【文章內容簡介】 工：數據可以雙向同時傳輸 （電話） ? 或者具有兩條物理上獨立的傳輸線路 ? 或者具有一條物理線路上的兩個信道，分別用于不同方向的信號傳輸 35 數字數據的傳輸方式 ? 基帶傳輸：不需調制，編碼后的數字脈沖信號直接在信道上傳送。 ? 例如：以太網 ? 頻帶傳輸：數字信號需調制成音頻模擬信號后再傳送，接收方需要解調。 ? 例如：通過電話模擬信道傳輸 ? 寬帶傳輸：將信道分為多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數字信號，稱為寬帶傳輸。由于數字信號需調制成頻帶為幾十 MHZ到幾百 MHZ的模擬信號后再傳送，所以寬帶傳輸要求信道具有較大帶寬，可以采用多路復用技術實現。 例如：閉路電視的信號傳輸。 36 多路復用技術 ? 復用：多個信息源共享一個公共信道 ? 為何要復用？ —— 提高線路利用率 ? 適用場合：當信道的傳輸能力大于每個信源的平均傳輸需求時 ? 類比：公共運輸系統(tǒng)（鐵路、海運、航空） DEMUX 復用器 解復用器 共享信道 MUX 信源 信宿 37 ? 復用技術：在數據通信系統(tǒng)或計算機網絡系統(tǒng)中，傳輸介質的帶寬或容量往往超過傳輸單一信號的需求，為了有效利用通信線路，希望一個信道同時傳輸多路信號。常用的多路復用技術為： ? 頻分復用 FDM (Frequency Division Multiplexing) ? 時分復用 TDM (Time Division Multiplexing) ? 波分復用 WDM (Wave Division Multiplexing) ? 碼分復用 CDM (Code Division Multiplexing) 頻分多路復用 ? 當介質的有效帶寬超過被傳輸的信號帶寬時 ， 可以把多個信號調制在不同的載波頻率上 ， 從而在同一介質上實現同時傳送多路信號 ， 即將信道的可用頻帶 （ 帶寬 ） 按頻率分割多路信號的方法劃分為若干互不交疊的頻段 ， 每路信號占據其中一個頻段 ， 從而形成許多個子信道；在接收端用適當的濾波器將多路信號識別出來 ， 分別進行解調和終端處理 ， 這種技術稱為頻分多路復用 （ FDM， Frequency Division Multiplexing） 。 可用頻段頻率時間子信道A子信道B子信道C子信道D圖2 . 2 4 F D M 子信道示意圖? FDM系統(tǒng)的原理示意圖如圖所示，它假設有 6個輸入源，分別輸入 6路信號到頻分多路器 FDMMUX，多路器將每路信號調制在不同的載波頻率上（例如 f1， f2， … ， f6）。每路信號以其載波頻率為中心，占用一定的帶寬，此帶寬范圍稱作一個通道，各通道之間通常用保護頻帶隔離，以保證各路信號的頻帶間不發(fā)生重疊。 通道 （ 1 ）通道 （ 2 ）通道 （ 3 ）通道 （ 4 ）通道 （ 5 ）通道 （ 6 ）多路復用器M UX M U X源 1源 2源 3源 4源 5源 6目標 1目標 2目標 3目標 4目標 5目標 6多路復用器40 時分多路復用 ? 時分多路復用 TDM利用每個信號在時間上交叉，可以在一個傳輸通路上傳輸多個數字信號，這種交叉可以是位一級的，也可以是由字節(jié)組成的塊或更大量的信息。時分多路復用 TDM不僅局限于傳輸數字信號，模擬信號也可以同時交叉?zhèn)鬏?。另外，對于模擬信號，時分多路復用 TDM和頻分多路復用 FDM結合起來使用也是可能的。一個傳輸系統(tǒng)可以頻分許多條通道，每條通道再用時分多路復用來細分。 42 交換技術 ? 什么是交 換？ ? 交換就是按某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源 ? 例如，電話交換機在用戶呼叫時為用戶選擇一條可用的線路進行接續(xù)。用戶掛機后則斷開該線路，該線路又可分配給其它用戶。 ? 為什么要采用交換技術？ ? 節(jié)省線路投資，提高線路利用率 ? 實現交換的方法主要有： 電路交換 、 報文交換 、 分組交換 43 ? 電路交換 ? 通過網絡中的結點在兩個站之間建立一條專用的通信線路的過程。最普通的電路交換例子是電話系統(tǒng)。 ? 特點：數據傳輸前需要建立一條端到端的通路。 —— 稱為 “ 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； ? 建立連接后，傳輸延遲小。 ? 無糾錯機制； ? 一旦建立連接就獨占線路，線路利用率低； ? 不適用于計算機通信，因為計算機數據具有突發(fā)性的特點，真正傳輸數據的時間不到 10%。 44 ? 報文交換 ? 整個報文 (Message)作為一個整體一起發(fā)送。 ? 在交換過程中，交換設備將接收到的報文先存儲，待信道空閑時再轉發(fā)出去，一級一級中轉，直到目的地。這種數據傳輸技術稱為 存儲 轉發(fā) 。 ? 優(yōu)點： ? 傳輸之前不需要建立端到端的連接，僅在相鄰結點傳輸報文時建立結點間的連接。 ? 線路效率較高，因為許多報文可以分時共享一條結點到結點的通道。 ? 報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地。 ? 缺點： ? 報文大小不一，造成存儲管理復雜。 ? 大報文造成存儲轉發(fā)的延時過長； ? 出錯后整個報文全部重發(fā)。 45 ? 分組交換： 分組交換兼有報文交換和電路交換的優(yōu)點，而使兩者的缺點最少。分組交換與報文交換的工作方式基本相同，形式上的主要差別在于，分組交換網中要限制所傳輸的數據單位的長度。 ? 將報文劃分為若干個大小相等的分組 (Packet)進行存儲轉發(fā)。 ? 數據傳輸前不需要建立一條端到端的通路 ? 有強大的糾錯機制、流量控制和路由選擇功能。 ? 優(yōu)點： ? 對轉發(fā)結點的存儲要求較低，可以用內存來緩沖分組 —— 速度快； ? 轉發(fā)延時小 —— 適用于交互式通信； ? 某個分組出錯可以僅重發(fā)出錯的分組 —— 效率高； ? 各分組可通過不同路徑傳輸，容錯性好。 46 分組交換有兩種方式：數據報和虛電路。 ? 在數據報中，每個數據包被獨立地處理，就像在報文交換中每個報文被獨立地處理那樣，每個結點根據一個路由選擇算法，為每個數據包選擇一條路徑，使它們的目的地相同。 47 ? 在虛電路中，數據在傳送以前，發(fā)送和接收雙方在網絡中建立起一條邏輯上的連接，但它并不是像電路交換中那樣有一條專用的物理通路，該路徑上各個結點都有緩沖裝置，服從于這條邏輯線路的安排，也就是按照邏輯連接的方向和接收的次序進行輸出排隊和轉發(fā)，這樣每個結點就不需要為每個數據包作路徑選擇判斷，就好像收發(fā)雙方有一條專用信道一樣。 48 ?三種數據交換技術總結如下： （ 1）電路交換：在數據傳送之前需建立一條物理通路，在線路被釋放之前，該通路將一直被一對用戶完全占有。 （ 2）報文交換：報文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲轉發(fā)的方式。 （ 3）分組交換：此方式與報文交換類似，但報文被分成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長度，到達目的地后需重新將分組組裝成報文。 49 ? 三種交換方式的事件順序 報文 A B C D 排隊延遲 報文交換 呼叫請求 呼叫應答 數據 A B C D 尋路延遲 電路交換 分組 1 分組 2 分組 3 A B C D 分組交換 分組 4 t 50 差錯控制方法 ? 信號在物理信道中傳輸時，有可能會出現差錯。 ? 產生差錯的原因： ? 信號衰減和熱噪聲 ? 信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變； ? 信號反射，串擾； ? 沖擊噪聲，閃電、大功率電機的啟停等。 51 ? 差錯控制的 基本方法是差錯控制編碼：數據信息位在向信道發(fā)送之前，先按照某種關系附加上一定的冗余