【正文】 nsmission） ， 即：首先將基帶信號(hào)變換 （ 調(diào)制 ） 成便于在 模擬信道中傳輸?shù)?、 具有較高頻率范圍 的模擬信號(hào) （ 稱為頻帶信號(hào) ， Frequency Band Signal） ， 然后再將這種頻帶信號(hào)在模擬信道中進(jìn)行傳輸 。 ※ 一條寬帶信道能劃分為多條邏輯基帶信道 ， 實(shí)現(xiàn) 多路復(fù)用 ， 因此 ， 寬帶傳輸系統(tǒng)中信道的容量 大大增加了 。 信 源解 調(diào) 器信 道調(diào) 制 器信 宿噪 聲 源( 發(fā) 送 端 ） （ 接 收 端 ）LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 24/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) ?在數(shù)字通信系統(tǒng)中 ， 若信源產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào) （ 例如：計(jì)算機(jī)或終端等數(shù)字設(shè)備直接發(fā)出的二進(jìn)制信號(hào) ） ， 而傳輸使用的是模擬信道 （ 例如：公用電話線路等 ） ， 則稱為 數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸通信系統(tǒng) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 30/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) （ Cont.） ※ 量化 （ Quantification） ：是指用有限個(gè)幅度值 來近似采樣得到的連續(xù)變化的幅度值 ， 從而把模擬信號(hào)的 連續(xù)幅度 變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的 離散幅度 。 ※ 易于與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合 ：由于計(jì)算機(jī)技術(shù) 、 數(shù)字存貯技術(shù) 、 數(shù)字交換技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)飛速發(fā)展 ， 許多設(shè)備 、 終端接口等產(chǎn)生的均是數(shù)字信號(hào) ，因此 ， 極易與數(shù)字通信系統(tǒng)相連接 。 按照物理形態(tài)的不同 ， 傳輸介質(zhì)大致上可以分為 有線傳輸介質(zhì) 和 無線傳輸介質(zhì) 兩種 。 光纖常用于 點(diǎn)到點(diǎn)的遠(yuǎn)距離傳輸 。 由于微波在空中是直線傳播 ， 而地球表面是個(gè)曲面 ， 因此傳輸距離受到限制 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 46/103 三 .傳輸介質(zhì) ※ 激光傳輸 ：激光除了在光纖通信中可以作為光源外 ， 還能用于 在直線間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 ， 由于激光的聚焦性好 ， 利用激光可以在 很長的距離間進(jìn)行直線的數(shù)據(jù)傳輸 ， 這對(duì)于連接兩棟無遮擋建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或控制網(wǎng)絡(luò)是非常方便的 ， 尤其對(duì)于只需暫時(shí)設(shè)置的連接更有優(yōu)勢(shì) 。 串行方式雖然傳輸率低 ， 但適合于遠(yuǎn)距離傳輸 ， 因此在網(wǎng)絡(luò)中普遍采用串行通信方式 。 按照串行數(shù)字的不同時(shí)鐘控制方式 ， 串行通信又可分為 同步通信和異步通信 兩種方式 。 由于曼徹斯特碼在每個(gè)時(shí)鐘位都必須有一次變化 ， 因此 ，其 編碼的效率僅可達(dá)到 50%左右 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 61/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 、信號(hào)帶寬與信道帶寬 ※ 信道 （ Channel） ：是指 信號(hào)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?。 ※ 如果 帶寬不同 且 信號(hào)帶寬大于信道帶寬 ，同時(shí) ， 集中信號(hào)大部分能量的主要頻率分量包含在信道的通帶范圍內(nèi) ， 通過信道的信號(hào)會(huì)損失部分頻率成分 ， 但仍可能被識(shí)別 ， 正如數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸和語音信號(hào)在電話信道傳輸那樣 。 信道帶寬 與 數(shù)據(jù)傳輸速率 的關(guān)系可以奈 奎 斯 特 （ Nyquist ） 準(zhǔn)則 與 香農(nóng)（ Shanon） 定律 描述 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 71/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ 所謂 調(diào)制 ， 是指在發(fā)送端將 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào) 的過程 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 74/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ 頻移鍵控 FSK （ Frequency Shift Keying） ：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值 （ 0或 1） 調(diào)制 載波的頻率 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 77/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 基于振幅和相位組合的調(diào)制方法可以用 星座圖 （ Constellation Diagram） 來表示 。 顯然 ， 星座圖中的點(diǎn)越多 ， 則采用該調(diào)制技術(shù) ，將使得信道的數(shù)據(jù)傳輸速率越大 。 C h a n n e l 1C h a n n e l 2C h a n n e l 33 0 0 3 1 0 0頻 率 （ H z ）（ a ）6 06 4 6 8 7 2頻 率 （ K H z ）（ b ）C h a n n e l 1C h a n n e l 2C h a n n e l 3頻 率 （ K H z ）（ c ）6 06 4 6 8 7 2LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 85/103 七 .多路復(fù)用技術(shù) TDMA技術(shù) TDMA時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)是將信道用于傳輸?shù)臅r(shí)間 劃分為若干個(gè)時(shí)隙 ；每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)隙；在其占有的時(shí)隙內(nèi) ， 用戶使用通信信道的 全部帶寬 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 90/103 七 .多路復(fù)用技術(shù) CDMA技術(shù) 假定 每個(gè)站點(diǎn)都有自己唯一的芯片序列 ， 用符號(hào) S來表示站點(diǎn) S的 m維芯片序列 ， S表示它的補(bǔ)碼 （ 也是一個(gè) m維芯片序列 ） ， 且所有芯片序列都是兩兩正交的 。 S =（ 1,1,1,1） 依據(jù)上述芯片序列的正交特性， 若一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)字 1時(shí)就發(fā)送其芯片序列本身，要發(fā)送數(shù)字 0時(shí)就發(fā)送其芯片序列的補(bǔ)碼 。 光 纖 1的 波 譜波 長光 纖 1功率光 纖 2的 波 譜波 長光 纖 2功率光 纖 3的 波 譜波 長光 纖 3功率光 纖 4的 波 譜波 長光 纖 4功率共 享 光 纖的 波 譜波 長功率光 柵光 柵共 享 光 纖LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 95/103 七 .多路復(fù)用技術(shù) WDMA技術(shù) WDMA主要用于光纖通信系統(tǒng)中，其本質(zhì)上是一種 光纖上的頻分復(fù)用 （ FDMA）技術(shù)。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 100/103 八 .數(shù)據(jù)交換技術(shù)（廣域網(wǎng)） （分組交換）技術(shù) 分組交換方式 兼有報(bào)文交換和線路交換的優(yōu)點(diǎn) 。 09:58:1809:58:1809:58Wednesday, March 8, 2023 ? 1乍見翻疑夢(mèng)，相悲各問年。 09:58:1809:58:1809:583/8/2023 9:58:18 AM ? 1成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。 上午 9時(shí) 58分 18秒 上午 9時(shí) 58分 09:58: ? 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 2023年 3月 上午 9時(shí) 58分 :58March 8, 2023 ? 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 09:58:1809:58:1809:58Wednesday, March 8, 2023 ? 1知人者智，自知者明。 2023年 3月 8日星期三 上午 9時(shí) 58分 18秒 09:58: ? 1楚塞三湘接，荊門九派通。 2023年 3月 上午 9時(shí) 58分 :58March 8, 2023 ? 1行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。 LOGO 103 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 103/103 LOGO ? 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 97/103 八 .數(shù)據(jù)交換技術(shù)（廣域網(wǎng)） 報(bào)文交換方式 不需要在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立一條專用通路 ， 如果一個(gè)站點(diǎn) A想要向站點(diǎn) B發(fā)送一個(gè)報(bào)文（信息的一個(gè)邏輯單位），它把站點(diǎn) B的地址（編碼方式，叫做地址碼）附加在要發(fā)送的報(bào)文上。 （ 0,2,0,2） = +1。 T =（ 1,1,1,1） S=+1） ， 和其補(bǔ)碼的點(diǎn)積結(jié)果為－ 1（ 如： S LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 88/103 七 .多路復(fù)用技術(shù) CDMA技術(shù) 碼分多址技術(shù)也是一種共享信道的方法 ， 每個(gè)用戶可在同一時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信 ， 但使用的是 基于碼型的分割信道 的方法 ， 即 每個(gè)用戶分配一個(gè)地址碼 ， 且 各個(gè)碼型互不重疊 ， 通信各方之間不會(huì)相互干擾 。 多路復(fù)用技術(shù)主要包括以下幾種： 頻 分 多 址 FDMA （ Frequency Division Multiple Access） ， 時(shí)分多址 TDMA（ Time Division Multiple Access） ， 碼分多址 CDMA（ Code Division Multiple Access） 、 波分多址 WDMA （ Wavelength Division Multiple Access） 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 79/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ QAM16（ 正交振幅調(diào)制 ， Quadrature Amplitude Modulation） 調(diào)制技術(shù)：對(duì)應(yīng)的星座圖包含振幅與相位的 16種組合 ， 因此每次采樣可發(fā)送長度為 4位的信息 ， 即用 4種組合分別表示 (0,0,0,0)~(1,1,1,1)。 例如：用 180度相移表示 1， 用 0度相移表示 0。 ※ 目前主要的數(shù)字調(diào)制技術(shù) （ 將數(shù)字信號(hào)變換為模擬信號(hào)的技術(shù) ） 有以下三種基本形式 ，即： 移幅鍵控法 ASK、 移頻鍵控法 FSK、 移相鍵控法 PSK。 香農(nóng)定理 描述了有限帶寬 、 有隨機(jī)熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬 、 信噪比間的關(guān)系 。 例如：以電話信道為例 ， 假定其頻率范圍從300~3300Hz， 即：信道帶寬為 3kHz， 而語音信號(hào)頻譜則一般為 100Hz~7KHz的范圍 。 只要 最低頻率分量 和 最高頻率分量 都在信道帶寬的頻率范圍內(nèi)的任意信號(hào)都能通過該信道 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 58/103 五 .數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方法 ※ 差分曼徹斯特 （ Difference Manchester） 編碼 ：差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的一種改進(jìn) ， 雖然保留了曼徹斯特編碼作為 “ 自含時(shí)鐘編碼 ” 的優(yōu)點(diǎn) ， 其編碼原理如下圖所示 ， 其中：每比特的中間跳變僅做同步之用； 每比特的值根據(jù)其 開始邊界 是否發(fā)生跳變來決定 ， 若一個(gè)比特 開始處出現(xiàn)電平跳變 表示傳輸二進(jìn)制 0， 而 不發(fā)生跳變 則表示傳輸二進(jìn)制 1。 發(fā)送端發(fā)送完一個(gè)字節(jié) （ 長度為 5至 8位 ） 后 ， 可經(jīng)過任意長的 時(shí)間間隔 再發(fā)送下一個(gè)字節(jié) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 51/103 四 .數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信方式 ※ 全雙工通信 （ Duplex Communication） ：全雙工通信方式允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸 ， 又稱為雙向同時(shí)通信 ， 即通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 48/103 四 .數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信方式 ※ 并行通信 （ Parallel Commuca） ：如下圖所示 ，在并行通信方式中一次同時(shí)傳送 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù) ， 因此 ， 從發(fā)送端到接收端需要 8根數(shù)據(jù)線 。 衛(wèi)星首先從一個(gè)頻率 （ 上行鏈 ） 接收地面?zhèn)鬏攣淼男盘?hào) ， 將其放大或再生之后 ， 再從另一個(gè)頻率（ 下行 ） 將信號(hào)發(fā)送到地面站 。 其中 ，“ 模 ” 是指以一定角速度進(jìn)入到光纖之中的一束光 。 同軸電纜的頻帶寬 ， 損耗小 ， 具有比雙絞線更強(qiáng)的抗干擾能力和更好的傳輸性能 。 因此 ， 數(shù)字通信系統(tǒng)及其設(shè)備一般都比較復(fù)雜 。 LOGO