《计算机网络基础》PPT电子课件-第2章 数据通信基础.ppt

第2章 数据通信基础 *1 数据通信概述 数据通信基础 数据编码技术与调制解调 *2 数据传输同步方式 多路复用技术 差错控制技术 数据交换技术 3 u1)基本概念 u数据、信号、信号带宽； u数据传输、数据通信、数据通 信系统 u信道、码元、数据包和数据帧 、数据传输速率、出错率 4 5 6 l抗干扰能力强 l可靠性高（利用差错控制技术） l信息安全度高（容易加密） l可传递各种信息，灵活适用 l方便计算机处理 7 u异步传输方式 u同步传输方式 l面向字符的 l面向比特的 8 u通信系统的四种数据变换 l模拟数据/模拟信道，可直接传输 l数字数据/模拟信道，需要变换。 l模拟数据/数字信道，需要变换。 l数字数据/数字信道，可直接传输 u生成两种传输方式（详见下页 ） 9 u1）基带传输系统 l数字数据变换为数字信号传输的方 式 u2）宽带传输系统 l数字数据变换为模拟信号的方式 10 11 u不归零编码（nrz ） u曼彻斯特编码 12 u正、负电平分别对应二进制数 字的1，0，脉冲波形的有、无 或正、负都占据一码元的全部 时间（因此，不归零码又称为 全宽码），电脉冲之间无间隔 ，当连续发送“0”码或连续发送 “1”码时不易识别 13 14 u曼彻斯特编码是将每一位码元 分成两个相等的间隔，每一位 的中间有一个跳变，从高电平 跳变到低电平表示0，从低电平 跳变到高电平表示1。中间的跳 变可作为时钟信号和数据信号 ，这样有利于接收端提取同步 信号。 15 16 17 u幅移键控法（ask） u频移键控法（fsk） u相移键控法（psk） 18 u在幅移键控（ask）方式下，用 载波频率的两个不同的振幅来表示 两个二进制值。即用振幅恒定载波 的存在来表示二进制数字“1”，而 用振幅为0来表示另一个二进制数 字“0”。幅移键控方式技术简单， 实现容易，但却易受干扰影响，因 此，是一种效率相当低的调制技术 。 19 u在频移键控（fsk）方式下，用 载波频率附近的两个不同频率来表 示两个二进制值。这种方案比起幅 移键控方式来，不容易受干扰的影 响。这种方式一般用于高频（3 30兆）的无线电传输，它甚至也 能用于较高频率使用同轴电缆的局 部网络，是目前较常见的调制方法 之一。 20 u在相移键控（psk）方式下， 利用载波信号的相位移动来表 示数据，也可以使用多于两相 的位移。相移键控技术有较强 的抗干扰能力，而且比频移键 控方式更有效。 21 22 u多路复用技术是一种将两个或 多个彼此相互独立的信号合并 为一个复合信号，在一条公用 信道上进行传输的方法。 23 u只需一条通信线路，所需的传 输介质较少，且传输介质的容 量可以得到充分利用。 u由于节省了不必要的传输线路 投资，大大地降低了设备费用 。 u多路复用系统对用户是透明的 ，提高了通信系统的工作效率 。 24 u频分多路复用技术 u时分多路复用技术 u波分多路复用技术 u码分多路复用技术 25 26 27 28 u 码分多路复用技术cdma也 称为码分多址技术，cdma基 于码型分割信道，每一个用户 分配一个地址码，这些地址码 码型互不重叠，以区分每个用 户。所有用户共享信道的频率 和时间资源。 29 u通常从两方面入手： u1）改善通信系统的物理信道 性能的方法 u2）运用差错控制方法 30 u尽量选择质量好的传输线路，采 取有效的屏蔽措施，以改善其电气 性能和传输特性； u适当增大发送信号的功率； u选择抗干扰性强的调制解调方案 ； u匹配滤波接收，最大限度地抑制 随机干扰。 31 u差错控制概述 u常见的几种差错控制编码 32 u产生差错的原因 l突发干扰 l随机干扰 l混合干扰 u差错控制方法 l前向纠错 l检错重发 l混合差错控制 l反馈检验 33 1.奇偶校验码 2.循环冗余码 34 u奇偶校验码是一种简单的检错码 ，其编码原理是通过增加冗余位使 字符中“1”的个数保持为奇数（奇 校验）或者偶数（偶校验）。 u奇偶校验码分为垂直奇偶校验码 、水平奇偶校验码、水平垂直奇偶 校验码等 35 给定k(x)和g(x)求其（n，k）循环冗 余码的过程可归纳为以下三个步骤： 用x n-k乘以k(x)。 用x n-kk(x)除g(x)得到余式r(x)。 将多项式r(x)对应的（n-k）位冗 余位rn-k-1r n-k-2r1r0附加在信息位后 面，则编码器输出的码多项式为x n- kk(x)+ r(x)。 36 u网络交换技术是指在任意拓扑 结构的数据通信网络中，通过 网络结点的某种转换方式实现 任意两个或多个系统之间连接 的技术。 37 38 u在数据传输之前，首先由源系统发出 连接请求，在源系统和目的系统之间 建立起一个专用的物理通路，然后进 行数据传输。在整个数据传输期间， 源系统和目的系统始终占用这个物理 通路，直到数据传输结束，才释放该 通路。当两个相邻结点间的通信容量 很大时，可在两结点间同时存在多个 物理链路。线路交换通常包括线路建 立、数据传输、线路拆除三个阶段 39 u存储转发交换的原理是在交换设 备的控制下，使输入信息先存入缓 冲存储器，并相应进行一些必要的 处理，待指定输出线路有空闲时， 再把这段信息转发出去。 u存储交换分为: l报文交换 l分组交换。 40 u报文交换方式以一个完整的报文为单位，一次传送一个报 文 u在报文交换过程中，每个交换结点独立地为每个报文进行 路由选择，并传输给下一个结点，直至到达目的系统。 u特点： u各条信息通路的数据传输速率可以不相同，因而两端系统 也可工作于不同的速率。 u差错控制由各条信息通路负责，简化了两端系统的设备。 u任何时刻一个报文只占用一条信息通路资源，而不是信道 上所有通路资源，提高了传输速率和网络资源的可共享性 。 41 u分组交换实质和工作机理与报文 交换技术完全相同，不同之处是参 与交换的数据单元及其长度不同。 u分组交换的数据单元是分组，是 将一个报文分成若干个较短的报文 分组，每个报文分