，從而充分利用光纖的潛在帶寬，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)今后使用的重要技術(shù)。 57 多路復(fù)用技術(shù) ? 碼分多路復(fù)用 – 碼分多路復(fù)用技術(shù)（ CDM） 是一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的新技術(shù)，筆記本電腦和掌上電腦等移動(dòng)性計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信將會(huì)大量使用碼分多路復(fù)用技術(shù)。碼分多路復(fù)用的基礎(chǔ)是微波擴(kuò)頻通信。其特點(diǎn)是頻率和時(shí)間資源均為共享。因此，在頻率和時(shí)間資源緊缺的情況下， CDM技術(shù)將獨(dú)具魅力，越來(lái)越受到人們的普遍關(guān)注。 58 數(shù)據(jù)交換技術(shù) – 各種數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編碼后要在通信線路上進(jìn)行傳輸，最簡(jiǎn)單的形式是用傳輸介質(zhì)將兩個(gè)端點(diǎn)直接連接起來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是，每個(gè)通信系統(tǒng)都采用把收發(fā)兩端直接相連的形式是不可能的。一般要通過(guò)一個(gè)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的中間網(wǎng)絡(luò)來(lái)把數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)，以此實(shí)現(xiàn)通信。這個(gè)中間網(wǎng)絡(luò)不關(guān)心所傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而只是為這些數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)直至到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)提供交換的功能。 – 數(shù)據(jù)交換是多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行侄巍３Ｓ玫臄?shù)據(jù)交換方式有兩大類：電路交換方式和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式又可分為報(bào)文交換和報(bào)文分組交換方式。 59 數(shù)據(jù)交換技術(shù) ? 電路交換 – 電路交換也叫線路交換，是數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域最早使用的交換方式。電路交換方式與電話交換方式基本相同，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，必須在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線