数据通信技术基础

1、数据通信技术基础考试内容和要求考试内容和要求1掌握数据通信的概念、通信信号的原理、通信模型、通信介质。2了解通信信道的分类及通信的主要技术指标。3了解数据传输模式的分类及其相关概念。4了解数据交换常用的三种方式。5. 了解多路复用技术。6. 了解常用的通信系统。学习目标掌握数据通信的概念、通信信号的原理、了解通信信道的分类及通信的技术指标掌握数据传输模式，了解数据交换方式、了解常用的通信系统通信模型、通信介质多路复用技术9.1数据通信的基本概念当今社会正处于一个信息和网络时代，人与人之间要经常互通信息，从一般意义上讲这就是通信(Communication )。通信是现代人们生活中不可缺少的一部

2、分，它对社会发展产生深刻的影响，因而掌握通信技术具有十分重要的意义。通信的根本目的就是传递信息。由于现在的信息传输与交换大多是在计算机之间或计算机与外围设备之间进行，所以数据通信有时也称为计算机通信。 所谓数据通信是指依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息。它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。通俗而言，数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务。从数据通信的定义可见，数据通信包含两方面的内容，数据传输和数据传输前后的处理(如数据的采集、交换、控制等)。数据传输是数据通信的基础，而数据传输前后的处理使数据的远距离交互得以实现

3、。9.1.1通信信号与通信模型1.通信信号 数据通信中数据从一方传送到另一方，数据必须以一种合适的形式快速有效地传送，并能够被人们利用。数据一般可理解为“信息的数字化形式”，在计算机网络系统中，数据通常理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。声音信息、图像信息、文字信息以及从现实世界直接采集的各种信息，均可转换为二进制编码在计算机网络系统中存储、处理和传输。 (1)信号(Signal)概念 信号简单地说是信息的表现形式，具有确定的物理描述。如电磁信号，光信号等。 (2)数字信号与模拟信号 信号可分为数字信号和模拟信号，从时间域来看，数字信号是一种离散信号，模拟信号是一段连续变化信号。

4、数据可以是模拟的，也可以是数字的。模拟是与连续相对应的。模拟数据是取某一区间的连续值，而模拟信号是一个连续变化的物理量，如图9-1 (a)所示。例如，声音信号是一个连续变化的物理量，声音数据是在一个区间内取连续值。数字是与离散相对应的。数字数据取某一区间内有限个离散值，数字信号取几个不连续的物理状态来代表数字，如图9-1 (b)所示。由离散数字按不同的规则组成的离散数字序列就形成了数字数据，其离散数字的序列便是数字数据代码。最简单的离散数字是二进制数字0和1，它分别用信号的两个物理状态(如低电平和高电平)来表示。利用数字信号传输的数据，在受到一定限度的干扰后是可以恢复的。例如，用高电平SV代表

5、数字1，用低电平3V代表数字0，如果电压因干扰分别变成4.9V和3.1V，接收信号的一端依然可以判定接收的数字数据是1和O。9.1.1通信信号与通信模型 2.通信模型 数据通信系统是指以计算机为中心，用通信线路与分布于远地的数据终端设备连接起来，执行数据通信的系统。现代通信系统虽然种类繁多，但根据其信息特点，可以概括成一个基本的通信模型，如图9-2所示。 信源:产生待发送数据的设备，是信息的发出者。 变换器:对信号进行转换和编码，以产生能在特定的传输信道中传输的信号。 信道:连接信源和信宿的传输介质或复杂网络。 反变换器:从信道接收信号并将其转换成信宿能处理的信号。 信宿:从反变换器接收数据，

6、并能还原成原信号，是信息的接收者。 噪声源:通信系统中不能忽略噪声的影响，通信系统中的噪声可能来自各个部分， 包括发送或接收信息的周围环境、各种设备的电子器件、信道外的电磁场干扰等。 噪声的存在影响通信质量。9.1.1通信信号与通信模型从计算机网络技术的组成部分来看，一个完整的数据通信系统一般由以下几个部分组成:数据终端设备，通信控制器，通信信道，信号变换器。如图9-3所示。 数据终端设备:即数据的生成者和使用者，它根据协议控制通信的功能。最常用的数据终端设备就是网络中的微机。此外，数据终端设备还可以是网络中的专用数据输出设备，如打印机等。 通信控制器:它的功能除进行通信状态的连接、监控和拆除

7、等操作外，还可接收来自多个数据终端设备的信息，并转换信息格式。如微机内部的异步通信适配器 ( UART )、数字基带网中的网卡等。 通信信道:是信息在信号变换器之间传输的通道。如电话线路模拟通信信道、DDN专用数字通信信道等。 信号变换器:它的功能是把通信控制器提供的数据转换成适合通信信道要求的信号形式，或把信道中传来的信号转换成可供数据终端设备使用的数据，最大限度地保证传输质量。在计一算机网络的数据通信系统中，最常用的信号变换器是调制解调器和光纤通信网中的光电转换器。信号变换器和其他的网络通信设备又统称为数据通信设备(DCE)，DCE为用户设备提供入网的连接点。9.1.1通信信号与通信模型一

8、个计算机网络通信系统实例，如图9-4所示。9.1.1通信信号与通信模型数据通信系统要完成通信任务，必须考虑以下关键性问题。传输系统利用率:指有效地使用传输设备，这些设施通常是由很多的通信设备共享。因此要有效地分配传输介质的容量，如采用多路复用技术等;要协调传输服务的要求以免系统过载，如采用拥塞控制技术等。.接口规范:为了通信，设备必须和传输系统有接口，使发送端产生的信号特征(如信号的波形和信号强度)能适应信道的传输，以及在接收端能对数据做正确解释。同步:接收端要按发送端发送的数据频率和起止时间来接收数据，使自己的时钟与发送端致，实现同步接收。.交换管理:在两个实体通信期间的各种协调管理。.差错

9、检测和校正:对通信中产生的差错进行检测和校正，并通过流量控制防止反变换器来不及接收的信号。.寻址和路由:决定信号到达目标的最优路径。恢复:不同于差错检测和校正，“恢复”指在系统由某种原因被破坏或中断后(包括自然灾害)，对系统进行必要的恢复。报文格式:两个对话实体进行协商，使报文格式一致。安全:保证正确地、完整地、不被泄露地将数据从发送端传输至接收端。网络管理:对复杂的通信系统进行配置、故障、性能、安全、计费等管理。9.1.2 信道分类及通信主要指标1.信道分类 信道可按不同的方式来分类。从概念上可分为广义信道和狭义信道;按传输媒体可分为有线信道和无线信道;按允许通过的信号类型分为模拟信道和数字

10、信道等。 (1)广义信道和狭义信道 广义信道是指相对某类传输信号的广义上的信号传输通路。它通常是将信号的物理传输媒介与相应的信号转换设备合起来看作是信道，常用的信道如调制信道，即将调制器和解调器之间的信道和设备看作是一个广义信道。 狭义信道是指传输信号的具体的传输物理媒介，如电缆、光纤、微波、卫星等传输线路。在讨论信道时，物理传输媒介仍是重点。 (2)有线信道和无线信道 有线信道(对称电缆、同轴电缆、光纤等)具有性能稳定、外界干扰小、维护便利等优点，在通信网中占有较大的比例。但是，一般有线信道架设工程量大，一次性投资较大。目前，在有线信道中，光纤的使用比重正在进一步增大。 无线信道(中波、短波

11、、微波、卫星)是利用无线电波在空间进行信号传输，无线信道通信成本低，通信的建立比较灵活，可移植性大。但是，一般无线信道受环境气候影响较大，保密性差。目前，在无线信道中，微波和卫星信道的使用比重较大。 (3)模拟信道和数字信道 模拟信道中传输的是模拟信号。使用模拟信道进行数据通信比较方便，但传输过程中容易受到千扰而失真，必须采用有效的差错控制技术。电报、电话网出现在计算机网络之前，该网采用的是模拟信道。 数字信道中传输的是二进制数字脉冲信号。使用数字信道进行数据通信效率高，质量好，对所有频率的信号都不衰减，或都作同等比例衰减。长距离通信时，数字信号也会有所衰减，因此数字信道中常采用类似放大器功能

12、的中继器来识别和还原数字信号。例如使用光纤的数字信道。9.1.2 信道分类及通信主要指标 2.数据通信中的几个主要指标 ( 1)比特率 比特率是数据传输速率，是指在有效的带宽上，单位时间内所传输的二进制代码的有效位(bit )数，可用每秒比特数(b/s )单位表示。 ( 2)波特率 波特率是一种调制速率，是指数字信号经过调制后的速率，即调制后的模拟信号每秒钟变化的次数，其单位为波特(Baud ) o 波特率和比特率不总是相同的，如果一个信号由1比特组成，比特率若是2 400b/s，则波特率也是2 400B。如果一个信号由2比特组成，t匕特率若是2 400b/s，则波特率是1 200B o (3

13、)带宽 带宽是指物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹 CHz)。 (4)信道容量 信道容量是指物理信道上能够传输数据的最大能力，即极限数据传输速率。当信道_传输的数据速率大于信道所允许的数据速率时，信道就不能用来传输数据了。 (5)误码率 误码率是指二进制编码在数据传输中被传错的概率，也称出错率。 (6)吞吐量 吞吐量是指数值上大于等于信道在单位时间内传输的总的数据量，单位也是b/s 。9.1.3 通信介质通信(传输)介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。计算机网络通信中通常使用双绞线、同轴电缆、光纤等有线传输介质。另外，也经常利用无线电短波、微波、红外线

14、、激光、卫星通信等无线传输介质。常用的传输介质如下。 1.双绞线 双绞线是两根绝缘铜线相互扭绕成有规则的螺旋形，由I对线作为一条通信线路，计算机网络中常用的是由4对双绞线构成双绞线电缆。双绞线是一种广泛使用的通信传输介质，既可以传输模拟信号，也可以传输数字信号。双绞线电缆的连接器一般使用RJ-45接头，用来连接计算机的网卡或集线器等通信设备。双绞线与RJ-45接头连接示意如图9-5所示。 9.1.3 通信介质双绞线主要分为两类，即非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted-Pair, UTP)和屏蔽双绞线( Shielded Twisted-Pair, STP )。屏蔽双绞线增加了一个

15、屏蔽层，能有效地防止电磁干扰。 EIA/TIA(电子工业协会/电信工业协会)为非屏蔽双绞线制定了布线标准，目前常用的为S类线和6类线，可用于1 OOMb/s和1 OOOMb/s的以太网。 计算机网络中，双绞线的连接分为计算机至计算机和计算机至集线器两种。参照T568B标准，计算机至集线器的双绞线，其8芯线按颜色顺序一一对应进行连接，如表9-1所示。计算机至计算机的双绞线(不经过集线器)，连接顺序如表9-2所示。表9-1计算机至集线器双绞线的连接9.1.3 通信介质 2.同轴电缆 同轴电缆是由一根空心的外圆柱形导体围绕着单根内导体构成的。内导体为实芯或多芯硬质铜线电缆，外导体为硬金属或金属网，内

16、、外导体之间有绝缘材料，如图9-6所示。同轴电缆的连接器可以用BNC或T连接器。 同轴电缆可以用于长距离的电话网络，有线电视信号的传输通道以及计算机局域网络。SOS2的同轴电缆可用于数字信号发送，称为基带同轴电缆;7552的同轴电缆可用于频分多路转换的模拟信号发送，称为宽带同轴电缆。在抗干扰性方面，对于较高的频率，同轴电缆优于双绞线。9.1.3 通信介质 3.光纤 光导纤维电缆，简称光纤。它是由纤芯、包层和护套组成，其中纤芯由玻璃或塑料制成，包层由玻璃制成，护套由塑料制成，四芯光纤及其剖面的示意如图9-7所示。光纤一般使用光纤收发器进行连接。将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太

17、网传输媒体转换单元，称为光纤收发器(光电转换器)。如SC接头光纤收发器和ST接头光纤收发器。光纤的很多优点使得它在远距离通信中起着重要作用。光纤与同轴电缆相比有如下优点。 (1)光纤有较大的带宽，通信容量大。 (2)光纤的传输速率高，能达到甚至超过千兆位/秒。 (3)光纤的传输衰减小，连接的范围更广。 (4)光纤不受外界电磁波的干扰，因而电磁绝缘性能好，适宜在电气干扰严重的环境中应用。 (5)光纤无串音干扰，不易被窃听和截取数据，因而安全保密性好。 目前，光纤通常用高速的主干网络。9.1.3 通信介质 4.无线传输介质 在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如，高山、湖泊或岛屿等，特别是通

18、信距离远，对通信安全性要求不高，敷设电缆或光纤成本过高时，利用无线电波等无线传输介质在空间传播，实现数据通信。 无线电数字微波通信系统在远距离大容量的数据通信中占有极其重要的地位，其频率范围为300MHz-300GHz。微波通信主要有两种方式:地面微波接力通信和卫星通信。 微波在空间中采用直线传播，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到限制且与天线的高度有关，一般只有SOkm左右，通信时必须建立多个中继站，中继站把前一站发来的信号经过放大后再发往下一站。 卫星通信就是利用位于36 OOOIan高空的人造地球同步卫星作为微波中继站的一种特殊形式的微波通信。卫星通信可以克服地面微波通信的距离限制

19、，其最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。卫星通信的频带比微波通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。但是卫星通信的传播时延较长。 红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。9.2 数据通信技术 数据通信技术中，不仅是完成数据的传输，还要对数据传输前后的数据进行处理，如数据的交换、数据传输的效率分析等。9.2.1数据传输模式 数据传输模式是指数据在通信信道上传送所采取的方式。按数据代码传输的顺

20、序可分为并行传输和串行传输;按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输;按数据传输的流向可分为单工、双工和全双工数据传输;按被传输的数据信号特点可分为基带传输、频带传输和数字数据传输。 1.串行和并行传输 串行传输是数据以串行方式在一条信道上传输。该方法易于实现，成本低，用于长距离传输，但速度慢。 并行传输是将数据以成组的方式在两条以上的并行信道上同时传输。并行传输速度快，不需另外措施实现同步，但设备复杂，成本高，适用于短距离传输。9.2.1 数据传输模式 2.同步与异步传输 (1)同步传输同步就是接收端按发送端发送的每个码元的起止时间及重复频率来接收数据，并且要校准自己的时钟以便与发送端的

21、发送取得一致，实现同步接收。数据传输的同步方式一般分为字符同步和位同步，字符同步通常是识别每一个字符或一帧数据的开始和结束;位同步则识别每一位的开始和结束。字符同步传输示意，如图9-8所示。 同步传输方式适用于同一个时钟协调通信双方，传输速率较高。 (2)异步传输 在异步传输中，发送端可以在任意时刻发送字符，字符(信息帧)之间的间隔时间可以任意变化。该方法是将字符看作一个独立的传送单元，在每个字符的前后各加入1 3位信息作为字符的开始和结束标志位，以便在每一个字符开始时接收端和发送端同步一次，从而在一串比特流中可以把每个字符识别出来。异步传输实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确地

22、同步，数据传输效率低于同步传输。异步传输1个字符示意，如图9-9所示。9.2.1 数据传输模式3.单工、半双工和全双工通信 (1)单工通信 单工通信是指通信双方传送的数据是一个方向，不能反向传送。如图9-10所示，数据只能从A传送至B，而不能由B传送至A。单工通信在理论上只需一根线，而在实际中一般采用二线制，一个正向传送数据，一个反向传送控制信号。无线电广播和电视信号传播都是单工通信。 (2)半双工通信 半双工通信是指通信双方传送的数据可以双向传输，但不能同时进行，发送和接收共用一个数据通路，若要改变数据的传输方向，需要利用开关进行切换。由于通信需要切换传输方向，故效率低，但可节省传输线路。如

23、图9-11所示，信息可以从A传送至B，或从B传送至A。对讲机就是半双工通信的一个例子。9.2.1 数据传输模式 (3)全双工通信 全双工通信是指通信双方可以同时双向传输，如图9-12所示。它相当于两个相反方向的单工通信的组合，因此可采用四线制。显然全双工通信较前两种方式效率高、控制简单，但结构复杂，成本高。例如，电话是全双工通信，双方可以同时讲话;计算机与计算机通信也可以是全双工通信。9.2.1 数据传输模式4.基带传输、频带传输和数字数据传输 (1)基带传输 基带传输是指计算机(或终端)输出的二进制“1”或“0”的电压(或电流)直接送到电路的传输方式，即终端设备把数字信号转换成脉冲电信号直接

24、传送。基带传输用于短距离的数据通信。 (2)频带传输 频带传输是指把代表二进制，1”或“0”信号，通过调制解调器变成具有一定频带范围的模拟信号进行传输。频带传输可实现远距离的数据通信。 (3)数字数据传输 数字数据传输方式是利用数字信道传输数据信号的一种方式。这种方式效率高，传输质量好。9.2.2 数据交换方式在网络通信系统中，考虑网络结构时的一个重要因素就是怎样进行信息交换。交换方式是指计算机之间、计算机与终端之间和各终端之间交换信息所用信息格式和交换装置的方式。根据交换装置和信息处理方法的不同，常用的交换方式有3种:电路交换、报文交换和分组交换。 1.电路交换 电路(线路)交换(Circu

25、it Switching)方式，是通过网络中的结点在两个站之间建立一条专用的通信线路，是两个站之间一个实际的物理连接。当两个站之间一旦建立连接，连接的通信线路就成为它们之间的临时专用通路，别的用户不能使用通道，直到通信结束才拆除连接。电话系统就是最普通的电路交换实例。电路交换的通信过程分为电路建立、数据传输、拆除电路连接3个阶段。 电路建立:在传输数据之前，完成两站之间各个结点的连接，形成站到站的直通电路。 .数据传送:电路建立结束后，两站之间即可进行数据传输，传输的数据可以是数字的，也可以是模拟的。 .线路拆除:在完成数据传输后，终止电路连接，释放结点和信道。 从性能上看，电路建立阶段存在延

26、时，但一旦电路建立，网络对用户是完全透明的，数据可以固定的速率进行传输，除了传输延迟外，不再有其他延迟，也不会发生冲突，数据传送可靠、迅速，不丢失且保持着传输的顺序，因此电路交换方式能适应实时传输。 用电路交换方式进行通信时，若在连接时间内没有数据传输，但线路仍然必须保持连通状态，电路资源被通信双方独占，线路利用率低;如果通信量不均匀，网络负载过重，则容易引起阻塞。9.2.2 数据交换方式2.报文交换 报文交换方式，是源站在发送报文时，把目的地址添加到报文中，然后报文在网络中从一个结点传至另一个结点。在每个结点中，接收信息后暂时存储起来，待信道空闲时再转发到下一结点，这种工作方式叫存储转发方式

27、。存储转发具有存储信息的能力，所以能平滑通信量和充分利用信道。 报文交换方式与电路交换方式相比有如下特点: .线路效率较高。因为许多报文可分时共享一条结点到结点的通道。 .接收者和发送者无需同时工作。在接收者忙时，网络结点可先将报文暂时存起来。 当流量增大时，在电路交换中可能导致一些呼叫不能被接收，而在报文交换中，报文仍可接收，只是延时会增加，但不会引起阻塞。 报文交换可把一个报文送到多个目的地，而电路交换很难做到这一点。 .可建立报文优先级，使得一些短的、重要的报文优先传递，并可以在网络上实现差错控制和纠错处理。 .报文交换能进行速度和代码转换。两个数据传输率不同的站可以互相连接，也易于实行

28、代码格式的变换(如将ASCII码能变换为EBCDIC码)。这在电路交换中是不可能的。 报文交换的主要缺点是网络延时较长，波动范围较大，不宜用于声音连接，也不适合交互式终端到计算机的连接，例如，话音、传真、终端与主机之间的会话业务等。9.2.2 数据交换方式3.分组交换 分组交换吸取了报文交换的优点，仍然采取存储转发方式，但不像报文交换以报文为单位交换，而是把报文裁成若干比较短的、规格化了的“分组”(Packet，或称包)进行交换和传输。从表面上看，两者的主要区别在于传输数据单元的大小。报文的长度是随机的，可达几千至几万比特，甚至更长。分组交换传输数据的单元为分组，每个分组都包含有数据和目的地址

29、，其长度受到限制，典型的最大长度是1000位至几千位。 在分组交换网中，有两种常用的处理数据的方法:数据报方式和虚电路方式。 (1)数据报方式 在数据报方式中，每个分组被称为一个数据报(数据包)，若干个数据报构成一次要传送的报文或数据块。数据报方式采用同报文交换一样的方法对每个分组单独进行处理(把分组看成一个小报文)。 在数据报中，每个数据包被独立地处理，就像在报文交换中每个报文被独立地处理那样，每个结点根据一个路由选择算法，为每个数据包选择一条路径，使它们的目的地相同。由于不同时间的网络流量、故障等情况不同，大数据段的各个数据包不能保证按发送的顺序到达目的结点。为此，每个数据包都有相应的发送

30、顺序信息，接收端根据这些信息把它们重新组合起来，恢复原来的数据块。9.2.2 数据交换方式(2)虚电路方式 在虚电路中，数据在传送以前，发送和接收双方在网络中建立起一条逻辑上的连接，但它并不是像电路交换中那样有一条专用的物理通路。逻辑连接路径上各个节点都有缓冲装置，缓冲装置服从于这条逻辑线路的安排，也就是按照逻辑连接的方向和接收的次序进行转发。这样每个结点就不需要为每个数据包作路径选择判断，就好像收发双方有一条专用信道一样。发送方依次发出的每个数据包经过若干次存储转发，按顺序到达接收方。双方完成数据交换后，拆除该虚电路。 分组交换比报文交换有以下明显的优点。 (1)减少了时间延迟。每个分组传输

31、延时小于报文延时。因为多个分组可同时在网中传播，使总的延时大大减少。 (2)每个结点上所需缓冲容量减少了(因为分组长度小于报文长度)，有利于提高结点存储资源的使用效率。 (3)传输数据发生错误时，分组交换方式只需重传一个分组而不是整个报文，减少了每次传输发生的错误率以及重传信息的数量。 (4)易于重新传输。可让紧急报文迅速发送出去，不会因传输优先级较低的报文而堵塞。 分组交换的缺点:每个分组都要附加一些控制信息，增加了所传信息的容量，相应地，加工处理时间也有所增加。 目前，分组交换广泛用于计算机网络中。9.2.2 数据交换方式4.其他数据交换技术 随着通信技术和计算机网络技术的发展，出现了高速

32、数据交换技术。 (1)利用数字语音插空技术(Digital Speech Interpolation. DSI)，能提高线路交换的传输能力。 (2)帧中继(Frame Relay)是对目前广泛使用的X.25分组交换通信协议的简化和改进。这种高速分组交换技术可灵活设置信号的传输速率，充分利用网络资源，提高传输效率，可对分组呼叫进行带宽的动态分配，具有低延时、高吞吐量的网络特性。 (3)异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode, ATM)是电路交换与分组交换技术的结合，能最大限度地发挥线路交换与分组交换技术的优点，具有从实时的语音信号到高清晰度电视图像等各种高速综合业务的

33、传输能力。为了充分利用传输介质，降低成本，提高有效性，人们提出了复用问题。多路复用是指在数据传输系统中，允许两个或多个数据源共享同一个公共传输介质，就像每一个数据源都有自己的信道一样，也就是将若干个彼此无关的信号合并为一个在一个共用信道上传输的复合信号的方法。 多路复用技术通常采用频分多路复用(FDM )、时分多路复用(TDM )、波分多路复用(WDM)。 1.频分多路复用 频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。它将物理信道的总带宽分割成若干个互不交叠的子信道，每一个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用。如图9-13所示。 频分多路复用的优点是通信信道利用率高，允许复用的路数多，分路方便

34、，频带宽度越大，在此频带宽度内用户就可以越多;缺点是设备复杂，抗干扰能力差。频分多路复用最普遍的应用就是在电视和无线电传输中。9.2.3多路复用技术9.2.3多路复用技术2.时分多路复用 时分多路复用是将一条物理线路按时间分成一个个互不重叠的时间片，每个时间片常称为一帧，帧再分为若干时隙，轮换地为多个信号所使用。每一个时隙由一个信号(一个用户)占用，该信号使用通信线路的全部带宽。如图9-14所示。 时分多路复用分为同步时分多路复用和异步时分多路复用。 同步时分多路复用是指分配给每个用户的时隙是固定的，不管是否有数据发送，属于该用户的时隙都不能被其他用户占用，从而造成信道资源的浪费。 异步时分多

35、路复用，允许动态地分配时隙，如果某个用户不发送数据，则其他的用户可以占用该时隙。异步时分多路复用可以为更多的用户服务，即用户数可以比时隙数多，当所有时隙全部被占用而仍有新用户需要分配时隙时，就得采取排队或竞争的方法。 时分多路复用技术适合于数字信号的场合，是计算机通信网分时系统的基础。9.2.3多路复用技术3.波分多路复用 波分多路复用与频分多路复用使用的技术原理是一样的，与FDM技术不同的是，波分多路复用采用光纤作为通信介质，利用光学系统中的衍射光栅，来实现多路不同频率(波长)光波信号的合成与分解。9.3 常用通信系统 随着人们传递信息的手段不断进步，出现了电话、电报、计算机、短波、移动通信

36、和卫星通信系统等，常用的通信系统如下。常用通信系统如下。9.3.1电话系统 从1876年美国人贝尔发明电话系统以来，电话通信发展己经经历了100多年的历史，其间，电话系统从最早的直接方式到今天的数字程控交换网络，从单一的通话业务到能提供数十种新业务等，可以说，它己经发展到了相当成熟的程度。 1.电话系统的结构 在电话系统中，为使任何两个终端用户之间能进行通信，而且既要保证通信质量，又要求经济合理，需要根据通信的流量和终端所在范围把整个电话网络分成区域，再把各区域的通信流量汇聚起来，以此来提高网络线路的利用率，更加有效地利用网络资源。 在我国，电话网分成长途网和本地网，如图9-15所示。 9.3

37、.1 电话系统 其中，本地网是指在同一个长途编号区范围内，由若干个端局及局间中继、城市中继、用户线所组成，端局是本地网的交换中心。在不同长途编号区的范围进行通信需要经过长途网，长途网由4级交换中心组成，各级交换中心的功能是疏通该交换中心服务区域内的长途话务，4级交换中心分别负责长途来话、长途去话、转话话务和长途终端话务。2.综合业务数字网 综合业务数字网(ISDN)是一个以综合数字网(IDN)为基础发展起来的，它是支持语音和非语音等各类业务的综合业务通信网络。ISDN具有通信业务的综合化、高可靠性和高质量的通信、使用方便等特点，用于数字电话、数字传真、可视图文、数据通信、视频业务等。9.3.2

38、 移动通信系统随着人们对通信的要求越来越高，在任何地方与任何人都能及时沟通联系、交流信息，这必须借助于新的通信技术，移动通信技术就是其一。 现代移动通信集中了无线通信、有线通信、网络技术、计算机技术等许多成果，在人们的生活中得到广泛的应用，弥补了固定通信的不足。 1.移动通信的特点 由于移动通信系统需能保证移动体在运动中实现不间断通信，尽可能为移动用户提供高质量、方便、快捷的服务，因此移动通信有其自身的特点和更高的要求。与有线通信方式和固定无线通信方式相比，移动通信有如下特点。电波传播环境复杂。干扰和噪声的影响大。处于运动状态下的移动台工作环境恶劣。控制系统复杂。组网方式灵活多样。9.3.2 移动通信