【正文】 信源出發(fā)，經(jīng)過(guò)通信信道時(shí)，由于通信信道總是有一定的噪聲存在，在到達(dá)信宿時(shí)，接收信號(hào)是發(fā)送信號(hào)與噪聲的疊加。 75 差錯(cuò)控制技術(shù) ? 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因 – 所謂 “ 差錯(cuò) ” 就是在通信接收端收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送端實(shí)際發(fā)出的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。但分組交換可以將數(shù)據(jù)一段一段地像接力賽跑那樣傳過(guò)去。若要連續(xù)傳送大量的數(shù)據(jù)，而且傳送時(shí)間遠(yuǎn)大于呼叫建立的時(shí)間，則采用在數(shù)據(jù)通信之前預(yù)先分配傳輸鏈路的電路交換較為合適。分 組 1分 組 2分 組 n –分組交換的技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，軟件及硬件結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)附加的信息較多。 –數(shù)據(jù)報(bào)分組交換 –數(shù)據(jù)報(bào)分組中每個(gè)分組的大小有嚴(yán)格的限制，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息。由于報(bào)文分組長(zhǎng)度較短，傳輸差錯(cuò)檢錯(cuò)容易，出錯(cuò)重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少，有利于提高存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間利用率和傳輸效率，因此分組交換（包交換）成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。目的節(jié)點(diǎn)將收到的各份報(bào)文按原來(lái)的順序進(jìn)行組合，然后再將完整的信息交付給接收端計(jì)算機(jī)或終端。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的原理是輸入的信息在交換設(shè)備控制下，先在存儲(chǔ)區(qū)暫存，并對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行處理，待指定輸出線空閑時(shí)，再分別將信息轉(zhuǎn)發(fā)出去。 –采用電路交換方式傳送數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是：所占用的帶寬是固定的，造成網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較低；由于通信的傳輸通路是專用的，采用電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的效率較低；通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式、同步方式、通信規(guī)程等要完全兼容，不同速率和不同通信協(xié)議之間的用戶不能通信。一般由 HA向 HB發(fā)送 “ 釋放請(qǐng)求包 ” ， HB同意結(jié)束傳輸、釋放線路后，將向節(jié)點(diǎn) D發(fā)送“ 釋放應(yīng)答包 ” ；建立的物理連接將由 D―C―B － A逐節(jié)點(diǎn)釋放，將線路的使用權(quán)交還給網(wǎng)絡(luò)，以供其他用戶使用，至此結(jié)束此次通信。至此，從 HA―A―B―C―D―H B的專用物理線路連接建立完成，該物理連接為此次 HA與 HB的數(shù)據(jù)交換提供服務(wù)。 60 數(shù)據(jù)交換技術(shù) ? 電路交換 – 1． 電路交換的基本工作原理 –電路交換過(guò)程主要有三個(gè)階段： –線路建立 –數(shù)據(jù)傳輸 –線路釋放 61 數(shù)據(jù)交換技術(shù) H AH BBADC呼叫請(qǐng)求呼叫請(qǐng)求呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答A B C D報(bào)文或報(bào)文分組應(yīng)答釋放請(qǐng)求釋放應(yīng)答釋放應(yīng)答釋放應(yīng)答線路建立數(shù)據(jù)傳輸線路釋放圖 218 電路交換的基本工作原理 62 數(shù)據(jù)交換技術(shù) – 1． 電路交換的基本工作原理 –線路建立階段 – 如果主機(jī) HA 要向主機(jī) HB傳輸數(shù)據(jù)，那么首先要通過(guò)通信子網(wǎng)在 HA與 HB之間建立線路連接。 – 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? 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。 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)。 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。 – 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。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。 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。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。 12n12n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。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 )。 –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。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。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。 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(mén)限為 。 –這里主要介紹單極性全寬碼和歸零碼、雙極性全寬碼和歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以由多種不同形式的電脈沖信號(hào)的波形來(lái)表示。 28 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 –在數(shù)據(jù)通信中，由計(jì)算機(jī)或終端等數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的、未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的電脈沖信號(hào)通常呈矩形波形式，即表示計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制數(shù)據(jù)比特序列的數(shù)據(jù)信號(hào)是典型的矩形脈沖信號(hào)，這個(gè)矩形脈沖信號(hào)就是基帶信號(hào)。 –同步傳輸克服了異步傳輸方式中的每一個(gè)字符都要附加起始和結(jié)束信號(hào)的缺點(diǎn)，具有較高的效率，但實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，常用于大于2400bps速率的傳輸。 –在暫時(shí)沒(méi)有信息傳輸時(shí)，連續(xù)發(fā)送 01111110使接收端可以一直保持和發(fā)送端同步。 24 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –在同步傳輸中，數(shù)據(jù)的發(fā)送一般是以一組字符或比特流為單位。在數(shù)字信息流中，各位的寬度相同，且字符順序相連，字符之間沒(méi)有間隙。每個(gè)字符在傳輸時(shí)都在字符前加上起始位和在字符后加上結(jié)束位，以表示一個(gè)字符的開(kāi)始和結(jié)束。 19 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 半雙工通信 –半雙工通信是指兩個(gè)通信設(shè)備間的信息交換可以雙向進(jìn)行，但不能同時(shí)進(jìn)行。 發(fā) 送 設(shè) 備 接 收 設(shè) 備T X R X0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1圖 26 串行傳輸 17 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 串行傳輸 –相對(duì)于并行傳輸，串行傳輸?shù)男实停瑐鬏斔俾事?，但由于只有一條信道，減少了設(shè)備的成本，且易于實(shí)現(xiàn)與維護(hù)。 發(fā)送設(shè)備接收設(shè)備D 0D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1圖 25 并行傳輸 15 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 并行、串行傳輸 – 1． 并行傳輸 –并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于傳送速率高，發(fā)收雙方間不存在字符同步的問(wèn)題，缺點(diǎn)是需要多個(gè)并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會(huì)影響傳輸質(zhì)量，不適合做較長(zhǎng)距離的通信，主要用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部或同一系統(tǒng)設(shè)備間的通信。 時(shí) 間信 號(hào) 值圖 24 數(shù)字信號(hào) 13 數(shù)據(jù)通信基本概念 ? 信道與帶寬 – 1． 信道 –信道是通信雙方以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的傳輸信息的通道，它是建立在通信線路及其附屬設(shè)備（如收發(fā)設(shè)備）上的。 –當(dāng)數(shù)據(jù)采用離散的電信號(hào)方式表達(dá)時(shí)，這樣的數(shù)據(jù)就是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 。 9 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號(hào) –信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體物理表示，具有確定的物理描述，信號(hào)是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其它編碼等。由于網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)?，所以在大多?shù)情況下，信源也作為信宿，信宿也作為信源；編碼器也具有譯碼功能，譯碼器也應(yīng)能編碼，因此通稱編碼譯碼器；同樣調(diào)制器也能解調(diào)，解調(diào)器也能調(diào)制，因此通稱為調(diào)制解調(diào)器。發(fā)送端的信號(hào)變換器可以是編碼器或調(diào)制器，接收端的信號(hào)變換器相對(duì)應(yīng)的就是譯碼器或解調(diào)器。 圖 21簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)通信模型 4 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 1．信源和信宿 –信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的設(shè)備；信宿就是信息的接收端，是接收所傳送信息的設(shè)備。數(shù)據(jù)通信是兩實(shí)體間的數(shù)據(jù)傳輸和交換，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中占有十分重要的地位，它是通過(guò)各種不同的方式和傳輸介質(zhì)，把處在不同地理位置的終端與主計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，從而完成數(shù)據(jù)傳輸、信息交換和通信處理等任務(wù)。因此，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，必然涉及許多關(guān)于數(shù)據(jù)通信的問(wèn)題，數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是利用通信媒體傳輸信息。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成有三要素：信源、信宿和信道。 圖 22 信號(hào)變換器的作用 6 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號(hào)變換器 –對(duì)應(yīng)不同的信源和信宿，信號(hào)變換器有不同的組成和變換功能。 7 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 2． 信號(hào)變換器 –調(diào)制器的作用是把信源輸入的二進(jìn)制脈沖信號(hào)變換（調(diào)制）成模擬信號(hào)，以便在模擬信道上進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸；解調(diào)器的作用是反調(diào)制，即把接收端接收的模擬信號(hào)還原成二進(jìn)制脈沖數(shù)字信號(hào)。信息是數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工處理后得到的，即信息是按一定要求以一定格式組織起來(lái)的、具有一定意義的數(shù)據(jù)。 –信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。 時(shí) 間信 號(hào) 值圖 23 模擬信號(hào) 12 數(shù)據(jù)通信基本概念 – 4． 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) –數(shù)字信號(hào)是一種離散的脈沖序列，它的取值是有限個(gè)數(shù)，它以恒定的正電壓／負(fù)電壓或正電壓／ 0電壓，表示 “ 1”、 “ 0” ，可以用不同的位速率在介質(zhì)上傳輸，如脈沖信號(hào)。 14 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 并行、串行傳輸 – 1． 并行傳輸 –并行傳輸是指數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送與接收，每個(gè)比特使用單獨(dú)的一條線路。各數(shù)據(jù)位依次串行地通過(guò)通信線路。 –采用單工通信時(shí)，在通信設(shè)備雙方中，一方為發(fā)送設(shè)備，另一方為接收設(shè)備。 21 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 異步傳輸與同步傳輸方式 – 1． 異步傳輸 –異步傳輸方式又稱為起止式同步方式，它是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，即每個(gè)字符都獨(dú)立傳送，且每一字符的起始時(shí)刻可以為任意。 22 數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 異步傳輸與同步傳輸方式 – 1． 異步傳輸 起 始 位1 0 0 1011 0結(jié) 束 位圖 28 異步傳輸方式 23 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –同步傳輸方式是以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號(hào)的一種方法。因此，同步傳輸方式又常被稱為比特或位同步。 25 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 同步傳輸 –例如：在面向比特的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程 HDLC中，是采用比特串 01111110作為起始和結(jié)束標(biāo)志。自同步法是讓接收方從接收的數(shù)據(jù)流中直接提取同步信號(hào)，以獲得與發(fā)送時(shí)鐘完全相同的接收時(shí)鐘，該方法常用于遠(yuǎn)距離傳輸。在通信信道中直接傳輸這種基帶信號(hào)的傳輸方式就是基帶傳輸，它將占用線路的全部帶寬，也稱為數(shù)字基帶傳輸。 29 數(shù)據(jù)傳輸方式 – 2． 數(shù)