chap2數(shù)據(jù)通信技術(shù)(存儲版)
【正文】 Nyquist： 數(shù)據(jù)傳輸率隨信號編碼級數(shù) V增加而增加。計算機控制工程第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識調(diào)制速率 B： 信號經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率，也可以說是信號在調(diào)制過程中信號狀態(tài)變化的次數(shù)，以波特 B為單位：B＝ 1/T兩種速率之間存在如下關(guān)系：可以看出：當 n＝ 2時， S＝ B， 即在二元制調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)傳輸率和調(diào)制速率相等。使接受端接受的每一碼元都和發(fā)送端準確保持同步。為了防止干擾，使用保護帶隔離通道。 缺點：通信容量小、易受外界干擾，線路損耗大； 優(yōu)點：技術(shù)簡單、價格便宜，目前仍廣泛使用；第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)雙絞線： 雙絞線由兩根導(dǎo)線絞合而成，是最簡單、經(jīng)濟的傳輸介質(zhì)，將 1對或多對雙絞線安裝在 1個套筒中就構(gòu)成了雙絞線電纜。 普遍使用傳輸速率 16Mbps， 最大傳輸距離是幾百米。單模光纖 ：光纖直徑減小到一個光波波長大小的時，光在其中沒有反射，而沿直線傳播。VLF、 LF、 MF波段，無線電沿地面?zhèn)鬏?，傳輸距離達到1000km。微波通信也可與有線結(jié)合使用。計算機控制工程模擬數(shù)據(jù)在某個區(qū)間產(chǎn)生連續(xù)的值，如聲音、視頻、傳感器壓力、溫度數(shù)據(jù)等；數(shù)字數(shù)據(jù)產(chǎn)生離散的值，如文本信息和整數(shù)。FSK方式與 ASK相比不易受干擾的影響，在音頻線路上通常達到 1200bps， 同時還適用高頻無線電傳輸。計算機控制工程第三節(jié) 數(shù)據(jù)通信技術(shù)3）差動曼徹斯特編碼位中間的跳變僅提供時鐘定時，用每位周期開始時有無跳變表示編碼。如電話系統(tǒng)。計算機控制工程報文交換（ Message Switching）二第四節(jié) 數(shù)據(jù)交換技術(shù)報文交換不需要在兩個站之間建立一條專用通路，可以把一個目的地址附加在報文上，然后報文從網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點到另一個節(jié)點傳送。分組交換有：數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方式。計算機控制工程電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一第五節(jié) 電話系統(tǒng)完全互聯(lián)（ 1876） 集中交換（ 1878） 兩級結(jié)構(gòu)計算機控制工程第五節(jié) 電話系統(tǒng)電話系統(tǒng)典型路徑：計算機控制工程第五節(jié) 電話系統(tǒng)過去電話系統(tǒng)中信號是模擬的（至少目前在本地回路中仍然如此），如今，干線基本已經(jīng)替換成光纖，傳輸數(shù)字信號。 PCM是現(xiàn)代電話系統(tǒng)的核心，在電話系統(tǒng)中幾乎所有的時間間隔都是 125us的倍數(shù)。計算機控制工程第四節(jié) 數(shù)據(jù)交換技術(shù)三種交換方式主要特點：線路交換：在數(shù)據(jù)傳送前必須首先設(shè)置一條完全的 通路，在線路釋放以前，該通路將被一對用戶完全 占用；對于突發(fā)式的通信，線路交換效率不高；報文交換：報文從源點傳送到目的地采用存儲轉(zhuǎn)發(fā) 的方式，在傳送報文時，同時只占一段通道；在交 換節(jié)點中需要緩沖存儲，報文需要排隊，因此，報 文交換不能滿足實時通信的要求；分組交換：報文分成分組傳送，并規(guī)定了最大的分 組長度，在數(shù)據(jù)報分組交換中，目的地需要重新組 轉(zhuǎn)報文，分組交換技術(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中最廣泛采用技術(shù)。把數(shù)據(jù)單位的最大長度限制在較小的長度內(nèi)，可以使性能有顯著增長。 —“ 面向連接的 ”過程 ： 建立連接 → 通信 → 釋放連接優(yōu)缺點 ：建立連接的時間長；一旦建立連接就獨占線路，線路利用率低；無糾錯機制；建立連接后，傳輸延遲小。用戶掛機后則斷開該線路，該線路又可分配給其它用戶。－－－格子架編碼。ASK方式易受增益變換的影響，是一種效率相當?shù)偷恼{(diào)制技術(shù)，在音頻線路上，通常只能達到 1200bps。1光波傳輸 計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)通信介質(zhì)性能比較：計算機控制工程傳輸介質(zhì)的選擇取決于：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通信容量、可靠性和價格。計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)微波傳輸 微波沿直線傳播，通信頻率很高，兩個帶寬為 2MHz的頻率可容納 500條語音線路，用來傳輸數(shù)字信號，傳輸速率可達到幾 Mbps。計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)1) 波段越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率越高；2)波長越小，數(shù)據(jù)傳輸速率越高；光纖波段 ：最具有吸引力！計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)無線電傳輸 無線電容易產(chǎn)生，傳播很遠，很容易穿過建筑物，而且無線電波是全方向傳播。計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)光纖： 計算機 ： 70年代： 100ns內(nèi)執(zhí)行一條指令 90年代： 1ns內(nèi)執(zhí)行一條指令 每 10年提高 10倍通 信 ： 70年代： 56kb/s(ARPANET)， 出錯率 10－ 5 90年代： 1Gb/s(現(xiàn)代光纖通信 ),出錯率 ~0 每 10年提高 100倍以上單 CPU已經(jīng)接近物理極限，光導(dǎo)纖維技術(shù)帶寬完全超過 50000Gb/s(50Tb/s)計算機控制工程第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)舊思維 ：奈奎斯特和香農(nóng)關(guān)于銅線帶寬有限理論；新思維 ：所有的計算機都是無可救藥的慢，網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 該不惜任何代價避免計算，不管浪費的帶 寬有多少。第二節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)屏蔽雙絞線 ： 在絞線與塑料封套間有一層鋁箔包著雙絞線。計算機控制工程架空明線： 最早使用傳輸介質(zhì)。幀起始 控制信息 數(shù)據(jù) 幀結(jié)束校驗和0 – n bit8bit 8bit832m計算機控制工程第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識目的 :為了有效地利用傳輸系統(tǒng)，希望通過同時攜帶多個信號來高效地使用傳輸介質(zhì)，就需要采用多路復(fù)用技術(shù)：頻分多路復(fù)用 FDM和時分多路復(fù)用 TDM多路復(fù)用（ multiplexing）六頻分多路復(fù)用（ FDM） 介質(zhì)的可用帶寬往往超過給定信號所需要的帶寬，如果每個信號以不同的載波頻率進行調(diào)制，而且每個載波頻率是完全獨立的，即信號的帶寬不互相重疊，那么就可以同時攜帶多路信號。信道容量由信道頻帶（帶寬） HZ， 可使用的時間 T及能通過的信號功率與噪聲功率之比決定，信道容量表達式為：信道容量C： 信道容量 (bps)； B： 信道帶寬（ Hz)；S: 接受端信號的平均功率（ W）；N: 信道內(nèi)噪聲平均功率（ W）； 計算機控制工程第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識同 步 :接受端按照發(fā)送端所發(fā)送碼元的重復(fù)頻 率及起止時間來接受數(shù)據(jù)，使收發(fā)雙方 在時間基準上保持一致同步技術(shù)五同步過程 :在通信過程中，接受端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送 數(shù)據(jù)的起止時間和重復(fù)頻率校正自己的 時間基準與重復(fù)頻率的過程。 傳輸速率 S為：信號脈沖重復(fù)周期（碼元周期）1個脈沖信號代表的有效狀態(tài)數(shù)，為 2的整冪數(shù):單位脈沖表示比特數(shù)。 如：持續(xù)時間 560個比特(56Kbit/s)計算機控制工程第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識香農(nóng) （ Shanon） 定理（有限帶寬噪聲信道）信噪比（ S/N)： 信號功率和噪聲功率之比。V 最大數(shù)據(jù)率 (C) 2 6200 bps 4 12400 bps 8 18600 bps16 24800 bps32 31000 bps計算機控制工程第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識如
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