精华资料盘算机收集与通信-201109-第2章数据通信基础.ppt

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1、蛙径矩枫弗狞骆残讶砒孜赫毕斟幅惠国炙魔俺浓省腋爆姓喜肖炼卷否释藕计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础第第2章章 数据通信基础数据通信基础教材第教材第2章章通信子网的基本技术通信子网的基本技术电气学院电气学院武晓莉武晓莉2011.09泊灸苗熄夸颓厉睦伎蝶绳鬃屈张嗜敛同鬼良擂抄岩论湖恳缘吉骚哥闲星傈计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1目录目录pp2.12.1通信系统模型与信道特性通信系统模型与信道特性通信系统模型与信道特性通信系统模型与信道特性n2.1.1通信系

2、统模型与基本概念通信系统模型与基本概念n2.1.2信道带宽与数据传输速率的关系信道带宽与数据传输速率的关系n2.1.3带宽与傅立叶分析带宽与傅立叶分析n2.1.4信道的最大数据速率信道的最大数据速率pp2.22.2物理传输介质物理传输介质物理传输介质物理传输介质pp2.32.3传输技术传输技术传输技术传输技术n2.3.1模拟传输与数字传输模拟传输与数字传输n2.3.2数字调制技术数字调制技术n2.3.3脉码调制脉码调制n2.3.4多路复用多路复用n2.3.5数字信号的编码技术数字信号的编码技术p2.4差错控制p2.5数据链路常用技术p2.6交换技术p2.7接入技术河驶酸裕晕友堤迭跳桩牡臆陌青啮

3、燕腆壶拯笺若硷斧澡软象栏楼胜涎撤凝计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础2数据：(Data) 信息：(Information) 信号：(Signal) 2.1 通信系统模型与信道特性通信系统模型与信道特性p2.1.1通信系统模型与基本概念通信系统模型与基本概念数据是对客观事实进行描述的物理符号，是一种能够传递信息的载体。信息是数据中包含的意义，或者说对数据的进一步解释，是数据按有意义的关联排列的结果。信号是数据在传输过程中的表现形式，即信号是数据的电编码或电磁编码。模拟信号：时间和幅度的取值都是连续的，如温度、压力、流量等；数字

4、信号：时间上离散，幅度上量化，一般是由0，1的二进制代码组成的数字序列。喷坊都森妹姬讯逾彭粱赔吮揖炉羡宛缕蔼涡锋茅睬者衡顾舒嗅革并鲤盐金计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础3信源： 发出信号的电子设备变换器： 将原始信号变换为适合信道传输的信号类型信道： 信息的通道，用于信号传输的媒介及相关设备反变换器：将信道上的信号转换成信宿可接收的信号类型信宿： 信号的接收设备2.1.1 2.1.1 通信系统模型与基本概念通信系统模型与基本概念p通信系统模型通信系统模型现实例子（教材P36）讨斑撂案星攒纬芹对背煞菜汁需凿掩书吉米求商袁悉箍

5、拆握咀和恼私史姜计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础4现实生活中的通信系统现实生活中的通信系统公用电话网公用电话网公用电话网公用电话网墙坐游底职瓢鉴树晕帅趾恭娘蛆踊概搭畔哺磷瘫谴矮蹲娱勘藕到蝉忙硬提计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础5按数据在信道上的传输方向将通信方式分类：按数据在信道上的传输方向将通信方式分类：pp单工通信系统单工通信系统单工通信系统单工通信系统p双工通信系统公用电话网公用电话网公用电话网公用电话网p全双工、半双工（教材P40）粹鸯陪唐拈港

6、迂索簿是宁捂士低黎固蕾僚葫鸭成涤邀侠杯褂戏同斋荡聘昼计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础6模拟信道和数字信道模拟信道和数字信道pp信号：信号：信号：信号：n n连续变化连续变化连续变化连续变化模拟模拟模拟模拟(analog)(analog)信号信号信号信号n n离散变化离散变化离散变化离散变化数字数字数字数字(digital)(digital)信号信号信号信号pp信道：信道：信道：信道：n n模拟信道模拟信道模拟信道模拟信道传输模拟信号传输模拟信号传输模拟信号传输模拟信号n n数字信道数字信道数字信道数字信道传输数字信号传输数

7、字信号传输数字信号传输数字信号数字信道数字信道公共电话网（模拟信道）公共电话网（模拟信道）数字信道数字信道通过模拟信道进行的数据通信通过模拟信道进行的数据通信对于长距离传输，数字信号具有优越性。（教材P37）悟托钨祖坷况压屉令咱东汛逆斥野脓破过挠酱啤贤裳咯雌里契摧币祝募远计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础72.1 通信系统模型与信道特性通信系统模型与信道特性2.1.2 信道带宽与数据传输速率的关系数据传输速率：通信节点每秒钟发送的bit数，单位为b/s (bps)。带宽(bandwidth)：指的是传输介质所能够传输的信号的

8、频率范围/最高数据传输速率，单位是Hz/bps。超出此范围信号会有较大的失真而导致信号无法正确接收。信道的带宽是由传输媒体的性质决定的。二者之间的关系：信道带宽越大则其上允许的最大数据传输速率越高。 （教材P37）毡蔽勘疫铂鹃摔才刷鲍鹰疡烁涟蚊艘悯吼策蜂凿瓷悦娶药矿地硝讲协外葬计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础82.1.3 2.1.3 带宽与傅立叶分析带宽与傅立叶分析一个具有有限持续时间T的数字信号，可以看作为一个以此有限持续时间T为周期的周期阶梯函数F(t)。此函数可展开成傅里叶级数。这里，f = 1/T, 是基波频率。c

9、是直流分量；an和bn分别是n次谐波的正弦和余弦振幅值。谐波次数越高，则其频率也越高。信道可通过的谐波越多，叠加出来的波形与原始信号f(t)越近似，即失真越小，但同时谐波的频率就越高。（教材P37）商人鸽眨舍鲜珊勾辫绽筑标繁辨忱寓偷咸差律妮船娱鸽纬效啤榆令亥尾战计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础9随着项的个数的增多，叠加出来的曲线更加接近于原方波。随着项的个数的增多，通过的谐波频率就越高。2.1.3 2.1.3 带宽与傅立叶分析（续带宽与傅立叶分析（续1 1）（教材P38）椒窃岸姑肖版玻兹蹿程辨毫蔡涡惮砾用羌毖涸鳞鸯疲尊绰戴

10、拆坟址糜骆光计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础10pp若数据通信速率恒定，信道带宽越宽，意味着它可以传输更若数据通信速率恒定，信道带宽越宽，意味着它可以传输更若数据通信速率恒定，信道带宽越宽，意味着它可以传输更若数据通信速率恒定，信道带宽越宽，意味着它可以传输更高频率的谐波信号，数据失真越小。高频率的谐波信号，数据失真越小。高频率的谐波信号，数据失真越小。高频率的谐波信号，数据失真越小。pp信道带宽固定，数据速率越高，失真越大。信道带宽固定，数据速率越高，失真越大。信道带宽固定，数据速率越高，失真越大。信道带宽固定，数据速率

11、越高，失真越大。 n举例：举例：信道带宽为信道带宽为3kHz，数据传输速率为，数据传输速率为9600b/s，发送一个，发送一个字节的数据（字节的数据（8bits）需要时间）需要时间T：T=8/96000.83ms基波频率基波频率f1/T=1.2kHz对于对于3kHz的带宽，仅能通过两次谐波，数据失真很大。的带宽，仅能通过两次谐波，数据失真很大。 若数据信号传输速率为若数据信号传输速率为2400b/s，基波频率，基波频率f：基波频率基波频率f=300Hz对于对于3kHz的带宽，可通过的带宽，可通过10次谐波，数据失真较小。次谐波，数据失真较小。2.1.3 带宽与傅立叶分析（续带宽与傅立叶分析（续

12、2）（教材P38）颧意菱镭居鼻蕴悉民块跋鹰洱茧变斥慨废痘虑盅埔嘘诵滤操教谁缝乃口戚计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础11pp信道的最大传输速率与信道带宽有关：信道的最大传输速率与信道带宽有关：信道的最大传输速率与信道带宽有关：信道的最大传输速率与信道带宽有关：n n信道带宽越大，则信道上的信道带宽越大，则信道上的信道带宽越大，则信道上的信道带宽越大，则信道上的最大最大最大最大数据传输速率就越高。数据传输速率就越高。数据传输速率就越高。数据传输速率就越高。问题：在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速问题：在给定的信道环境下，

13、尽可能提高信息传输速问题：在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速问题：在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速率，存在的上限值是多少？率，存在的上限值是多少？率，存在的上限值是多少？率，存在的上限值是多少？pp两位学者对带宽和数据传输速率两者关系这个问题两位学者对带宽和数据传输速率两者关系这个问题两位学者对带宽和数据传输速率两者关系这个问题两位学者对带宽和数据传输速率两者关系这个问题进行了研究，给出了两个著名结论：进行了研究，给出了两个著名结论：进行了研究，给出了两个著名结论：进行了研究，给出了两个著名结论：n n奈奎斯特准则奈奎斯特准则奈奎斯特准则奈奎斯特准则n n香农定理香农定理香农定理

14、香农定理2.1.4 2.1.4 信道的最大数据速率信道的最大数据速率记住两个公式记住两个公式记住两个公式记住两个公式奈奎斯特公式奈奎斯特公式奈奎斯特公式奈奎斯特公式香农公式香农公式香农公式香农公式吕拌换页傈邢樟古柬阶释进楼济牺绷主惩西覆邱访杀佛骗蹲积贮专挤窒寥计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础12预备概念预备概念1 1：两种传输率及关系：两种传输率及关系pp数据速率（比特率）数据速率（比特率）数据速率（比特率）数据速率（比特率）每秒钟传输的比特数，单位为每秒钟传输的比特数，单位为每秒钟传输的比特数，单位为每秒钟传输的比特数，

15、单位为b/sb/sb/sb/s。pp码元速率（波特率）码元速率（波特率）码元速率（波特率）码元速率（波特率）每秒钟传送的电信号个数（码元每秒钟传送的电信号个数（码元每秒钟传送的电信号个数（码元每秒钟传送的电信号个数（码元数，数，数，数，1 1码元可携带码元可携带码元可携带码元可携带nbitsnbits的信息量，与其编码有关），单的信息量，与其编码有关），单的信息量，与其编码有关），单的信息量，与其编码有关），单位为位为位为位为“ “波特（波特（波特（波特（BaudBaud），简写为），简写为），简写为），简写为BB。波特率与比特率的关系：CBlog2LC比特率B波特率L信号可能取的离散值个数（

16、码元状态数）例：如图，求波特率、比特率：B4/0.001=4000波特C8000b/s53351ms10000111电平电平V（教材P39）鲸茅匆丑畦无毖硝抑耀算佃表瘦咐骚蟹专吠博缨言超兔组艳姬沁珍布疑识计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础13p额外混进的非期望信号称为噪声。额外混进的非期望信号称为噪声。p类型：类型：n热噪声：正态（高斯）白噪声热噪声：正态（高斯）白噪声p由带电粒子在导电媒体中的布朗运动引起。由带电粒子在导电媒体中的布朗运动引起。n交调噪声交调噪声p多个不同频率的信号共用同一传输媒体可能产生，是输入信号的频率

17、多个不同频率的信号共用同一传输媒体可能产生，是输入信号的频率和或差及这些频率的多倍数的组合。和或差及这些频率的多倍数的组合。n串音：串扰串音：串扰p一条信号通路中的信号在另一条信号通路上产生的干扰信号。一条信号通路中的信号在另一条信号通路上产生的干扰信号。n脉冲噪声脉冲噪声p突发出现的离散脉冲，是数据通信差错的主要根源。突发出现的离散脉冲，是数据通信差错的主要根源。预备概念预备概念2 2：噪声：噪声（教材P46）信噪比S/N：信号功率与噪声功率的比值Ps/Pn。常用分贝(db)来表示信道的信噪比：10lg(S/N)（教材P38）型权畦讲正银睬沛恳烩桨缔扒犀塌公睁瑰粥毡鹏贫佛姻缆值甥呸禁舶殖宁计

18、算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础14预备概念预备概念3 3：误码率误码率pp误码产生误码产生误码产生误码产生n n噪声干扰噪声干扰噪声干扰噪声干扰n n传输速度过高导致信号失真传输速度过高导致信号失真传输速度过高导致信号失真传输速度过高导致信号失真pp误码率误码率误码率误码率衡量信道传输质量衡量信道传输质量衡量信道传输质量衡量信道传输质量计算机通信网络中，误码率要求低于106。（教材P47）在二进制传输时，码元与比特等价，误码率又称误比特率。在多进制传输时，两者不相等。详巳藐兜幌芯喻忧址瞩酿骆籍倍迫死天将酬积必夕纷窝振逞弗嚣

19、贱沉网黍计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础15回到问题上来：回到问题上来：在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速率，在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速率，在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速率，在给定的信道环境下，尽可能提高信息传输速率，上限值是多少？上限值是多少？上限值是多少？上限值是多少？p在给定的信道环境下，在给定的信道环境下，在误码率任意趋近于零的在误码率任意趋近于零的在误码率任意趋近于零的在误码率任意趋近于零的情况下，情况下，情况下，情况下，单位时间内所能传输信息的最大速率，单位时间内所能传输信息的最大

20、速率，即即信道容量信道容量信道容量信道容量，单位，单位b/sb/sp说明：如果信源的信息传输速率说明：如果信源的信息传输速率RR信道容量信道容量C C，则理论上可使信源输出以任意小误码率通过信道则理论上可使信源输出以任意小误码率通过信道进行传输；如果进行传输；如果RCRC，则无差错传输在理论上是，则无差错传输在理论上是不可能的。不可能的。玩隘俄箱仟妒酋卤朋炭埃曼孔俊乳咐孔盟唁拓品扔熄彩皿嫂帽奏海钨陵稠计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础162.1.42.1.4信道的最大数据速率信道的最大数据速率（1.奈奎斯特公式奈奎斯特公式）

21、pp无热噪声情况下：无热噪声情况下：无热噪声情况下：无热噪声情况下：n n举例：传输介质的带宽为举例：传输介质的带宽为举例：传输介质的带宽为举例：传输介质的带宽为4kHz4kHz，可能的电平取值为，可能的电平取值为，可能的电平取值为，可能的电平取值为4 4种，则最大数据速率种，则最大数据速率种，则最大数据速率种，则最大数据速率C C：C C24log24log2 24=16kbps4=16kbps奈奎斯特公式：C最大数据传输速率（信道容量）H信道带宽L信号可能取的离散值个数（教材P38）B波特率推论溜浑铣饥欣繁杖站汕监组眶陈聂咬状猩专差罐蚊察儡嘱瓜目康粟燎松耸剁计算机网络与通讯_201109_

22、第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础172.1.42.1.4信道的最大数据速率信道的最大数据速率（2.香农公式香农公式）pp有高斯白噪声干扰的信道情况：有高斯白噪声干扰的信道情况：有高斯白噪声干扰的信道情况：有高斯白噪声干扰的信道情况：n n举例：信噪比为举例：信噪比为举例：信噪比为举例：信噪比为3030分贝，带宽为分贝，带宽为分贝，带宽为分贝，带宽为4000Hz4000Hz的信道最大的信道最大的信道最大的信道最大速率速率速率速率C C：S/N=10S/N=1030/1030/10=1000=1000C=4000logC=4000log2 2（1 11000

23、1000）40kbps40kbps香农公式香农公式香农公式香农公式: :CC最大数据传输速率（信道容量）最大数据传输速率（信道容量）最大数据传输速率（信道容量）最大数据传输速率（信道容量）HH信道带宽信道带宽信道带宽信道带宽S/NS/N信噪比信噪比信噪比信噪比一般使用分贝（一般使用分贝（一般使用分贝（一般使用分贝（dbdb）来表示信道的信噪比：）来表示信道的信噪比：）来表示信道的信噪比：）来表示信道的信噪比：10log10log1010(S/N)(S/N)（教材P38）峡臼颁忽勉帛济脾尽峭豌霓毁政凭斯痴士儿撑敌抉漾洁贮诵躺茅锈肚魏景计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络

24、与通讯_201109_第2章 数据通信基础18练习题练习题p1、常用的数据传输率单位有、常用的数据传输率单位有kbps,Mbps,Gbps，如果局域网的传输速率，如果局域网的传输速率100Mbps，那，那么发送么发送1bits数据需要的时间是：数据需要的时间是：A110（-6）sB110（-7）sC110（-8）sD110（-9）s答案：答案：C井蕉辰伍薪荷布如煌秤枫弥拽辫篙廓围遥懊篱记捣囱寒瑰磋翱睫砷耿湖暖计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础19练习题练习题p2、误码率是指二进制码元在数据传输系统中被、误码率是指二进制码元在

25、数据传输系统中被传错的传错的_：A比特数比特数B字节数字节数C概率概率D速度速度答案：答案：C影数雷亡怖戈聘挛婿畔胚乘偷扛蹬目隐菌一梯壮肃丛称肩嘎娄啥驳撼肝梧计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础20练习题练习题p3、对于一个实际的数据传输系统，在数据传输、对于一个实际的数据传输系统，在数据传输速率确定后，如果要求误码率越低，那么传输系速率确定后，如果要求误码率越低，那么传输系统设备的统设备的_：、造价越高；、造价越高；、结构越复杂；、结构越复杂；、线路带宽越大；、线路带宽越大；、拓扑结构越简单。、拓扑结构越简单。A和和；B和和

26、；C和和； D和和。答案：答案：A洋罩有纫敷木稚讲待耘樊异经虞币列立讯纫捻脆坟瓶狠缨车婆冕艾歌三霓计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础21练习题练习题p4、奈奎斯特准则从定量角度描述了、奈奎斯特准则从定量角度描述了_与速率与速率的关系：的关系：答案：带宽答案：带宽或或信道带宽信道带宽窿饮仟曝陋盒趾工痈嘻炼咋寞赶肩府兑墩良碴梦吞待嚏冶用冈复岔辽缨哄计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础22练习题练习题p5、香农定理描述了信道带宽与哪些参数之间的、香农定理描述了信道

27、带宽与哪些参数之间的关系：关系：、最大传输速率；、最大传输速率；、信号功率；、信号功率；、噪声功率；、噪声功率；A、和和；B仅仅和和；C仅仅和和；D仅仅和和。答案：答案：A袁绞瘁秦俘蔓梦沼撂犬绎攒贱密役由涪掐驶刹羌贩撤妥吁吧镰咬封窗氟椭计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础23补：信道时延补：信道时延(delay)(delay)pp定义：信号在信道中传播，从源端到宿端所需要定义：信号在信道中传播，从源端到宿端所需要定义：信号在信道中传播，从源端到宿端所需要定义：信号在信道中传播，从源端到宿端所需要的时间。的时间。的时间。的时间。

28、n n相邻站点传送数据的总时延主要是由以下几部分组成：相邻站点传送数据的总时延主要是由以下几部分组成：相邻站点传送数据的总时延主要是由以下几部分组成：相邻站点传送数据的总时延主要是由以下几部分组成：1.1.1.1.传播时延传播时延传播时延传播时延 这是电磁波在信道中传播所需要的时间，与距这是电磁波在信道中传播所需要的时间，与距这是电磁波在信道中传播所需要的时间，与距这是电磁波在信道中传播所需要的时间，与距离和电磁波速度有关离和电磁波速度有关离和电磁波速度有关离和电磁波速度有关。 2.2.2.2.发送时延发送时延发送时延发送时延( ( ( (传输时延传输时延传输时延传输时延) ) ) ) 这是发

29、送数据所需要的时间，与计算这是发送数据所需要的时间，与计算这是发送数据所需要的时间，与计算这是发送数据所需要的时间，与计算机发送速率有关。机发送速率有关。机发送速率有关。机发送速率有关。3.3.3.3.处理时延处理时延处理时延处理时延 网络节点处理分组花费的时间。网络节点处理分组花费的时间。网络节点处理分组花费的时间。网络节点处理分组花费的时间。4.4.4.4.排队时延排队时延排队时延排队时延 与网络的通信量有关。与网络的通信量有关。与网络的通信量有关。与网络的通信量有关。5.5.5.5.重发时延重发时延重发时延重发时延 实际的信道误码造成重新传送，因而增加了总的实际的信道误码造成重新传送，因

30、而增加了总的实际的信道误码造成重新传送，因而增加了总的实际的信道误码造成重新传送，因而增加了总的数据传输时间。数据传输时间。数据传输时间。数据传输时间。 n n对于广域网而言，信道时延难以估算。对于广域网而言，信道时延难以估算。对于广域网而言，信道时延难以估算。对于广域网而言，信道时延难以估算。（教材P16）俏朝详零痪旅圈祈揖迄墨扰剩衔音奏删再蹲开朗各集覆洋荷砚屯意描柞哑计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础242.2 物理传输介质物理传输介质p介质：用于传送信号的实际载体。介质：用于传送信号的实际载体。（认为用于传送信号的（认

31、为用于传送信号的物理媒体并不属于物理层，而是在物理层之下，因此有人物理媒体并不属于物理层，而是在物理层之下，因此有人把它当做第把它当做第0 0层）层）n有线有线双绞线双绞线同轴电缆同轴电缆光纤光纤n无线无线微波微波无线电波无线电波红外线红外线卫星卫星激光通信激光通信（教材P30）军叫莉鬼掇攒巫猛扣拭妻奄团赊淀拙妇律惶妹衡舵鸡因斩宝详封电危棺嗣计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础252.2 物理传输介质物理传输介质（教材P35）无线电无线电微波微波红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X射线射线 射线射线双绞线双绞线同轴电缆同轴电

32、缆卫星卫星地面微波地面微波 调幅调幅无线电无线电 调频调频无线电无线电 海事海事无线电无线电光纤光纤电视电视(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移动移动无线电无线电 电信领域使用的电磁波的频谱膀幼硫青辑视苔窒旺诵样栅马顶苞蜂柞钧怀苫意拧泛吧厚灰毕辅责第逃拭计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯

33、_201109_第2章 数据通信基础262.2.1 双绞线（双绞线（TP: Twisted Pair wire）p最常用的物理传输媒体最常用的物理传输媒体p价格便宜、易于安装价格便宜、易于安装p由由两两根根绝绝缘缘铜铜线线互互相相绞绞在在一一起起，用用于于降降低低传传输输信信号号之之间间的的干扰干扰（为什么？）（为什么？）p一般由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管内。一般由多对双绞线一起包在一个绝缘电缆套管内。p分类：分类：n屏蔽双绞线屏蔽双绞线STPn非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP（教材P30）素朗处扶导打末会砰王西派磋灰趟掂半蹭汕万杯障士乏搂锰谊氰炳济线膏计算机网络与通讯_201109_第

34、2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础27最常用：3类双绞线（CAT3）和5类双绞线（CAT5）CAT3： 带宽：10M，最长传输距离：100m每英尺旋绞34次CAT5：带宽：100M，最长传输距离：100m每英寸旋绞34次UTP（非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线）（教材P31）妒忆弊铂瘪臆抓戊频草诌卸方受衬衬崭蕉峦彬澳窿喳牺挂险侵滔溶佩匀边计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础28STP(屏蔽双绞线屏蔽双绞线)语并馈巾惮舞励都镍逆惮汛情讽债峨奠甥哎蔽祁章炼祭彝承郝碎嘴凛行摇计算机网络与通讯_201109

35、_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础29STP(屏蔽双绞线屏蔽双绞线)结构：每对双绞线外有一个屏蔽层，4对双绞线外还有一个屏蔽层。优点：减少内部传输信号之间的干扰和外部噪声对内部传输信号的干扰。缺点：价格昂贵，安装相对困难。工固若窒酷框菲狼祁妮充企塔迢哑厢扑吊与飞姐依车步针吉淄幸旅馅鼎漱计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础30双绞线的接口及连线双绞线的接口及连线pUTPUTP的的RJ-45RJ-45接头接头UTP的RJ-45接头接线编编号号12345678颜颜色色白白绿绿绿绿白白橙橙蓝蓝白

36、白蓝蓝橙橙白白棕棕棕棕4，5，7，8用于电话连接。数据通信中使用1，2，3，6 四根连线。1，2：发送数据3，6：接收数据蜗替桃僵反勺癸嫉培恐朴下棚蕊占重介干氦汇枫九窄弘冀阜疤扯塘肤孕吊计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础31双绞线的接口及连线（续）双绞线的接口及连线（续）pp两种连接方法：两种连接方法：两种连接方法：两种连接方法：n n平行线：平行线：平行线：平行线： 用于：计算机用于：计算机用于：计算机用于：计算机集线器（集线器（集线器（集线器（HUBHUBHUBHUB） 1 1 1 11 1 1 1 2 2 2 22 2

37、 2 2 集线器集线器集线器集线器uplinkuplinkuplinkuplink口连接口连接口连接口连接 3 3 3 33 3 3 3 6 6 6 66 6 6 6n n交叉线交叉线交叉线交叉线: : : : 1 1 1 11 1 1 1 用于：计算机用于：计算机用于：计算机用于：计算机计算机计算机计算机计算机 2 2 2 22 2 2 2 不经过集线器连接不经过集线器连接不经过集线器连接不经过集线器连接 3 3 3 33 3 3 3 6 6 6 66 6 6 6笋神科笆规鞠拘玉话砖辙找脖荫担阔灶泥洒靳巢趋袍补相综阎韦元系暖级计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通

38、讯_201109_第2章 数据通信基础322.2.2 同轴电缆同轴电缆pp结构结构结构结构p分类p(1)50欧：基带同轴电缆,用于数字基带编码通信如曼彻斯特编码等,传送的是数字信号,用高低电平分别代表0,1，常用于以太网的连接。p终端电阻终端电阻（教材P31）逾间阂年扫寄叶咸杖抓斥甩哨姥爸夯柴僚岳鼻河脉飞史蔷随糙猿案侈场围计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础332.2.2 同轴电缆同轴电缆n(2)75欧：宽带同轴电缆欧：宽带同轴电缆，用于宽带数据网，传输的是用于宽带数据网，传输的是经调制后的模拟信号。传输的是连续的波形信号。经

39、调制后的模拟信号。传输的是连续的波形信号。带宽带宽300-400MHz300-400MHz，传输距离可达，传输距离可达 100 km 100 km。常用于常用于CATV网传输。网传输。（教材P31）孝舰掀瀑恐显龟掖詹浙佑甘辗窟耗脊闻幢崔虏围较衙侄矿眺拨泛恤吃滨劲计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础342.2.3 光纤光纤pp光纤通信就是利用光导纤维（以下简称为光纤）传递光脉光纤通信就是利用光导纤维（以下简称为光纤）传递光脉光纤通信就是利用光导纤维（以下简称为光纤）传递光脉光纤通信就是利用光导纤维（以下简称为光纤）传递光脉冲来进

40、行通信。冲来进行通信。冲来进行通信。冲来进行通信。（a）单根光纤（b）光缆（教材P31-32）貉橡酸椿顽枕蜂戎化荒逝蜂革康泅恶汤咕乾陪问房疵畅盒后赛倔鸡绅俭填计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础35光纤的传输方式光纤的传输方式pp多模，传输距离短多模，传输距离短多模，传输距离短多模，传输距离短通过包层对光信号的反射向前传播通过包层对光信号的反射向前传播通过包层对光信号的反射向前传播通过包层对光信号的反射向前传播可同时传递多个相位不同的光信号可同时传递多个相位不同的光信号可同时传递多个相位不同的光信号可同时传递多个相位不同的光信

41、号pp单模，传输距离长单模，传输距离长单模，传输距离长单模，传输距离长光信号沿着光纤轴心向前传播光信号沿着光纤轴心向前传播光信号沿着光纤轴心向前传播光信号沿着光纤轴心向前传播减少光能量在反射过程中的损耗减少光能量在反射过程中的损耗减少光能量在反射过程中的损耗减少光能量在反射过程中的损耗可传输更长距离、达到更高速率可传输更长距离、达到更高速率可传输更长距离、达到更高速率可传输更长距离、达到更高速率体积更小、重量更轻体积更小、重量更轻体积更小、重量更轻体积更小、重量更轻只能传输一路光信号只能传输一路光信号只能传输一路光信号只能传输一路光信号（教材P62-64）界突蝶珊酝浓遭承匈绳稍愈剖屯齿此软窃六

42、斌过穆哆瓢赛张硷侮雨蹄拱泛计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础362.2.3 光纤光纤pp优点：优点：优点：优点：n n体积小、重量轻体积小、重量轻体积小、重量轻体积小、重量轻n n低衰减、大容量低衰减、大容量低衰减、大容量低衰减、大容量n n电磁隔离电磁隔离电磁隔离电磁隔离pp缺点：缺点：缺点：缺点：n n切割、安装困难切割、安装困难切割、安装困难切割、安装困难n n价格昂贵价格昂贵价格昂贵价格昂贵pp用途用途用途用途: :n n较少用于局域网、短距离传输，普遍应用于主干网络较少用于局域网、短距离传输，普遍应用于主干网络较少

43、用于局域网、短距离传输，普遍应用于主干网络较少用于局域网、短距离传输，普遍应用于主干网络的铺设。的铺设。的铺设。的铺设。（教材P32）签绸媒庄茸却阁瑞突乍苫圭致仔勉眶兔蹋欢塞弄氦警适码常哲肪蚜蝇妓缩计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础372.2.4 无线信道无线信道pp常用的无线传输介质常用的无线传输介质常用的无线传输介质常用的无线传输介质n n无线电无线电无线电无线电n n微波微波微波微波n n红外线红外线红外线红外线n n激光激光激光激光n n卫星卫星卫星卫星（教材P32-34）蜂嘛蹲蒲数庞按宽嗽册饶肢非辐较狮聊肄孙霍棺菌

44、齿架支灵傀混温涉寇侗计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础38无线电（无线电（radio）pp在无线电广播和电视广播中已广泛使用在无线电广播和电视广播中已广泛使用在无线电广播和电视广播中已广泛使用在无线电广播和电视广播中已广泛使用pp低、中低、中低、中低、中、高、甚高高、甚高高、甚高高、甚高、超高、特高、极高频、超高、特高、极高频、超高、特高、极高频、超高、特高、极高频pp单工单工单工单工pp双工：双工：双工：双工：ALOHAALOHA系统系统系统系统pp蜂窝式无线电话网蜂窝式无线电话网蜂窝式无线电话网蜂窝式无线电话网n n相同

45、频率组如何避免干扰？相同频率组如何避免干扰？相同频率组如何避免干扰？相同频率组如何避免干扰？n n动、静？动、静？动、静？动、静？n n移交控制权？移交控制权？移交控制权？移交控制权？（教材P33）蜂窝式无线电话网 傻虾返扮燃炮裕榔癸册蝶和来忽缝饶纠浮嫁破希韩甜递膳汗讹亦挚引肢祈计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础39微波微波（Microwave）pp沿直线传播沿直线传播沿直线传播沿直线传播pp可穿越障碍物，但不可穿越金属。可穿越障碍物，但不可穿越金属。可穿越障碍物，但不可穿越金属。可穿越障碍物，但不可穿越金属。pp两种主要的

46、通信方式：两种主要的通信方式：两种主要的通信方式：两种主要的通信方式：n n地面微波接力通信地面微波接力通信地面微波接力通信地面微波接力通信n n卫星通信卫星通信卫星通信卫星通信 （教材P34）（教材P33）教窜藉雕翰陇雹霸丛只掺躺肠跃氛觅辣熔培欢罩某欧湘姜绅属词梧藕杨殊计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础40红外线红外线pp不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物pp经济实惠、制作简单经济实惠、制作简单经济实惠、制作简单经济实惠、制作简单pp应应应应用用用用：遥遥遥遥控控控控器器器器、便便便便

47、携携携携电电电电脑脑脑脑的的的的红红红红外外外外通通通通信信信信口口口口、无无无无线线线线局域网局域网局域网局域网（教材P33-34）争崎塔赣既虱砾冶箱习兽讼袒笔并凭卑卜谈秃舒港雪庶柞旋蜗思害比珠陆计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础41激光激光pp直线传输直线传输直线传输直线传输pp不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物不可穿固体越障碍物pp对雨雪雾敏感对雨雪雾敏感对雨雪雾敏感对雨雪雾敏感pp应用：无线局域网应用：无线局域网应用：无线局域网应用：无线局域网（教材P34）税褐亚池哼荧坍握糙混帕赣糜猖献拎率猎亲卸

48、监淄甄朱萍樟谚焕咒臣京镶计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础42卫星通信卫星通信pp同步卫星通信同步卫星通信同步卫星通信同步卫星通信n n卫星在离地表卫星在离地表卫星在离地表卫星在离地表36000Km36000Km的轨道上运行，周期接近的轨道上运行，周期接近的轨道上运行，周期接近的轨道上运行，周期接近2424小时，可与地球形成小时，可与地球形成小时，可与地球形成小时，可与地球形成同步。同步。同步。同步。n n缺点：信道延迟较长延时缺点：信道延迟较长延时缺点：信道延迟较长延时缺点：信道延迟较长延时与通信两端的距离无关，与通信两端

49、的距离无关，与通信两端的距离无关，与通信两端的距离无关，适合长距离通信。适合长距离通信。适合长距离通信。适合长距离通信。ppVSATVSAT系统系统系统系统pp低轨道卫星低轨道卫星低轨道卫星低轨道卫星pp控制权移交技术控制权移交技术控制权移交技术控制权移交技术（教材P77-79）办茶朔仪沾椒据锌汉弊刹妻藏盟线锐冻窑又揍春窍掣筒语敌归蓬骨霜颓晒计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础43练习题练习题p城域网的主干网采用的传输介质主要是：城域网的主干网采用的传输介质主要是：A同轴电缆同轴电缆B光纤光纤C屏蔽双绞线屏蔽双绞线D无线通道无

50、线通道助少淮禾裕肪段下埋滞厕抨大装饶圣柱客肉厕港欠睹切波氟婆站琉闷躬乙计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础442.3.1 模拟传输与数字传输模拟传输： 不考虑其内容的模拟信号传输方式。放大器，畸变叠加失真数字传输： 关心的是信号的内容。中继器，不会累计畸变。2.3 2.3 传输技术传输技术长距离传输，数字信号具有优越性。（教材P39-40）沟晒檀治膝民锯清聘老嫂砚丢求靡业蛹轰炽陈绞脐荷趾绰酮式碑窥篡扫赘计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础45通信信道中传输数据

51、的四种形式：通信信道中传输数据的四种形式：pp由于数据可分为模拟数据、数字数据，信号也相应由于数据可分为模拟数据、数字数据，信号也相应由于数据可分为模拟数据、数字数据，信号也相应由于数据可分为模拟数据、数字数据，信号也相应分为模拟信号、数字信号，因此通信信道中传输数分为模拟信号、数字信号，因此通信信道中传输数分为模拟信号、数字信号，因此通信信道中传输数分为模拟信号、数字信号，因此通信信道中传输数据有四种形式：据有四种形式：据有四种形式：据有四种形式：1. 1. 1. 1. 数字数据数字数据数字数据数字数据用用用用数字信号数字信号数字信号数字信号传输传输传输传输2. 2. 2. 2. 数字数据数

52、字数据数字数据数字数据用用用用模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号传输传输传输传输3. 3. 3. 3. 模拟数据模拟数据模拟数据模拟数据用用用用数字信号数字信号数字信号数字信号传输传输传输传输4. 4. 4. 4. .模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号传输传输传输传输可直接通过信道发送可直接通过信道发送可直接通过信道发送可直接通过信道发送需要编码后传递需要编码后传递需要编码后传递需要编码后传递泛爪吏神锭冻纽厘到苇虚谱弓疆韧谈禄叁脉逊舔召叼染拍每捡虑唐谢盼横计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础46通信信道中传输数据的四种形式：通信信

53、道中传输数据的四种形式：pp传输形式传输形式传输形式传输形式采用技术采用技术采用技术采用技术1. 1. 1. 1. 数字数据数字数据数字数据数字数据用用用用数字信号数字信号数字信号数字信号传输传输传输传输2. 2. 2. 2. 数字数据数字数据数字数据数字数据用用用用模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号传输传输传输传输3. 3. 3. 3. 模拟数据模拟数据模拟数据模拟数据用用用用数字信号数字信号数字信号数字信号传输传输传输传输4. 4. 4. 4. .模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号传输传输传输传输数字调制数字调制数字调制数字调制(2.3.2)(2.3.2)(2.3.2)(2.3.2)数字信号编

54、码数字信号编码数字信号编码数字信号编码(2.3.5)(2.3.5)(2.3.5)(2.3.5)脉码调制脉码调制脉码调制脉码调制(2.3.3)(2.3.3)(2.3.3)(2.3.3)仅透氯旱乱励漾疗牛榷啄肇写互痴硕裙旱沉要春译劣情秩窝尧铁桩粮档吊计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础472.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp什么是数字调制？什么是数字调制？什么是数字调制？什么是数字调制？pp为什么要使用数字调制？为什么要使用数字调制？为什么要使用数字调制？为什么要使用数字调制？n数字方波的频带较宽，如一路数字方波的

55、频带较宽，如一路模拟电话的频带为模拟电话的频带为4kHz4kHz带宽，带宽，一路数字电话约占一路数字电话约占64kHz64kHz。n传统的模拟线路不适用于传输传统的模拟线路不适用于传输含有高频谐波的数字信号。含有高频谐波的数字信号。n因此如果使用模拟信道传输数因此如果使用模拟信道传输数字信号，字信号， 需要对基带信号进需要对基带信号进行调制行调制。治拧鸿饶钱阻稽换姨宪阉颤斋冕赛俯狸腊刹琼拈篆庄刷息啃天葡乐帛葫污计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础482.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp调制方法调制方法调制方法调

56、制方法n n对数字信号进行调制，就是使用不同状态的波形来区分对数字信号进行调制，就是使用不同状态的波形来区分对数字信号进行调制，就是使用不同状态的波形来区分对数字信号进行调制，就是使用不同状态的波形来区分“0”“0”“0”“0”和和和和“1”“1”“1”“1”。n n波形函数波形函数波形函数波形函数: : : : A A A Asinsinsinsin（2222f f f ft t t t） , , , ,通过对幅度（通过对幅度（通过对幅度（通过对幅度（A A A A）、频）、频）、频）、频率（率（率（率（f f f f）和相位（）和相位（）和相位（）和相位（）的调节）的调节）的调节）的调节可

57、获得不同状态的波形。可获得不同状态的波形。可获得不同状态的波形。可获得不同状态的波形。n n三种基本的调制方法：三种基本的调制方法：三种基本的调制方法：三种基本的调制方法：pp调幅（调幅（调幅（调幅（AMAM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。即载波的振幅随基带数字信号而变化。即载波的振幅随基带数字信号而变化。即载波的振幅随基带数字信号而变化。 pp调频（调频（调频（调频（FMFM） .频率随基带数字信号而变化。频率随基带数字信号而变化。频率随基带数字信号而变化。频率随基带数字信号而变化。pp调相（调相（调相（调相（PMPM） .初始相位随基带数字信号而变化。初始相位随基带数字信号而变化。初

58、始相位随基带数字信号而变化。初始相位随基带数字信号而变化。pp也称为幅移键控也称为幅移键控也称为幅移键控也称为幅移键控(ASK),(ASK),频移键控频移键控频移键控频移键控(FSK),(FSK),相移键控相移键控相移键控相移键控(PSK).(PSK).（教材P40-41）挣啃片蛇狱揣瞒祖劳淤倾扣各艇等抛奥釜喜锣垮儒诵毕呛碗舶钡拈惠孔盘计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础492.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术（教材P40）劣搏腆岸钡蛤侈这痈吗髓鸟件恰屿混钒划瘤箱盒物毡凋沿苇瘁梧按襄箕降计算机网络与通讯_20110

59、9_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础502.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp. . . . 幅度调制幅度调制幅度调制幅度调制二进制幅移键控（二进制幅移键控（二进制幅移键控（二进制幅移键控（2ASK2ASK2ASK2ASK）调制原理：）调制原理：）调制原理：）调制原理：用两个不同振幅的载波分别表示二进制值用两个不同振幅的载波分别表示二进制值用两个不同振幅的载波分别表示二进制值用两个不同振幅的载波分别表示二进制值0000和和和和1111。 010011100基带信号调幅依掣于掠孜镊力受圈连坟圃妈综缚俭货涡着撑没锥族汛狼絮嚼垂险檄呻竭计算机网络

60、与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础512.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp. . . . 幅度调制（续）幅度调制（续）幅度调制（续）幅度调制（续）二进制幅二进制幅二进制幅二进制幅移移移移键控（键控（键控（键控（2ASK2ASK2ASK2ASK）： 多进制（多进制（多进制（多进制（MASKMASKMASKMASK）：基本思想：利用多电平的矩形基带脉：基本思想：利用多电平的矩形基带脉：基本思想：利用多电平的矩形基带脉：基本思想：利用多电平的矩形基带脉冲去控制正弦载波信号幅度。冲去控制正弦载波信号幅度。冲去控制正弦载波信号幅

61、度。冲去控制正弦载波信号幅度。吾妻乎券摈栖沁采打卜姿厄恬教墟前矛净深渝摸亢钓寓幸芍琼只裴掌暖交计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础522.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp. . . . 频率调制频率调制频率调制频率调制二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK2FSK2FSK2FSK）调制原理：用两个不同频率的载波）调制原理：用两个不同频率的载波）调制原理：用两个不同频率的载波）调制原理：用两个不同频率的载波分别表示二进制值分别表示二进制值分别表示二进制值分别表示二进制值0000和

62、和和和1111。010011100基带信号调频港稍化纱枝肾蔷柒躁红那迄闲蜕生吴掷甭到愿钨蘸坛颂专柜乓奠层侮链脾计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础532.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术pp. . . . 频率调制（续）频率调制（续）频率调制（续）频率调制（续）二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（二进制频移键控（2FSK2FSK2FSK2FSK）：多进制频移键控（多进制频移键控（多进制频移键控（多进制频移键控（MFSKMFSKMFSKMFSK）：基本思想：利用：基本思想：利用：基本思想：利用：基本思想：

63、利用M M M M个不同频率个不同频率个不同频率个不同频率的信号波形（如正弦波）来代表的信号波形（如正弦波）来代表的信号波形（如正弦波）来代表的信号波形（如正弦波）来代表M M M M进制的进制的进制的进制的M M M M个码元符号。个码元符号。个码元符号。个码元符号。FSKFSK调制原理图调制原理图 （教材（教材（教材（教材P41P41P41P41）镀君贮残荣喷谅堑荧族包颜在旨敌棒拽册谴她铲泅派邮萤荐亿贸旗怖伴揩计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础542.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术ppC. C. C. C.

64、 相位调制相位调制相位调制相位调制 (1) (1) (1) (1) 绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控用两个固定的不同相位表示数字用两个固定的不同相位表示数字用两个固定的不同相位表示数字用两个固定的不同相位表示数字“0”“0”“0”“0”和和和和“1”“1”“1”“1”。脚低婚虾桌汀臭晚绽珊储青定矽油妨瑟甄问胎吐嵌锄份脂麓抹房型即梆垦计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础552.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术ppC. C. C. C. 相位调制相位调制相位调制相位调制 (2) (2) (2) (2)

65、相对相移键控相对相移键控相对相移键控相对相移键控 用载波在两位数字信号的交接处产生的相位偏移来表示载波用载波在两位数字信号的交接处产生的相位偏移来表示载波用载波在两位数字信号的交接处产生的相位偏移来表示载波用载波在两位数字信号的交接处产生的相位偏移来表示载波所表示的数字信号。最简单的相对调相方法是：与前一个所表示的数字信号。最简单的相对调相方法是：与前一个所表示的数字信号。最简单的相对调相方法是：与前一个所表示的数字信号。最简单的相对调相方法是：与前一个信号同相表示数字信号同相表示数字信号同相表示数字信号同相表示数字“0”“0”“0”“0”，相位偏移，相位偏移，相位偏移，相位偏移1801801

66、80180度表示度表示度表示度表示“1” “1” “1” “1” 。这。这。这。这种方法具有较好的抗干扰性。种方法具有较好的抗干扰性。种方法具有较好的抗干扰性。种方法具有较好的抗干扰性。锻又妓厩齿鲍咱扎孕漳愤息茸扳经勇乒荆借拢性铂植卯全登丰判蓑宙赁产计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础562.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术ppC. C. C. C. 相位调制相位调制相位调制相位调制 (1) (1) (1) (1) 绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控 ？ (2) (2) (2) (2) 相对相移键控相

67、对相移键控相对相移键控相对相移键控 ？举例判断：举例判断：举例判断：举例判断：调相010011100基带信号圾止怀期摇摈没关压琳亡度范蝗怒颜宾株谷冯嫩仔枚疥卤织微黄斡播援插计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础572.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术ppC. C. C. C. 相位调制相位调制相位调制相位调制 (1) (1) (1) (1) 绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控绝对相移键控 (2) (2) (2) (2) 相对相移键控相对相移键控相对相移键控相对相移键控（差分相移键控）（差分相移键控）（差分相移键控）

68、（差分相移键控）二进制相移键控（二进制相移键控（二进制相移键控（二进制相移键控（2PSK2PSK2PSK2PSK）：）：）：）：两相调制：用两相调制：用两相调制：用两相调制：用0 0 0 0 、180180180180 两两两两种相位变化的方式来分别表示二进制数种相位变化的方式来分别表示二进制数种相位变化的方式来分别表示二进制数种相位变化的方式来分别表示二进制数0 0 0 0和和和和1 1 1 1。多进制相移键控（多进制相移键控（多进制相移键控（多进制相移键控（MPSKMPSKMPSKMPSK）：多相调制：多相调制：多相调制：多相调制：如用如用如用如用0 0 0 0 、90909090 、18

69、0180180180 、270270270270 四种相位变化的方式来四种相位变化的方式来四种相位变化的方式来四种相位变化的方式来调制数据，称为四相调制。调制数据，称为四相调制。调制数据，称为四相调制。调制数据，称为四相调制。再如：用再如：用再如：用再如：用0 0 0 0 、45454545 、90909090、135135135135 、180180180180、225225225225 、270270270270、315315315315八种相位变化的方式来调制数据，成为八相八种相位变化的方式来调制数据，成为八相八种相位变化的方式来调制数据，成为八相八种相位变化的方式来调制数据，成为八相调

70、制，可分别表示八种比特组合，其数据传输率较两相增调制，可分别表示八种比特组合，其数据传输率较两相增调制，可分别表示八种比特组合，其数据传输率较两相增调制，可分别表示八种比特组合，其数据传输率较两相增加加加加2 2 2 2倍。倍。倍。倍。禽蚊祸舌窿台盔拔托昆帆懊球搓盗纸莆减恃尔螺皿郧熊献妊究胀汕仙橡浓计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础582.3.2 2.3.2 数字调制技术数字调制技术A. A. A. A. 幅度调制幅度调制幅度调制幅度调制B. B. B. B. 频率调制频率调制频率调制频率调制C. C. C. C. 相位调制

71、相位调制相位调制相位调制D. D. D. D. 复合多级调制：复合多级调制：复合多级调制：复合多级调制：p在多级调制中，调制信号的级数越多，数字数据的传输在多级调制中，调制信号的级数越多，数字数据的传输速率就越高，但相邻级别之间的差别就越小，抗干扰能速率就越高，但相邻级别之间的差别就越小，抗干扰能力就越低，解调的难度也越大。（力就越低，解调的难度也越大。（多进制数字调制系统多进制数字调制系统的抗噪声性能通常低于二进制数字调制系统。的抗噪声性能通常低于二进制数字调制系统。）p因此，对单一参数的多级调制来说，数据传输速率不可因此，对单一参数的多级调制来说，数据传输速率不可能做到很大。能做到很大。p

72、为进一步提高调制的效率，在同样的级数下得到更多的为进一步提高调制的效率，在同样的级数下得到更多的信号状态数，可以对两个参数进行复合多级调制。信号状态数，可以对两个参数进行复合多级调制。 基本调制技术基本调制技术鼻孽全械臼怯僧掳蔽滓退辗硼焊啼汾雌研曾班闻恩推严周拷腰阶潞捐阎能计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础592.3.3 2.3.3 脉码调制脉码调制pp数字信号在很多方面优于模拟信号。数字信号在很多方面优于模拟信号。数字信号在很多方面优于模拟信号。数字信号在很多方面优于模拟信号。pp将模拟信号转换为数字信号，方便计算机的处理

73、和远距离将模拟信号转换为数字信号，方便计算机的处理和远距离将模拟信号转换为数字信号，方便计算机的处理和远距离将模拟信号转换为数字信号，方便计算机的处理和远距离传输。传输。传输。传输。pp变换方法：脉码调制（变换方法：脉码调制（变换方法：脉码调制（变换方法：脉码调制（PCM,PulseCodeModelation）三个步骤：三个步骤：三个步骤：三个步骤：采样、量化、编码采样、量化、编码采样、量化、编码采样、量化、编码（教材P41）模拟模拟信号信号数字数字信号信号时间离散、振时间离散、振幅连续的信号幅连续的信号(PAM(PAM脉冲脉冲) )时间离散、振时间离散、振幅离散的信号幅离散的信号(PCM(

74、PCM脉冲脉冲) )脉码调制原理图脉码调制原理图狐蓝机韩驴下唬漠瓣缉襟苇埠陛乒谐右疏棕服炕蜒伏簧未围喝寂富叮在糯计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础60pp采采采采样样：在时间上将模拟：在时间上将模拟信号离散化。信号离散化。n n为保证模拟信号不失真，为保证模拟信号不失真，为保证模拟信号不失真，为保证模拟信号不失真，fs2fmfs2fm（模拟信号的（模拟信号的（模拟信号的（模拟信号的最高频率）。最高频率）。最高频率）。最高频率）。p量化量化：对采样来的幅值：对采样来的幅值进行舍零取整的处理进行舍零取整的处理n n对采样幅值进行

75、对采样幅值进行对采样幅值进行对采样幅值进行8 8级量化，级量化，级量化，级量化，四舍五入四舍五入四舍五入四舍五入p编码编码：对每个量化后的对每个量化后的样本进行编码。样本进行编码。n n使用使用使用使用3 3位二进制，对位二进制，对位二进制，对位二进制，对8 8级级级级量化进行编码。量化进行编码。量化进行编码。量化进行编码。模拟信号的脉码调制模拟信号的脉码调制3.23.23.93.92.82.83.83.81.21.23.43.47 76 67 75 56 62 27 71101101111111011011101100100101111111 10 04 4111 010 110 101 1

76、11 110111 010 110 101 111 110 PCM PCM 输出：输出：输出：输出：杖索倦狐妈潜纵辕忆督帛讼扣捶郸篮对匝么磨介柿促死卉易绚堕捅佩省仪计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础61例：-话音信道带宽 2倍话音最大频率)-量化级数：8级 (3位二进制码表示)-数据传输率：8000样本/s*3bit/样本 = 24Kb/s8级量化，误差=最大幅值/1616级量化（4位二进编码），误差=最大幅值/32，速率要提高到8000样本/s*4bit /样本 =32Kb/s256级量化（8位二进编码），误差=最大幅值/

77、512，速率要提高到8000样本/s*8bit/样本 =64Kb/s模拟信号的脉码调制模拟信号的脉码调制浇笆纹瘦脯只寐侩贞窒凤镰凯暇岁坷怨办欠契状俱丑荒湘象裁感因曹壤秩计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础62改进？ 非线性的编码技术优化PCM 差分脉码调制 增量调制 预测性编码模拟信号的脉码调制模拟信号的脉码调制（教材P42-43）兆魂施阮尸昼怂即雍搭尧僚确讹厢骑语惋违鸳侯乃共老亲团剩励钓度贞丙计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础632.3.4 多路复用技术多

78、路复用技术pp多路复用技多路复用技多路复用技多路复用技术术: : : :使用一条通信线路传送多路数据信号使用一条通信线路传送多路数据信号使用一条通信线路传送多路数据信号使用一条通信线路传送多路数据信号pp为何要复用？线路成本为何要复用？线路成本为何要复用？线路成本为何要复用？线路成本pp分类：分类：分类：分类：1.1.1.1.频频分多路复用（分多路复用（分多路复用（分多路复用（FDM-Frequency Division MultiplexingFDM-Frequency Division MultiplexingFDM-Frequency Division MultiplexingFDM-F

79、requency Division Multiplexing） 2.2.2.2.时时分多路复用（分多路复用（分多路复用（分多路复用（TDM-Time Division MultiplexingTDM-Time Division MultiplexingTDM-Time Division MultiplexingTDM-Time Division Multiplexing） 3.3.3.3.波分多路复用（波分多路复用（波分多路复用（波分多路复用（WDM-Wavelength Division MultiplexingWDM-Wavelength Division MultiplexingWDM-

80、Wavelength Division MultiplexingWDM-Wavelength Division Multiplexing）4.4.4.4.码码码码分多路复用（分多路复用（分多路复用（分多路复用（CDM-Code Division MultiplexingCDM-Code Division MultiplexingCDM-Code Division MultiplexingCDM-Code Division Multiplexing）DEMUX复用器复用器解复用器解复用器共享信道共享信道MUX（教材P43）馁苗炬杜墙胎备蜘仲用描蕴构柒卤宠哇白挠玻蹦名谈晋涧簿桶嚏恕奴吠涨计算机网络

81、与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础642.3.4多路复用技术多路复用技术pp分类：分类：分类：分类：1.1.1.1.频频分多路复用（分多路复用（分多路复用（分多路复用（FDMFDMFDMFDM）采用调频的多路复用技术。业务信采用调频的多路复用技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。道在不同的频段分配给不同的用户。 2.2.2.2.时时分多路复用（分多路复用（分多路复用（分多路复用（TDMTDMTDMTDM）是采用时分的多路复用技术。业务是采用时分的多路复用技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户。信道在不同的时间分配给不同的用户

82、。3.3.3.3.波分多路复用（波分多路复用（波分多路复用（波分多路复用（WDMWDMWDMWDM）实际上是实际上是FDMFDM的一个变种，用于光的一个变种，用于光纤信道的复用。纤信道的复用。4.4.4.4.码分多路复用（码分多路复用（码分多路复用（码分多路复用（CDMCDMCDMCDM）是采用扩频的多路复用技术。所有是采用扩频的多路复用技术。所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信道。务信道。（教材P43）鲸绚涡像枚牲虏诺钓嚏宠矽服免正琉酶勉隐暮敲甘们莽躇皮际坟荐谚豹孕计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网

83、络与通讯_201109_第2章 数据通信基础65CH1 CH2 CH3带宽复用带宽复用fCH2CH1CH3原带宽原带宽CH1CH2CH3移频后带宽移频后带宽MUX1 1、频分多路复用（分多路复用（FDMFDM）应用：适合传输模拟信号，应用于无线电广播，电视。原理：信号被划分成若干通道(频道,波段)，每个通道独立进行数据传递，频率通道之间留有防护频带。（教材P43）FDM的CCITT标准与贝尔标准(教材P43)跟既姑巧篷浆胡吸在九搓敝院韵苞阎哩舞狰帖蜜误炎落拐分从簧枣狞漏镭计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础662 2、时分多路

84、复用（分多路复用（TDMTDM）pp原理：原理：原理：原理：把物理信道按时间分割成若干个时间片，并轮流分把物理信道按时间分割成若干个时间片，并轮流分配给多个信号使用。每个信号分得一个时间片，在该时间配给多个信号使用。每个信号分得一个时间片，在该时间片内该信号占用整个带宽。通过时间片轮转，多条低速线片内该信号占用整个带宽。通过时间片轮转，多条低速线路共同使用一条高速线路进行数据传递。路共同使用一条高速线路进行数据传递。pp应用：应用：应用：应用：适用于数字信号传输。适用于数字信号传输。低速线路低速线路低速线路低速线路高速线路高速线路（教材P120-122）丰侯碎掖绷俐宪呜焉锚蜜孜苫廖对寻笼素付秽

85、伐飘末芹嗽座贼吨髓放脚蚕计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础672 2、时分多路复用（分多路复用（TDMTDM）（）（续1 1）p分类：分类：n n传统（同步）时分复用：传统（同步）时分复用：传统（同步）时分复用：传统（同步）时分复用：将时间片预先将时间片预先固定的分配固定的分配固定的分配固定的分配给各给各个信道，即每个时间片与一个信号对应，并且时间片固个信道，即每个时间片与一个信号对应，并且时间片固定不变。在接受端，根据时间片序号可判断出是哪一路定不变。在接受端，根据时间片序号可判断出是哪一路信号。信号。缺点：缺点：当某信号

86、源没有数据传输时，分配的时间片内空当某信号源没有数据传输时，分配的时间片内空闲，而其他繁忙的信道无法占用之，因此会降低线路的闲，而其他繁忙的信道无法占用之，因此会降低线路的利用率。利用率。n n统计（异步）时分复用：统计（异步）时分复用：统计（异步）时分复用：统计（异步）时分复用：动态地分配动态地分配动态地分配动态地分配时间片。先依次扫时间片。先依次扫描各子信道，只把时间片分给那些有数据要发送的终端，描各子信道，只把时间片分给那些有数据要发送的终端，而不分配给空闲终端。提高了线路的利用率。而不分配给空闲终端。提高了线路的利用率。（教材P120-122）拌瞬浮炳优酉爱屠喜固魏脉峡殉伶钠副舀曰母某

87、隋呻篱鞍坊寅戌奸矿娥漂计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础682 2、时分多路复用（分多路复用（TDMTDM）（）（续2 2）p目前两大数字传输系统都是时分复用线路：pT1:北美的24路脉码调制PCM简称T1,速率1.544Mbit/s；pE1:欧洲,亚洲的30路脉码调制PCM简称E1,速率2.048Mbit/sCH0CH1CH10CH11CH23CH10CH11CH12CH0CH1CH10CH11CH23CH10CH11CH12TDMTDMTDMTDMT1T1的时分复用帧的时分复用帧的时分复用帧的时分复用帧CH0CH0CH1

88、CH1CH2CH2 CH10CH10CH11CH11CH24CH24CH12CH128bits8bits墓齐毡口淀陨拆坝隧匈起拐熏邮滨诫拽筛澎诵杜耀皱鸟娃艘翘辙剥诸基嵌计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础69T1的时分复用帧的时分复用帧CH0CH1CH10CH11CH23CH10CH11CH12CH0CH1CH10CH11CH23CH10CH11CH12TDMTDMTDMTDMT1T1的时分复用帧的时分复用帧的时分复用帧的时分复用帧CH0CH0CH1CH1CH2CH2 CH10CH10CH11CH11CH24CH24CH12C

89、H128bits8bits有伙晦裂漱罩清骸缨饭贫殴精苇榆赤裳旬呢寐瓦锐案蹲哪转式寝郑帽蛹龋计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础702 2、时分多路复用（分多路复用（TDMTDM）（）（续3 3）ppT1 T1 T1 T1 的一个时分复用帧划分为的一个时分复用帧划分为的一个时分复用帧划分为的一个时分复用帧划分为 24 24 24 24个相等的个相等的个相等的个相等的时隙时隙时隙时隙。n n每个每个每个每个时隙时隙时隙时隙传传传传8bit8bit8bit8bitn n一个时分复用帧长度一个时分复用帧长度一个时分复用帧长度一个时分复

90、用帧长度8 8 8 8242424241 1 1 1（分帧码（分帧码（分帧码（分帧码/ / / /帧同帧同帧同帧同步码）步码）步码）步码）193bit193bit193bit193bitn n125s125s125s125s传传一一一一帧帧n n数据速率数据速率数据速率数据速率=1.544Mb/s=1.544Mb/s=1.544Mb/s=1.544Mb/sppT2,T3T2,T3院乍蝇慕穷孽柔躬詹刃庶翱员肺唇率弊真缉伺余娘香焙厦广诗岿痕躲眨泛计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础71WDM是指在一根光纤上同时传输多个波长不同的光

91、载波。WDM实际上是FDM的一个变种，用于光纤信道的复用。原理：要传输的光波的波长（频率）是不同的，它们通过合波器（如棱镜、光栅）后，就可使用一条共享的光纤传输，到达目的地节点后，在经过分波器（如棱镜、光栅）分成多束光波。常称一根光纤复用为两路光载波信号为WDM；一根光纤复用为多路光载波信号为密集波分多路复用(Dense WDM)。3 3、波分多路复用（、波分多路复用（WDMWDM）例：一根单模光纤数据传输率为2.5Gb/s，复用为n路信号后，光纤的数据传输总速率达n2.5Gb/s，显著提高了光纤的数据传输率。（教材P44）详贸填井可朵爬码那叁廊钮搀砾剁刮龄梳约竟巧婶煌颤楼黑螟趁菏殿廊宗计算机

92、网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础724 4、码分多路复用（、码分多路复用（CDMCDM）pp码分多路复用（码分多路复用（码分多路复用（码分多路复用（CDMCDMCDMCDM），也常被称为），也常被称为），也常被称为），也常被称为码分多址复用码分多址复用码分多址复用码分多址复用即即即即CDMACDMACDMACDMA（Code Division Multiple AccessCode Division Multiple AccessCode Division Multiple AccessCode Division Multipl

93、e Access）pp原理原理原理原理：基于扩频技术，首先发送方将需要传输的具有一定：基于扩频技术，首先发送方将需要传输的具有一定：基于扩频技术，首先发送方将需要传输的具有一定：基于扩频技术，首先发送方将需要传输的具有一定带宽的信息数据用一个伪随机码调制，调制后的信息带宽带宽的信息数据用一个伪随机码调制，调制后的信息带宽带宽的信息数据用一个伪随机码调制，调制后的信息带宽带宽的信息数据用一个伪随机码调制，调制后的信息带宽远大于调制前的带宽，这样原始信号带宽得到扩展，即扩远大于调制前的带宽，这样原始信号带宽得到扩展，即扩远大于调制前的带宽，这样原始信号带宽得到扩展，即扩远大于调制前的带宽，这样原始

94、信号带宽得到扩展，即扩频。然后把扩频后的信号经载波调制后发送给接受方。接频。然后把扩频后的信号经载波调制后发送给接受方。接频。然后把扩频后的信号经载波调制后发送给接受方。接频。然后把扩频后的信号经载波调制后发送给接受方。接受方用完全相同的伪随机码把收到的信号还原为原始数据。受方用完全相同的伪随机码把收到的信号还原为原始数据。受方用完全相同的伪随机码把收到的信号还原为原始数据。受方用完全相同的伪随机码把收到的信号还原为原始数据。pp由于用户使用了由于用户使用了由于用户使用了由于用户使用了经过特殊挑选的不同码型经过特殊挑选的不同码型经过特殊挑选的不同码型经过特殊挑选的不同码型，故可以在同样，故可以

95、在同样，故可以在同样，故可以在同样时间内使用同样的频带进行通信，而不会相互干扰。时间内使用同样的频带进行通信，而不会相互干扰。时间内使用同样的频带进行通信，而不会相互干扰。时间内使用同样的频带进行通信，而不会相互干扰。pp现广泛用于民用移动通信中。现广泛用于民用移动通信中。现广泛用于民用移动通信中。现广泛用于民用移动通信中。卢笼歌磅导涟撰签趣四疙赣袋冈疡苟雄绅挥升伸考瓣术荔阜钩边怎叶盘埠计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础732.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术解决数字数据的数字信号表示问题，即通过对数

96、字信解决数字数据的数字信号表示问题，即通过对数字信解决数字数据的数字信号表示问题，即通过对数字信解决数字数据的数字信号表示问题，即通过对数字信号进行编码来表示数据。数字信号编码的工作由网号进行编码来表示数据。数字信号编码的工作由网号进行编码来表示数据。数字信号编码的工作由网号进行编码来表示数据。数字信号编码的工作由网络上的硬件完成，常用的编码方法有以下三种：络上的硬件完成，常用的编码方法有以下三种：络上的硬件完成，常用的编码方法有以下三种：络上的硬件完成，常用的编码方法有以下三种：pp1.1.1.1.不归零码不归零码不归零码不归零码NRZNRZNRZNRZ（non-return to zero

97、non-return to zeronon-return to zeronon-return to zero）pp单极性单极性单极性单极性pp双极性双极性双极性双极性pp2. 2. 2. 2. 归零码归零码归零码归零码pp单极性单极性单极性单极性pp双极性双极性双极性双极性pp3. 3. 3. 3. 自同步码自同步码自同步码自同步码n n典型代表是典型代表是典型代表是典型代表是曼彻斯特编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码和和和和差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码pp4. 4B/5B4. 4B/5B4. 4B/5B4. 4B/5B编码编码编码编码（教材P44）驯

98、贾说疾堆点女祷裳尺邪举平郭咱煮迭趾浮叉粗玖誉鲤隘溶堤尺袖芭琢河计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础742.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术1. 1. 1. 1. 不归零码不归零码不归零码不归零码pp单极性不归零码单极性不归零码单极性不归零码单极性不归零码：在每一码元：在每一码元：在每一码元：在每一码元时间内，无电压表示数字时间内，无电压表示数字时间内，无电压表示数字时间内，无电压表示数字“0”“0”“0”“0”，有恒定的正电压表示数字，有恒定的正电压表示数字，有恒定的正电压表示数字，有恒定的正电压表示数

99、字“1”“1”“1”“1”。每个码元的中心是取样。每个码元的中心是取样。每个码元的中心是取样。每个码元的中心是取样时间，即判决门限为时间，即判决门限为时间，即判决门限为时间，即判决门限为0.50.50.50.5：0.50.50.50.5以下为以下为以下为以下为“0”“0”“0”“0”，0.50.50.50.5以上为以上为以上为以上为“1”“1”“1”“1”。pp双极性不归零码双极性不归零码双极性不归零码双极性不归零码：在每一码元：在每一码元：在每一码元：在每一码元时间内，以恒定的负电压表示时间内，以恒定的负电压表示时间内，以恒定的负电压表示时间内，以恒定的负电压表示数字数字数字数字“0”“0”

100、“0”“0”，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表示数字示数字示数字示数字“1”“1”“1”“1”。判决门限为零电。判决门限为零电。判决门限为零电。判决门限为零电平：平：平：平：0 0 0 0以下为以下为以下为以下为“0”“0”“0”“0”，0 0 0 0以上为以上为以上为以上为“1”“1”“1”“1”。聘普敷槽谅品校淘悠砧捉梧踊滦纵午活陷榴尸场烽责译巴呢列欧悯琐勒砷计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础752.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术1. 1. 1. 1. 不归

101、零码不归零码不归零码不归零码（续）（续）（续）（续）pp不归零码是指编码在发送不归零码是指编码在发送不归零码是指编码在发送不归零码是指编码在发送“0”“0”“0”“0”或或或或“1”“1”“1”“1”时，时，时，时，在一码元的时间内在一码元的时间内在一码元的时间内在一码元的时间内不会返回初始状态（零）不会返回初始状态（零）不会返回初始状态（零）不会返回初始状态（零）。pp当连续发送当连续发送当连续发送当连续发送“1”“1”“1”“1”或者或者或者或者“0”“0”“0”“0”时，时，时，时，上一码元与下一码元之间没有上一码元与下一码元之间没有上一码元与下一码元之间没有上一码元与下一码元之间没有间

102、隙，使接收方和发送方无法间隙，使接收方和发送方无法间隙，使接收方和发送方无法间隙，使接收方和发送方无法保持同步（保持同步（保持同步（保持同步（同步困难同步困难同步困难同步困难）。）。）。）。pp为了保证收、发双方同步，往为了保证收、发双方同步，往为了保证收、发双方同步，往为了保证收、发双方同步，往往在发送不归零码的同时，还往在发送不归零码的同时，还往在发送不归零码的同时，还往在发送不归零码的同时，还要用另一个信道同时要用另一个信道同时要用另一个信道同时要用另一个信道同时发送同步发送同步发送同步发送同步时钟信号时钟信号时钟信号时钟信号( ( ( (增加了连线数目增加了连线数目增加了连线数目增加了

103、连线数目) ) ) )。pp存在直流分量，传输中不能使存在直流分量，传输中不能使存在直流分量，传输中不能使存在直流分量，传输中不能使用变压器用变压器用变压器用变压器庆正恭担挽塔迭危肋难栋缄挥狄风逃救帆芋气轿眼言匆缔描铂壬冒题召瑶计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础762.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术2. 2. 2. 2. 归零码归零码归零码归零码pp指编码在发送指编码在发送指编码在发送指编码在发送“0”“0”“0”“0”或或或或“1”“1”“1”“1”时，时，时，时，在一码元的时间内会返回初始在一码

104、元的时间内会返回初始在一码元的时间内会返回初始在一码元的时间内会返回初始状态（零）状态（零）状态（零）状态（零）。pp单极性归零码单极性归零码单极性归零码单极性归零码：以无电压表示：以无电压表示：以无电压表示：以无电压表示数字数字数字数字“0”“0”“0”“0”，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表，以恒定的正电压表示数字示数字示数字示数字“1”“1”“1”“1”。与单极性不归零。与单极性不归零。与单极性不归零。与单极性不归零码的区别是：码的区别是：码的区别是：码的区别是：“1”“1”“1”“1”码发送的是码发送的是码发送的是码发送的是窄脉冲，发完后归到零电平。窄脉冲，发完后归

105、到零电平。窄脉冲，发完后归到零电平。窄脉冲，发完后归到零电平。pp双极性归零码双极性归零码双极性归零码双极性归零码：以恒定的负电：以恒定的负电：以恒定的负电：以恒定的负电压表示数字压表示数字压表示数字压表示数字“0”“0”“0”“0”，以恒定的正，以恒定的正，以恒定的正，以恒定的正电压表示数字电压表示数字电压表示数字电压表示数字“1”“1”“1”“1”。与双极性。与双极性。与双极性。与双极性不归零码的区别是：两种信号不归零码的区别是：两种信号不归零码的区别是：两种信号不归零码的区别是：两种信号波形发送的都是窄脉冲，发完波形发送的都是窄脉冲，发完波形发送的都是窄脉冲，发完波形发送的都是窄脉冲，发

106、完后归到零电平。后归到零电平。后归到零电平。后归到零电平。串摄限翟粗夺解皱邻恳葫梅戌涉娥版绅尼掌臀涅晌嘱措庚壕缚桶逝鹰芭竟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础772.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术3.3.自同步码自同步码自同步码自同步码pp自同步码是指编码在传输自同步码是指编码在传输自同步码是指编码在传输自同步码是指编码在传输信息的同时，信息的同时，信息的同时，信息的同时，将时钟同步将时钟同步将时钟同步将时钟同步信号一起传输过去信号一起传输过去信号一起传输过去信号一起传输过去。这样，。这样，。这样，。

107、这样，在数据传输的同时就不必在数据传输的同时就不必在数据传输的同时就不必在数据传输的同时就不必通过其它信道发送同步信通过其它信道发送同步信通过其它信道发送同步信通过其它信道发送同步信号。号。号。号。pp局域网中的数据通信常使局域网中的数据通信常使局域网中的数据通信常使局域网中的数据通信常使用自同步码。用自同步码。用自同步码。用自同步码。pp典型代表是典型代表是典型代表是典型代表是曼彻斯特编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码曼彻斯特编码和和和和差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码。（教材P44-45）粕参逗希吁翱件祸娠挪轻啪绰坝泥颅颇砸亿萨贩辆记疫除啦也唆渔卷构牡计算机网络与

108、通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础782.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术3.3.自同步码自同步码自同步码自同步码pp曼彻斯特（曼彻斯特（曼彻斯特（曼彻斯特（ManchesterManchesterManchesterManchester）编码）编码）编码）编码：每一位的中间（每一位的中间（1/21/2周期处）有周期处）有一跳变，该跳变既作为时钟信一跳变，该跳变既作为时钟信号（同步），又作为数据信号。号（同步），又作为数据信号。从高到低的跳变表示数字从高到低的跳变表示数字“0 0”，从低到高的跳变表示数字，从低到

109、高的跳变表示数字“1 1”。pp差分曼彻斯特（差分曼彻斯特（差分曼彻斯特（差分曼彻斯特（Different Different Different Different ManchesterManchesterManchesterManchester）编码）编码）编码）编码：每一位的每一位的中间（中间（1/21/2周期处）有一跳变，周期处）有一跳变，但是，该跳变只作为时钟信号但是，该跳变只作为时钟信号（同步）。数据信号根据每位（同步）。数据信号根据每位开始时有无跳变进行取值：有开始时有无跳变进行取值：有跳变表示数字跳变表示数字“0 0”，无跳变表，无跳变表示数字示数字“1 1”。（教材P44-4

110、5）硫西抽保纲袄憾走穆乱夯号耍色轨锁檀铀戍强漳止妨冗芜剪玄寨敲功跌先计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础792.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术p曼彻斯特编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码特点：差分曼彻斯特编码特点：差分曼彻斯特编码特点：差分曼彻斯特编码特点：n n自带同步信号自带同步信号自带同步信号自带同步信号n n由于一位的中间必须跳变，所以都属于归零编码由于一位的中间必须跳变，所以都属于归零编码由于一位的中间必须跳变，所以都属于归零编码由于一位的中间必须跳变，所以都属于归零编码（Return t

111、o ZeroReturn to ZeroReturn to ZeroReturn to Zero）n n编码效率低编码效率低编码效率低编码效率低50%50%50%50%，100Mbps100Mbps100Mbps100Mbps的速率，要的速率，要的速率，要的速率，要200M200M200M200M的波特的波特的波特的波特率。换言之率。换言之率。换言之率。换言之, , , ,需要发送数据的需要发送数据的需要发送数据的需要发送数据的2 2 2 2倍宽带。倍宽带。倍宽带。倍宽带。pp用于传统局域网用于传统局域网用于传统局域网用于传统局域网鸳去疽舱檄囚饥噶利咀渺翠哄一萄贰怯精椭级如脆捆炎遏时拼斋挣羡书

112、液计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础802.2.5 2.2.5 数字信号的编码技术数字信号的编码技术4. 4B/5B4. 4B/5B4. 4B/5B4. 4B/5B编码（编码（编码（编码（为提高编码效率为提高编码效率为提高编码效率为提高编码效率）p每次对每次对4 4位数据进行编码位数据进行编码, ,每每4 4位数据编码成位数据编码成5 5位符号。位符号。 5 5比特编码的比特编码的3232种组合中，实际只使用了种组合中，实际只使用了2424种，其中的种，其中的1616种用做数据符种用做数据符合，其余合，其余8 8种用做控制符

113、号种用做控制符号( (如帧的起始和结束符号等如帧的起始和结束符号等) )。p对于对于100100bpsbps的光纤网只需的光纤网只需125MHz125MHz的元件就可实现的元件就可实现, ,效率提高到效率提高到80%80%。p同步：同步：n可以采用二级编码的方法。即先按可以采用二级编码的方法。即先按4B/5B4B/5B编码，然后再编码，然后再利用一种称为倒相的不归零制利用一种称为倒相的不归零制NRZINRZI编码。编码。编码确保无论编码确保无论4 4比特符号为何种组合比特符号为何种组合( (包括全包括全“0 0”) )，其对应的，其对应的5 5比特编码中至少比特编码中至少有有2 2位位“1 1

114、”，从而保证在光纤中传输的信号至少发生两次跳变，从而保证在光纤中传输的信号至少发生两次跳变，接收端可得到足够的同步信息，利于接收端的时钟提取。原理类接收端可得到足够的同步信息，利于接收端的时钟提取。原理类似于差分编码。似于差分编码。p用于快速以太网用于快速以太网（教材P44-45）骗荫烫琉兢疲谬渡堰勾职厄领笋倚滴险营秸犀掉臂履怜午呛棚捌铸瘤呜逐计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础812.4 差错控制差错控制2.4.12.4.1差错的检测与校正差错的检测与校正差错的检测与校正差错的检测与校正pp传输差错的特性传输差错的特性传输差

115、错的特性传输差错的特性n n引起数据出错的原因引起数据出错的原因引起数据出错的原因引起数据出错的原因噪声噪声噪声噪声pp随机热噪声：物理信道所固有，可以通过较高的随机热噪声：物理信道所固有，可以通过较高的随机热噪声：物理信道所固有，可以通过较高的随机热噪声：物理信道所固有，可以通过较高的信噪比将随机噪声消除。信噪比将随机噪声消除。信噪比将随机噪声消除。信噪比将随机噪声消除。pp冲击噪声：偶然的外界原因造成，如雷电、磁场、冲击噪声：偶然的外界原因造成，如雷电、磁场、冲击噪声：偶然的外界原因造成，如雷电、磁场、冲击噪声：偶然的外界原因造成，如雷电、磁场、信号冲突、电源波动等。信号冲突、电源波动等。

116、信号冲突、电源波动等。信号冲突、电源波动等。 突发形式，导致连续若干位的数据发生错误突发形式，导致连续若干位的数据发生错误突发形式，导致连续若干位的数据发生错误突发形式，导致连续若干位的数据发生错误突突突突 发发发发 长长长长 度度度度（教材P46-47）目搓语模儡柄束晋假这弧盘即夏佣护禹钝弥谈恕墅戌晰级店芬断休锣杯侗计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础822.4 差错控制差错控制n误码率误码率衡量信道的质量衡量信道的质量n编码效率编码效率衡量码字中信息位所占的比例衡量码字中信息位所占的比例（教材P47）（教材P47）渊锅肠澈

117、荧钵涤喀居抄择怔葡盗凋驹猿团敌测示可矽荷悄贫灭预导抠甄怠计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础832.4 差错控制差错控制pp两种差错控制方法：两种差错控制方法：n n自动请求重发（自动请求重发（自动请求重发（自动请求重发（ARQARQARQARQ）检测出错误，就通知检测出错误，就通知检测出错误，就通知检测出错误，就通知发送方重发数据。发送方重发数据。发送方重发数据。发送方重发数据。( ( ( (又称：反馈重发又称：反馈重发又称：反馈重发又称：反馈重发) ) ) )pp双向信道双向信道双向信道双向信道pp发送方有数据缓冲区发送方

118、有数据缓冲区发送方有数据缓冲区发送方有数据缓冲区pp检错码检错码检错码检错码n n前向纠错（前向纠错（前向纠错（前向纠错（FECFECFECFEC）接收端可以检错，并确定接收端可以检错，并确定接收端可以检错，并确定接收端可以检错，并确定错误的位置，对错误进行纠正。错误的位置，对错误进行纠正。错误的位置，对错误进行纠正。错误的位置，对错误进行纠正。pp一般用于单向信道一般用于单向信道一般用于单向信道一般用于单向信道pp需使用需使用需使用需使用纠错码纠错码纠错码纠错码，需要更多的冗余位，需要更多的冗余位，需要更多的冗余位，需要更多的冗余位pp纠错设备比检错设备更复杂纠错设备比检错设备更复杂纠错设备

119、比检错设备更复杂纠错设备比检错设备更复杂（教材P47）我而小择们泌滦粉光舞棘抱会猴邓熙杜史侠蓉菱惟揪擒磋慷酌塑茅虱惟廷计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础842.4 差错控制差错控制pp各举一例：各举一例：n n定比码定比码定比码定比码、恒比码、恒比码、恒比码、恒比码、n n n n中取中取中取中取m m m m码码码码检错码检错码检错码检错码p指每个码字中均含有相同数目的指每个码字中均含有相同数目的“1 1”( (码字长一定，码字长一定，“1 1”的数目一定后，所含的数目一定后，所含“0 0”的数目也就必然相同的数目也就必然

120、相同) )p编码效率不高，检错能力还可以编码效率不高，检错能力还可以p不能用于随机二进制数字序列，可用于无线电报通信不能用于随机二进制数字序列，可用于无线电报通信n n正反码正反码正反码正反码纠错码纠错码纠错码纠错码p冗余位的个数与信息位个数相同，而且两者或者完全相冗余位的个数与信息位个数相同，而且两者或者完全相同或者完全相反，由信息位中同或者完全相反，由信息位中“1 1”的个数来决定。的个数来决定。p编码效率低仅编码效率低仅1/21/2，只能用于信息位较短的场合，只能用于信息位较短的场合p差错控制能力还可以：纠正一位差错，检出全部两位差差错控制能力还可以：纠正一位差错，检出全部两位差错和大部

121、分两位以上的差错错和大部分两位以上的差错（教材P47-48）浸柴香羚俞盎菊手吗侈葱颐赊旭搐赣彝伸缩坟夏酉聂捣罪赋蚕诧碘脯迂神计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础852.4 差错控制差错控制pp2.4.2 2.4.2 奇偶校验码奇偶校验码检错码检错码检错码检错码漏检率高漏检率高漏检率高漏检率高pp2.4.3 2.4.3 海明码海明码一位纠错码，编码效率高于正反码一位纠错码，编码效率高于正反码一位纠错码，编码效率高于正反码一位纠错码，编码效率高于正反码pp2.4.4 2.4.4 循环冗余码循环冗余码检错码检错码检错码检错码漏检率低

122、，应用广泛漏检率低，应用广泛漏检率低，应用广泛漏检率低，应用广泛（教材P47-48）峦荔振诱饰渝让溢淖叶孝寐离漱甩滩停挨潞棘斑胖攘歌阉冉唐碧爪庐肤屹计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础86pp检错码检错码检错码检错码pp通过增加通过增加通过增加通过增加冗余位冗余位冗余位冗余位来使得码字中来使得码字中来使得码字中来使得码字中“1”“1”的个数保持奇的个数保持奇的个数保持奇的个数保持奇或偶数的编码方法。或偶数的编码方法。或偶数的编码方法。或偶数的编码方法。n n垂直（纵向）奇偶校验垂直（纵向）奇偶校验垂直（纵向）奇偶校验垂直（纵向

123、）奇偶校验 编码效率编码效率编码效率编码效率 实现方便实现方便实现方便实现方便 漏检率近漏检率近漏检率近漏检率近1/21/2n n水平（横向）奇偶校验水平（横向）奇偶校验水平（横向）奇偶校验水平（横向）奇偶校验 编码效率编码效率编码效率编码效率 漏检率低于垂直，但实现困难漏检率低于垂直，但实现困难漏检率低于垂直，但实现困难漏检率低于垂直，但实现困难n n水平垂直（纵横）奇偶校验水平垂直（纵横）奇偶校验水平垂直（纵横）奇偶校验水平垂直（纵横）奇偶校验 编码效率编码效率编码效率编码效率 误码率大大降低，还可纠错误码率大大降低，还可纠错误码率大大降低，还可纠错误码率大大降低，还可纠错2.4.2 2.

124、4.2 奇偶校验码奇偶校验码（教材P48-50）R = p/(p+1)R = q/(q+1)厢自巾桓荤汞闽挺砌刀屡铝滓逼邪斋哮哮拒坤堵秉鄂专角坪洼镀杠入昔莲计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础872.4.3 2.4.3 海明码海明码pp纠错码纠错码ppR.Hamming于于1950年首次提出年首次提出pp可对一位错误进行纠正可对一位错误进行纠正（教材P50）芍璃漾阳嘲价钧帖蹿堂骋噪摔吴宋崖宙岭有邪韵殿钵貉酷爱韭斋瘦侩樊岗计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础88

125、海明校验码海明校验码(校验位数校验位数)pp海明码需要几位冗余位，才能对数据帧中出现海明码需要几位冗余位，才能对数据帧中出现海明码需要几位冗余位，才能对数据帧中出现海明码需要几位冗余位，才能对数据帧中出现的的的的1 1 1 1位错误进行纠正？位错误进行纠正？位错误进行纠正？位错误进行纠正？ k bitsk bitsr bitsr bits数据数据差错控制差错控制对对对对(r+k) bits(r+k) bits(r+k) bits(r+k) bits中出现的一位差错进行纠正中出现的一位差错进行纠正中出现的一位差错进行纠正中出现的一位差错进行纠正2r1r+k晋受啮弛姓霖卡誊畏件箩鬃峡捣耽株灰矛儡姿

126、惹届月特甄苞训递芝殉橡秒计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础89海明校验码海明校验码(校验位数续校验位数续)ppk k数据位的位数数据位的位数 r r校验位的位数校验位的位数数据位数据位k k与校验位与校验位r r的关系：的关系：2 2r r k+r+ k+r+1 1数据位数据位数据位数据位k k 校验位校验位校验位校验位r r 总位数总位数总位数总位数n n1 2 31 2 324 3 5724 3 57511 4 915511 4 9151226 5 17311226 5 17312757 6 33632757 6 336

127、358120 7 6512758120 7 65127n n数据位数越多，编码效率数据位数越多，编码效率数据位数越多，编码效率数据位数越多，编码效率r/(k+r)r/(k+r)越高越高越高越高沁简秦府癸骏静松扔寄阿支狂睹响髓赵父柴袄朋烃雪婚饺欠弄献谭缅礼臼计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础90海明码海明码pp利用海明码纠正突发错误利用海明码纠正突发错误n n将将将将P P个码字组成矩阵，一行一个码字个码字组成矩阵，一行一个码字个码字组成矩阵，一行一个码字个码字组成矩阵，一行一个码字n n按列发送按列发送按列发送按列发送n n

128、接收方将收到的列重新组成矩阵，按行进行纠接收方将收到的列重新组成矩阵，按行进行纠接收方将收到的列重新组成矩阵，按行进行纠接收方将收到的列重新组成矩阵，按行进行纠错错错错n n可纠正长度可纠正长度可纠正长度可纠正长度PP的突发错误的突发错误的突发错误的突发错误肠矢脓夺娟脑翌虏艘衅骋劝募倘启刘弊徐虑双墅疡滩凉答卜固街廖头界滴计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础91海明校验码海明校验码( (校验位置校验位置) )n n校验位和数据位是如何排列的？校验位和数据位是如何排列的？校验位和数据位是如何排列的？校验位和数据位是如何排列的？校验

129、位排列在校验位排列在校验位排列在校验位排列在22i i(i i=0,1,2,=0,1,2,) )的位置上的位置上的位置上的位置上例：有一个例：有一个例：有一个例：有一个BCDBCD码码码码 为为为为DD4 4DD3 3DD2 2DD1 1, ,由此生成一个海明码由此生成一个海明码由此生成一个海明码由此生成一个海明码: :76543217654321DD44DD33DD22r r3 3 DD11r r22r r1 12 22 2 2 21 1 2 20 0有一字节的信息需生成海明码有一字节的信息需生成海明码有一字节的信息需生成海明码有一字节的信息需生成海明码: :1211109876543211

130、21110987654321DD88DD77DD66DD55r r4 4 DD44DD33DD2 2 r r33DD11r r22r r1 18 4 2 18 4 2 1每一个检验位是某几个（不是全部）数据位每一个检验位是某几个（不是全部）数据位每一个检验位是某几个（不是全部）数据位每一个检验位是某几个（不是全部）数据位异或异或异或异或的结果。的结果。的结果。的结果。帝错咨炬劈熏见辜破懊柑革诬彭亢脏暮掖姿硝别讨哼荤安盯妖灌阑擦哉竟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础92海明码海明码字符ASCII海明码的校验位Hammingco

131、de100100011000011101101110110111010011101110110011101000001100011110111111001001100101100 100 0 110 000 1 110 110 1 110 110 1 110 100 1 110 111 0 110 011 1 010 000 0 110 001 1 110 111 1 110 010 0 110 010 1 011100111010001111101010110000111011001101100111位传输的顺序桔幕稗突砚同碎量姨笺汛收汗钧仕硒崖末石禾撮酪痛舆鄙矿燎森怔辩昏饶计算机网络与通讯

132、_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础93海明码（数据位和校验位的关系）海明码（数据位和校验位的关系）pp校验位的位号都为校验位的位号都为校验位的位号都为校验位的位号都为2 2的幂（的幂（的幂（的幂（1,2,4,81,2,4,8）pp将数据位的位号将数据位的位号将数据位的位号将数据位的位号k k展开成展开成展开成展开成2 2的幂的和，以确定校的幂的和，以确定校的幂的和，以确定校的幂的和，以确定校验位与哪几个数据位构成监督关系式。验位与哪几个数据位构成监督关系式。验位与哪几个数据位构成监督关系式。验位与哪几个数据位构成监督关系式。p例：4个数据位

133、D4D3D2D1，需要3个校验位，发送码字：D4D3D2r3D1r2r1S1=r1D1D2D40S2=r2D1D3D40S3=r3D2D3D40p接收方收到信息后计算监督关系式，三位二进制数字S3S2S1即为差错位置，0表示无错。脖趣矗缉痊矫屋签疥胁歹延辈厢朗滋檬抹卜牲缨冷黍蚤帖碍捅弹涧镑观吮计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础94海明码（举例）海明码（举例）pp信息位信息位信息位信息位“1101”“1101”，发送码字，发送码字，发送码字，发送码字“110“1100 01 11010” ”pp第第第第5 5位出现错误：位出现

134、错误：位出现错误：位出现错误：监督关系式：监督关系式：监督关系式：监督关系式： S1S1：1 1,3,5,7,3,5,7；S2S2：2 2,3,6,7,3,6,7；S3S3：4 4,5,6,7,5,6,7接收方：接收方：接收方：接收方：S1=S1=a1a1 a3a3 a5a5 a7=1a7=1S2=S2=a2a2 a3a3 a6a6 a7=0a7=0S3=S3=a4a4 a5a5 a6a6 a7=1a7=1S S3 3S S2 2S S1 1=101=5=101=5第第第第5 5位发生错误，纠正为：位发生错误，纠正为：位发生错误，纠正为：位发生错误，纠正为： 11110 0 01100110删

135、除冗余位删除冗余位删除冗余位删除冗余位1 1，2 2，4 4后得到信息位：后得到信息位：后得到信息位：后得到信息位：11011101位号：7 6 5 4 3 2 1码字：1 1 1 0 1 1 0碉涌葱豹碉讥毛影海兹琉途幻威瑰凸糠琼渍纱挣昨要实佛傻啥图持辫韦仪计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础952.4.4 2.4.4 循循环冗余冗余码（码（CRC）pp局域网中常用的检错码局域网中常用的检错码局域网中常用的检错码局域网中常用的检错码pp利用利用利用利用CRCCRC校验和判断传输数据是否有差错校验和判断传输数据是否有差错校验和

136、判断传输数据是否有差错校验和判断传输数据是否有差错信息位信息位CRC校验位校验位r位（长度固定）p编码译码过程：p设要传输的信息位长度为k，r为生成多项式G(x)的阶；p将r个“0”附加在信息位的低端，使其长度变为k+r位，相当于多项式xrK(x)；pxrK(x)模2除以G(x)，得余数R(x);p令T(x)=xrK(x)+R(x)，T(x)对应得码字为传输数据。p接受方收到T(x)后，使用相同生成多项式G(x)做模2除运算，若余数为0，则表示接收到的数据正确，否则有错。k位（长度不定）（配合教材P146例4-7说明）（教材P52）侦豢郝摄佛铅挟啸库辗掺萌棠典笛仿叮腮照泪相素凶届谍矩涯激捡闰给

137、轻计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础96CRC码码p举例举例:nG( (x) )=x4+x2+x+1(对对应应的的代代码码为为10111)的的CRC冗冗余位计算。余位计算。n信息位：信息位：K(x)=K(x)=1010001。nG(x)阶 数数 为 4， 信信 息息 位位 需需 在在 低低 端端 附附 加加 4个个 零零 ：x4K(x)=10100010000。n以以G(x)为除数，做模为除数，做模2除法，得余数除法，得余数R(x)=1101。n传输数据：传输数据：T(x)=x4K(x) R(x)=10100011101。n

138、接接 收收 方方 收收 到到 T(x)， 若若 数数 据据 传传 输输 无无 误误 ，T(x)modG(x)=0。（教材P52例）史躁鹏错环屡铬拳怖钱地年讨骚赵灭础兆嗽悍以钾曾亚和序缴脓态颤亥益计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础97CRC码码p六个性质六个性质p漏检率低，为漏检率低，为.（教材P53-54）验匪浆女霸墅渝卿君谎捞埋郡剂实陵枉响易坷拽虾空梗去惊逝僚豢步谐藐计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础98CRC码码pp常用的生成多项式常用的生成多项式常用

139、的生成多项式常用的生成多项式n nCRCCRCCCITT:G(X)=xCCITT:G(X)=x1616+x+x1212+x+x5 5+1+1n nCRCCRC16:G(X)=x16:G(X)=x1616+x+x1515+x+x2 2+1+1n nCRCCRC12:G(X)=x12:G(X)=x1212+x+x1111+x+x3 3+x+x2 2+x+1+x+1n nCRCCRC32:32:G(X)=xG(X)=x3232+x+x2626+x+x2323+x+x2222+x+x1616+x+x1212+x+x1111+x+x1010+x+x8 8+x+x7 7+x+x5 5+x+x4 4+x+x

140、2 2+x+1+x+1（教材P54）乌淮郑滦擦毁圾谊偷型腾泥埋艺眉组酥屑邵炼翱晓跌详杭攻蛊隘蹿瞳鄂伴计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础99CRC码码ppCRCCRC码的实现（硬件实现）码的实现（硬件实现）码的实现（硬件实现）码的实现（硬件实现）n n除法电路除法电路除法电路除法电路, ,由异或门和一个移位寄存器组成由异或门和一个移位寄存器组成由异或门和一个移位寄存器组成由异或门和一个移位寄存器组成pp电路实现：电路实现：电路实现：电路实现：n n寄存器包含寄存器包含寄存器包含寄存器包含n n比特比特比特比特, ,等于冗余码长

141、度（等于冗余码长度（等于冗余码长度（等于冗余码长度（G(X)G(X)阶数）阶数）阶数）阶数）n n异或门位置异或门位置异或门位置异或门位置, ,取决于生成多项式中各项的位置取决于生成多项式中各项的位置取决于生成多项式中各项的位置取决于生成多项式中各项的位置pp工作过程：工作过程：工作过程：工作过程：n n需要发送的信息补零后，从高位开始串行输入需要发送的信息补零后，从高位开始串行输入需要发送的信息补零后，从高位开始串行输入需要发送的信息补零后，从高位开始串行输入n n将最后一个寄存器的数据与其它寄存器异或后左移一位将最后一个寄存器的数据与其它寄存器异或后左移一位将最后一个寄存器的数据与其它寄存

142、器异或后左移一位将最后一个寄存器的数据与其它寄存器异或后左移一位n n直至信息位全部输入，移位寄存器的内容即直至信息位全部输入，移位寄存器的内容即直至信息位全部输入，移位寄存器的内容即直至信息位全部输入，移位寄存器的内容即CRCCRC校验校验校验校验码码码码（教材P55）咎藻醋但献燎醒挠敞疾铲腔七罚涌超唬舍哎枢东恨遮矩吵抱秋倘榆妒揩杆计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1002.5 数据链路常用技术数据链路常用技术p2.5.1帧定界帧定界p2.5.2反馈重发反馈重发p2.5.3滑动窗口滑动窗口（放在后面相关章节中讲）（放在后面

143、相关章节中讲）（教材P55-62）大果臻殃蛆帕蚀嘛匣疼铱戳们脑农年洽兑胶绸肛匿雪泰叶挠埋贞昔糜航貉计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1012.5 数据链路常用技术数据链路常用技术数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层换肋戎盐卫辛谨绳困栅屁估垃讶羞循饶攘缴复杜旭眉疮拎麻恭傅抱合糖施计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础102通信主机中包括通信主机中包括7层功能，通信子网中的网络互层功能，通信子网中的网络互连设备一般只有连设备一般只有13

144、层功能，甚至层功能，甚至12层。层。OSI参考模型参考模型数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层运输层运输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层网络层网络层主机主机A主机主机B应用层协议应用层协议表示层协议表示层协议会话层协议会话层协议运输层协议运输层协议主机网络层主机网络层-路由器协议路由器协议路由器路由器路由器路由器通信子网通信子网层间接口层间接口层次层次7654321主机物理层主机物理层-路由器协议路由器协议主机数链层主机数链层-路由器协议路由器协议通信子网通信子网内部协议内部协议数据链路层数据链路层物理层

145、物理层网络层网络层运输层运输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层眠帖换墅义也号耀搬赚乏诱肚还蜂苗体卷钳爷毙匝罚辙府盲涝由习萧酌檄计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础103数据链路层使用的信道主要有两种类型：数据链路层使用的信道主要有两种类型：p点对点信道点对点信道：这种信道使用一对一的点对点通信：这种信道使用一对一的点对点通信方式。方式。p广播信道广播信道：这种信道使用一对多的广播通信方式，：这种信道使用一对多的广播通信方式，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须使用

146、专用的共享信道协议来协调这些主因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送。机的数据发送。宫略饱篷扬瘁得井螺饱故奖痒比军遁完户破杀熔肛链蝗陷亮芥造匣酞矮鸟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础104数据链路层概述数据链路层概述局域网局域网广域网广域网主机主机 H H1 1主机主机 H H2 2路由器路由器 R R1 1路由器路由器 R R2 2路由器路由器 R R3 3电话网电话网局域网局域网主机主机 H1 H1 向向 H2 H2 发送数据发送数据链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络网络层层物理物理层层链路层链路层

147、应用层应用层运输层运输层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层R R1 1R R2 2R R3 3H H1 1H H2 2从层次上来看数据的流动从层次上来看数据的流动侍致臣千绑邻规哇哨茹彭箭油缓艘段绰渣葫叫猜教患痞农闷秒捡尔纶敖课计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础105数据链路层概述（续数据链路层概述（续1）局域网局域网广域网广域网主机主机 H H1 1主机主机 H H2 2路由器路由器 R R1 1路由器路由器 R R2 2路由器

148、路由器 R R3 3电话网电话网局域网局域网主机主机 H1 H1 向向 H2 H2 发送数据发送数据链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络网络层层物理物理层层链路层链路层应用层应用层运输层运输层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层链路层链路层网络网络层层物理物理层层R R1 1R R2 2R R3 3H H1 1H H2 2仅从数据链路层观察帧的流动仅从数据链路层观察帧的流动铁皿需踞猾刹灭素远妥辫拙抱谢落蔫竹土厢龟碗茨淡烤惑碎琼聋职焰蜘钢计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据

149、通信基础106数据链路层概述（续数据链路层概述（续2）简化的下三层模型网络层网络层 IP数据报数据报 IP数据报数据报10100100101 IP数据报数据报 IP数据报数据报10100100101 IP数据报数据报数据链路数据链路物理链路物理链路物理层物理层数据链路层数据链路层结点结点A结点结点B若港蠢系佐夜授扶讼柏板矾狸扣蚁演朴喂澡根惩宪直剂昨蔡耻企苔房毡鞠计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础107数据链路层概述（续数据链路层概述（续3）物理链路与数据链路的区别：物理链路与数据链路的区别：p物理链路物理链路 (link(l

150、ink，链路，链路) ) 是指相邻两结点之间无源的物是指相邻两结点之间无源的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。理线路段，中间没有任何其他的交换结点。n当两台计算机通信时，其通路是由多条链路串接构成的，这说明一当两台计算机通信时，其通路是由多条链路串接构成的，这说明一条链路只是一条通路的一个组成部分。条链路只是一条通路的一个组成部分。p数据链路数据链路(datalink(datalink，逻辑链路，逻辑链路) ) 由物理线路以及实现通由物理线路以及实现通信协议的硬件和软件组成的。数据链路层协议信协议的硬件和软件组成的。数据链路层协议( (即链路控制即链路控制规程规程) )是在不太可靠的物理

151、链路上实现可靠的数据传输所必是在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输所必不可少的。不可少的。n现在最常用的方法是使用适配器现在最常用的方法是使用适配器( (即网卡即网卡) )来实现这些协议的硬件和来实现这些协议的硬件和软件。软件。p一般的适配器都具有数据链路层和物理层这两层的功能。一般的适配器都具有数据链路层和物理层这两层的功能。吹爽养左户挠赵父楼声撩迄拄膨启昨醇逆貌摩袁发耽瞻寅阴湃辩舒碟凯酒计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础108数据链路层概述（续数据链路层概述（续4）物理链路与数据链路的区别：物理链路与数据链路的区别：

152、 调制解调器数据链路链路结点交换机链路控制链路控制结点交换机 调制解调器藏凛疤渭抛翱吩宣漳摆豹酷归崇闭岁坞沼羌蹬氛菌冷偏詹啊佃军告抗尽湖计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础109数据链路层概述（续数据链路层概述（续5）p讨论数据链路层时，通常在两个对等的数据链路层之间画出讨论数据链路层时，通常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧帧( (包括首部、数据和尾部包括首部、数据和尾部) )。p早期的数据通信协议曾叫作早期的数据通信协议曾叫作通信

153、规程通信规程(procedure)(procedure)。因此在。因此在数据链路层，规程和协议是同义语。数据链路层，规程和协议是同义语。 p点对点信道的数据链路层和广播信道的数据链路层。局域网点对点信道的数据链路层和广播信道的数据链路层。局域网利用广播信道，采用不同媒体的接入控制，无法使用一种利用广播信道，采用不同媒体的接入控制，无法使用一种统一的数据链路层协议，统一的数据链路层协议， 因此因此OSIOSI将其分成两个子层将其分成两个子层( (媒体媒体接入控制子层接入控制子层MACMAC和和逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层LLCLLC) )。结点结点帧帧远婆群巨观劳蜕灰俘叙凄漱聋金郁俺宦北挡棉

154、辛涡紧龟买才啡炼谱州昭温计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础110数据链路层概述（续数据链路层概述（续6）数据链路层的主要功能：数据链路层的主要功能：1.1.链路管理链路管理数据链路的建立、维持和释放数据链路的建立、维持和释放2.2.帧的封装与拆装帧的封装与拆装 发送端帧的封装和接收端帧的拆装发送端帧的封装和接收端帧的拆装3.3.帧定界帧定界 接收方应当从收到的比特流中准确地区分出一接收方应当从收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束的位置帧的开始和结束的位置4.4.透明传输透明传输 任意的比特组合数据均可正确传输任意的比特

155、组合数据均可正确传输5.5.差错检测差错检测 通常采用发送端对被传输的比特流后面附加通常采用发送端对被传输的比特流后面附加差错检测码，接收端重新计算检测码，两者进行比较，差错检测码，接收端重新计算检测码，两者进行比较，判别差错存在与否。判别差错存在与否。堑放揩俊冒按辕捎驮浚衍绑造戎柜探乔原甜苛氓寓慷既涨云垫披讣仑捻羡计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础111点对点信道的数据链路层协议要解决点对点信道的数据链路层协议要解决几个基本问题：几个基本问题：p帧定界帧定界 (2.5.1) (2.5.1)p透明传输透明传输 (2.5.1)

156、 (2.5.1)p差错检测差错检测 (2.5.2) (2.5.2)p流量控制流量控制 (2.5.3) (2.5.3)n数据链路层和传输层都有流量控制，但是控制的对象数据链路层和传输层都有流量控制，但是控制的对象不同。数据链路层传输的是不同。数据链路层传输的是frameframe，面对的是物理设，面对的是物理设备；而传输层传输的是备；而传输层传输的是packetpacket，面对的是高层的应用。，面对的是高层的应用。分别要应对不同的速度和不同的介质，因而需要分别分别要应对不同的速度和不同的介质，因而需要分别的独立的流量控制。的独立的流量控制。（教材P55-56）（教材P56）（教材P57）（教材

157、P57-62）落尚寡阳钉砰烃免貌软站佛淫匀快燕夯漆软渡洽供疯勾虚纯符睡砰山乔穆计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1122.5.1 2.5.1 帧定界帧定界p帧定界帧定界(framing)(framing)就是从传送的比特流中正确地就是从传送的比特流中正确地区分出帧的边界。又称帧同步。区分出帧的边界。又称帧同步。数据同步技术物理层要解决比特同步的问题。数据链路层要解决帧同步的问题 。所谓帧同步就是从收到的比特流中正确无误地判断出一个帧从哪个比特开始以及到哪个比特结束。.1011001111011.物理层物理层物理层物理层数据链

158、路层数据链路层数据链路层数据链路层.1011001111011.帧开始帧开始帧结束帧结束夫氖岭赤俺棍博尸算荣艘镁乔殿敷驯捏涌红微松件丸乘囱润婿枢坎绚晒铆计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1132.5.1 2.5.1 帧定界（续帧定界（续1 1）p数据同步技术数据同步技术物理层的位同步法外同步时钟频率严格一致（困难），需要附加同步信号线。自同步传输的每一位都带有一个同步信号（曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）数据链路层的帧同步设计帧的边界为每一个帧的开始和结束设定特殊标志，便于接收方的识别。睛啦房阴兆院竿秋尖踢蝴举傅乍宙救毡蛇锦

159、轨抒斩酌脉取铁骑移添铸侩沾计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1142.5.1 2.5.1 帧定界（续帧定界（续2 2）p帧定界帧定界(framing)(framing)就是从传送的比特流中正确地就是从传送的比特流中正确地区分出帧的边界。又称帧同步。区分出帧的边界。又称帧同步。帧结束帧结束帧首部帧首部IP IP 数据报数据报帧的数据部分帧的数据部分帧尾部帧尾部 MTUMTU数据链路层的帧长数据链路层的帧长从这里开始发送从这里开始发送帧开始帧开始MTU（Maximum Transmission Unit）最大传输单元是指一种通信

160、协议的某一层上面所能通过的最大数据报大小（以字节为单位），这个参数通常与通信接口有关（网络接口卡、串口等）。 感剑痒蒙瘤爸碍蕊危满比药挤忠蘸礼捂巴笔翅幕霓鸭恐翻姑浸冯筛特蛀牟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础115帧定界采用的几种方法：帧定界采用的几种方法：(1)字符填充法采用一些特定的控制字符标志字节（flag byte）来定界一帧的开始和结束。FLAGFLAG装在帧中的内容帧帧开始符帧结束符发送在前FLAGFLAG茂谢串暇贞羚源海遗届饱盆贫嘘臀驮峡多锚陇谨涝粕沂邹驼赦凳丧腆饥翘计算机网络与通讯_201109_第2章 数据

161、通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础116(1)字符填充法p采用插入一个转义字符“ESC”(1B)来解决传送的数据中出现控制字符。（字节填充字节填充byte stuffingbyte stuffing）p如果转义字符也出现数据当中，应在转义字符前面再插入一个转义字符。接收端应删除其插入的转义字符。FLAGFLAGFLAGESCFLAGESCESCFLAGFLAGESCFLAGFLAGESCESCESCESC原始数据FLAGFLAG经过字节填充后发送的数据字节填充字节填充字节填充字节填充发送在前帧开始符帧结束符透明传输问题掺仲必盆占卢升腑灸膝伟渊蜂彩孔炭晋眠潞狼饵衫梗休沿

162、霹赣挑拄揽弄玖计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础117(2)(2)比特填充法比特填充法采用一特定的比特组合01111110来定界一帧的开始和结束，是目前最常用的方法。p帧格式：p数据透明：p发送方发现有5个连续1，则立即填入一个0p接收方发现5个连续1时，判断下一位“0”，是数据，将，是数据，将“0”删除，接续接收下面的删除，接续接收下面的数据数据“1”，帧起始或结束标志，帧起始或结束标志透明传输问题钱相糜狮峙娱咆询郧请查挫冠俗药姚燃惟弓毒账诛声脚惫拉淖混饼硫穴隔计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络

163、与通讯_201109_第2章 数据通信基础118(2)(2)比特填充法比特填充法采用比特填充比特填充(bit stuffing)“(bit stuffing)“零比特插入、删除零比特插入、删除” ”技术技术来解决传送的数据信息中出现特定比特组合的问题。0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

164、1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0被插入的零比特(a)(a)原始数据原始数据 的帧格式的帧格式(b)(b)线路上传送的线路上传送的 数据的帧格式数据的帧格式(d)(d)恢复后的数恢复后的数 据的帧格式据的帧格式0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1

165、 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0被删除的零比特(c)(c)接收端将插入接收端将插入 的零比特删除的零比特删除 娘斗谚蚤够亿瞎督航咆淑疲谤惫碳灭供巾潍苹杰拥锑瓣鞋纫跑歌划刽剔躇计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1192.5.1 2.5.1 帧定界（续）帧定界（续）(3)字节计数法 采用一特定字符来表示一帧的开始，随后使用一个字节计数字段指明该帧所要求传输的字节数。n此方法存在的问题在于字节计数值在传输过程中出现错误，就无法确

166、定帧的结束边界。(4)违例/非法编码法 采用违例/非法编码作为帧的边界n仅适用于物理媒体上采用特定比特编码的场合。n例，在局域网中采用双相码传输时，每个码元的中点都存在电平跳变。显然，对于码元中点不发生电平跳变的比特编码就属于非法比特编码，这种非法比特编码就可用作帧的定界。 校裤樟暖胃工依伎展磷所毁抑跑疫柒迄泪患淹撬霞勘扎仰炙感厚剃涯絮哗计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1202.5.2 2.5.2 反馈重发反馈重发pp两种差错控制方法：两种差错控制方法：两种差错控制方法：两种差错控制方法：n n自动请求重发（自动请求重发（

167、自动请求重发（自动请求重发（ARQARQARQARQ）检测出错误，就通知发送方检测出错误，就通知发送方检测出错误，就通知发送方检测出错误，就通知发送方重发数据。重发数据。重发数据。重发数据。( ( ( (又称：反馈重发又称：反馈重发又称：反馈重发又称：反馈重发) ) ) )pp双向信道、发送方有数据缓冲区、双向信道、发送方有数据缓冲区、双向信道、发送方有数据缓冲区、双向信道、发送方有数据缓冲区、检错码检错码检错码检错码n n前向纠错（前向纠错（前向纠错（前向纠错（FECFECFECFEC）接收端可以检错，并确定错误的接收端可以检错，并确定错误的接收端可以检错，并确定错误的接收端可以检错，并确定

168、错误的位置，对错误进行纠正。位置，对错误进行纠正。位置，对错误进行纠正。位置，对错误进行纠正。pp一般用于单向信道、一般用于单向信道、一般用于单向信道、一般用于单向信道、需使用需使用需使用需使用纠错码纠错码纠错码纠错码，需要更多的冗余位、纠错，需要更多的冗余位、纠错，需要更多的冗余位、纠错，需要更多的冗余位、纠错设备比检错设备更复杂设备比检错设备更复杂设备比检错设备更复杂设备比检错设备更复杂pp帧丢失帧丢失帧丢失帧丢失计时器计时器计时器计时器pp帧序号帧序号帧序号帧序号（教材P57）嗽明咱陛历锥丁糕手宣态娄苏盅绿殊夺瑞她背泳昂蘑虽黔谈晨吭橙孤恃氟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信

169、基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1212.5.3 2.5.3 滑动窗口滑动窗口p流量控制的本质流量控制的本质n处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。p停等停等(Stop-and-wait)(Stop-and-wait)协议协议（教材P58）停等协议的信道利用率：低 换惩柯班炮称闯胚腋湛吻瑞鸡位歪琶掸侄盏降担涛裹馏又们邱肤硕犊卿震计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1222.5.3 2

170、.5.3 滑动窗口滑动窗口p流量控制的本质流量控制的本质n处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。p停等停等(Stop-and-wait)(Stop-and-wait)协议协议p改进：改进：n捎带确认；捎带确认；n管道技术（连续管道技术（连续ARQARQ协议），回退协议），回退n n；选择重传；选择重传p滑动窗协议滑动窗协议n在发端对一次可以连续发出的最多帧数作限制，称为发送窗口和在发端对一次可以连续发出的最多帧数作限制，称为发送窗口和接收窗口，循环重复使用有限的帧序号接收窗

171、口，循环重复使用有限的帧序号n流量控制：发送窗口：其大小表示在收到对方确认的信息之前，流量控制：发送窗口：其大小表示在收到对方确认的信息之前，可以连续发出的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以发可以连续发出的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以发送）；接收窗口：其大小表示可以连续接收的最多数据帧数（只送）；接收窗口：其大小表示可以连续接收的最多数据帧数（只有序号在窗口内的帧才可以接收，否则丢弃）有序号在窗口内的帧才可以接收，否则丢弃）（教材P58-61）蹭护咕梯凿峰态壤润辣翻虾药沏薄惹瞅姥饲手佯民释氛蕊啼艰束闸懂微趋计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_

172、201109_第2章 数据通信基础1232.5.3 2.5.3 滑动窗口滑动窗口p流量控制的本质流量控制的本质n处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力处理的是发送方发送能力大于接收方接收能力的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。的问题，窗口机制就是一种流量控制的方法。p停等停等(Stop-and-wait)(Stop-and-wait)协议协议( (发送窗口发送窗口=1=1的特例的特例) )p改进：改进：n捎带确认捎带确认n管道技术（连续管道技术（连续ARQARQ协议），回退协议），回退n n；选择重传；选择重传p滑动窗协议滑动窗协议p例：高级数据链路控制（例：高级数据链路控制（HDLCH

173、DLC）（教材P58-62）抽娠泰沙革悸渗瞧轧炒货忱肝轻寡酗棺熙蚜矣秆梦两箕狸硅张沙思傻涅帚计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1242.6 交换技术交换技术pp通信网通信网通信网通信网（教材P63-64）广播通信网络（局域网）广播通信网络（局域网）广播通信网络（局域网）广播通信网络（局域网）点到点通信网络点到点通信网络点到点通信网络点到点通信网络（广域网）（广域网）（广域网）（广域网）电路交换电路交换电路交换电路交换分组交换分组交换分组交换分组交换虚电路方式虚电路方式虚电路方式虚电路方式数据报方式数据报方式数据报方式数据报方

174、式报文交换报文交换报文交换报文交换信元交换信元交换信元交换信元交换黎屋兵醚夫拦衅呐饲私驱兼衬问显酋浸绩建冰威劫拎至咯茵鳃丈垄凄顶剔计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1252.6.1电路交换电路交换(Circuit Exchanging)pp工作方式：工作方式：先建立一条物理线路，再进行信先建立一条物理线路，再进行信息传输。息传输。pp实例：实例：公用电话网公用电话网pp工作步骤：工作步骤：n n电路建立电路建立电路建立电路建立n n数据传输数据传输数据传输数据传输n n电路释放电路释放电路释放电路释放谎灶瓷辟炬秦赦磺廊测随慌

175、豺瓤拿相横鉴苇国备敏苛翔摊烘祝衷挂畏绣场计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1262.6.1电路交换（续）电路交换（续）n n特点：特点：特点：特点：pp无延迟、不会失序、可靠性高无延迟、不会失序、可靠性高无延迟、不会失序、可靠性高无延迟、不会失序、可靠性高pp信道一旦建立即为专用信道，信道利用率低信道一旦建立即为专用信道，信道利用率低信道一旦建立即为专用信道，信道利用率低信道一旦建立即为专用信道，信道利用率低pp若传输的数据较少，则连接建立和释放带来的开销会若传输的数据较少，则连接建立和释放带来的开销会若传输的数据较少，则连

176、接建立和释放带来的开销会若传输的数据较少，则连接建立和释放带来的开销会得不偿失。得不偿失。得不偿失。得不偿失。pp计费根据占用的线路带宽、距离、持续时间来计算的。计费根据占用的线路带宽、距离、持续时间来计算的。计费根据占用的线路带宽、距离、持续时间来计算的。计费根据占用的线路带宽、距离、持续时间来计算的。瞩贱棵苫番适号颁柴让搐朔烷朔尽悼锻胀帮柯凝乞疽火膜尔翠憎辅纲是园计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础127p特点：p不建立专用信道，信道利用率高p对交换节点的缓存能力要求较高p有延迟、不会失序、可靠性较低，p报文长度一般较大，

177、且长度不一，实时性不好，不适合交互式通信2.6.2报文交换报文交换(Message Exchanging)(Message Exchanging)pp工作方式工作方式工作方式工作方式n n存储存储存储存储转发方式转发方式转发方式转发方式, ,通信端之间无需建立专用线路通信端之间无需建立专用线路通信端之间无需建立专用线路通信端之间无需建立专用线路n n交换节点对收到的报文向目的地方向进行转发交换节点对收到的报文向目的地方向进行转发交换节点对收到的报文向目的地方向进行转发交换节点对收到的报文向目的地方向进行转发实例：电报拙宏掠硕赂耀骂掖灭涂驯肥脾葫乳霜称婴瓜奎进皿译疗涪达俗巾碉甘荤肉计算机网络与通

178、讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1282.6.3分组交换分组交换(Packet Exchanging)pp工作方式：工作方式：工作方式：工作方式：n n存储存储存储存储转发方式转发方式转发方式转发方式n n将要发送的数据分成若干长度固将要发送的数据分成若干长度固将要发送的数据分成若干长度固将要发送的数据分成若干长度固定的分组，以分组为单位进行转定的分组，以分组为单位进行转定的分组，以分组为单位进行转定的分组，以分组为单位进行转发。发。发。发。( (对报文交换的改进对报文交换的改进对报文交换的改进对报文交换的改进) )pp要求：要求：要求

179、：要求：n n中间的交换节点具有存储功能。中间的交换节点具有存储功能。中间的交换节点具有存储功能。中间的交换节点具有存储功能。pp两种分组传输方式：两种分组传输方式：两种分组传输方式：两种分组传输方式：n n面向连接的面向连接的面向连接的面向连接的虚电路虚电路虚电路虚电路n n不面向连接的不面向连接的不面向连接的不面向连接的数据报数据报数据报数据报歧报诊筑妈昨丝顷乞唾蜀佬拨尤机素茧极蚊旅铂亏乔淀菏尤啊便揭绑沼绦计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础129虚电路虚电路(Virtual Circuit)(Virtual Circui

180、t)方式方式pp工作方式（面向连接的服务）：工作方式（面向连接的服务）：n n建立虚电路建立虚电路建立虚电路建立虚电路n n传输数据传输数据传输数据传输数据n n释放虚电路释放虚电路释放虚电路释放虚电路1467532BFEDCA财囚巴俺烂朴滦赃炸讹埠平钨戏局裂荔页蟹嘘玲稗孪诡攘竹掘岭屑灯岁佯计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础130虚电路方式（续虚电路方式（续1 1）pp数据传输过程：数据传输过程：n n传送数据之前先在信源和信宿之间传送数据之前先在信源和信宿之间传送数据之前先在信源和信宿之间传送数据之前先在信源和信宿之间建立

181、一条虚建立一条虚建立一条虚建立一条虚电路电路电路电路( ( ( (逻辑电路逻辑电路逻辑电路逻辑电路) ) ) )。n n此次通信的此次通信的此次通信的此次通信的所有数据分组所有数据分组所有数据分组所有数据分组均沿着建立好的均沿着建立好的均沿着建立好的均沿着建立好的虚电虚电虚电虚电路路路路进行传输。进行传输。进行传输。进行传输。n n每个数据分组每个数据分组每个数据分组每个数据分组携带虚电路号携带虚电路号携带虚电路号携带虚电路号，路由器根据分组，路由器根据分组，路由器根据分组，路由器根据分组中携带的虚电路号决定将数据分组向哪一个路中携带的虚电路号决定将数据分组向哪一个路中携带的虚电路号决定将数据

182、分组向哪一个路中携带的虚电路号决定将数据分组向哪一个路由器转发。由器转发。由器转发。由器转发。n n通信结束，通信结束，通信结束，通信结束，释放虚电路。释放虚电路。释放虚电路。释放虚电路。栅蒂摄厌号琅瑚压菌娶茸涤力狙辞齿寻倘据扶霉渠楼捧馏辨额噶载敦嚼球计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础131虚电路方式（续虚电路方式（续2 2）pp特点：特点：n n一条物理链路上允许建立一条物理链路上允许建立一条物理链路上允许建立一条物理链路上允许建立多条虚电路。多条虚电路。多条虚电路。多条虚电路。n n通信前先建逻辑链路，本次通信的通信前先

183、建逻辑链路，本次通信的通信前先建逻辑链路，本次通信的通信前先建逻辑链路，本次通信的所有分组所有分组所有分组所有分组均沿均沿均沿均沿同一条逻辑链路同一条逻辑链路同一条逻辑链路同一条逻辑链路进行转发。进行转发。进行转发。进行转发。pp路由选择算法运行一次路由选择算法运行一次路由选择算法运行一次路由选择算法运行一次pp分组不会失序分组不会失序分组不会失序分组不会失序pp每个分组只需要携带虚电路号每个分组只需要携带虚电路号每个分组只需要携带虚电路号每个分组只需要携带虚电路号n n可靠的通信子网服务，可靠的通信子网服务，可靠的通信子网服务，可靠的通信子网服务，一般不会丢失数据分组一般不会丢失数据分组一般

184、不会丢失数据分组一般不会丢失数据分组，有效控制通信质量。有效控制通信质量。有效控制通信质量。有效控制通信质量。婚弄干渝毋穆隘撑磐驳韭茫漳拈觅瓢算酸娜挞准炙简界蔫豺好螟谎额垣拱计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础132数据报数据报(Datagram)(Datagram)方式方式pp工作方式：工作方式：n n无连接方式无连接方式pp通信之前不建立连接。通信之前不建立连接。通信之前不建立连接。通信之前不建立连接。pp通信节点有数据发送时可以立即将数据发送通信节点有数据发送时可以立即将数据发送通信节点有数据发送时可以立即将数据发送通信

185、节点有数据发送时可以立即将数据发送到网络中。到网络中。到网络中。到网络中。pp数据传输结束也无需释放链接。数据传输结束也无需释放链接。数据传输结束也无需释放链接。数据传输结束也无需释放链接。n n网络为每个分组单独选择路由网络为每个分组单独选择路由盗私疗荧桅功浚抬遍轰陪跃歌魁后丑察见筏极御吵凳坪些袭蜒缮谅翅磅阴计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础133数据报方式（续数据报方式（续1 1）至自嚏誉炉奄蠕烽脯钒锄痹孵棚遮待巢鸽曼痞鸽蒜剩秀房麦提孝际宽弗拆计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_2011

186、09_第2章 数据通信基础134数据报方式（续数据报方式（续2 2）pp数据报方式特点：数据报方式特点：n n每个分组经过的每个分组经过的每个分组经过的每个分组经过的路径可能不同路径可能不同路径可能不同路径可能不同n n分组到达的分组到达的分组到达的分组到达的顺序可能顺序可能顺序可能顺序可能与发出顺序与发出顺序与发出顺序与发出顺序不同不同不同不同n n分组中分组中分组中分组中需要携带完整的目的地址需要携带完整的目的地址需要携带完整的目的地址需要携带完整的目的地址n n分组中分组中分组中分组中需要携带序号需要携带序号需要携带序号需要携带序号n n不可靠的数据通信，可能丢失分组，不可靠的数据通信，

187、可能丢失分组，不可靠的数据通信，可能丢失分组，不可靠的数据通信，可能丢失分组，可通过优可通过优可通过优可通过优化的路由选择算法降低分组的丢失率。化的路由选择算法降低分组的丢失率。化的路由选择算法降低分组的丢失率。化的路由选择算法降低分组的丢失率。彬纳门挤片旨豪盈筹邵捣呵敬谩氰询惋薯哪鸽胺钾脱吸聘棠郎天签布越熟计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1352.6.4信元交换信元交换(Cell Exchanging)pp是一种快速分组交换技术，它结合了电路交换技是一种快速分组交换技术，它结合了电路交换技是一种快速分组交换技术，它结合了

188、电路交换技是一种快速分组交换技术，它结合了电路交换技术延迟小和分组交换技术灵活的优点。术延迟小和分组交换技术灵活的优点。术延迟小和分组交换技术灵活的优点。术延迟小和分组交换技术灵活的优点。pp信元是固定长度的分组，异步传输模式信元是固定长度的分组，异步传输模式信元是固定长度的分组，异步传输模式信元是固定长度的分组，异步传输模式ATMATM采采采采用的信元交换技术，其信元长度为用的信元交换技术，其信元长度为用的信元交换技术，其信元长度为用的信元交换技术，其信元长度为5353字节。信字节。信字节。信字节。信元头元头元头元头5 5字节，数据字节，数据字节，数据字节，数据4848字节。字节。字节。字节

189、。浑粕帅摄锐弱葬笋裂量蓖谓答干荐逾切践挚幌取卧徐喻来雅依雾备硷页裤计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础1362.7 接入技术接入技术pp自学提示：自学提示：自学提示：自学提示：n n早期低速接入：一线通早期低速接入：一线通早期低速接入：一线通早期低速接入：一线通n nADSL,(xDSL)ADSL,(xDSL)n n有线通有线通有线通有线通HFCHFCn n无线接入无线接入无线接入无线接入（教材P64-66）嘱记炬蝇郭蹋檀镁旨矮残迅拖鱼八扇去泅梦培煎恩如筹锡艺坊商钵鼠巡搓计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算

190、机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础137End of Chapter 2常吞争赢惺浦梳浓各嘻忍专段喧锻踪期郸霉戍榜取萍姥钉蘸烽哲鞭际跌至计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础138作业题作业题（要求：在作业本上先抄下题目（要求：在作业本上先抄下题目再回答，计算题需写出公式、步骤）再回答，计算题需写出公式、步骤）p1.对比分析对比分析OSI与因特网参考模型的异同点。与因特网参考模型的异同点。p2.分辨率为分辨率为640*480的真彩色图像，像素分辨率为的真彩色图像，像素分辨率为24bits，如果以每秒，如果以每秒25

191、帧动态显示，求需要的通信带宽。帧动态显示，求需要的通信带宽。p3.奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。对于八进制数据，若信道带宽输速率与信道带宽的关系。对于八进制数据，若信道带宽W=3100Hz，求最大的数据传输速率。，求最大的数据传输速率。p4.若要在一条若要在一条50kHz的信道上传输的信道上传输1.544Mb/s的的T1载波，载波，信噪比至少要多少信噪比至少要多少dB?瞒挨畔曲侯臻妖尿布犀配陵恃帮执熄雍戚慌诌慢澳驯夕凳筐叼墟枚劲面唉计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_

192、201109_第2章 数据通信基础139作业题作业题（续）（续）p5.画出画出110100100的曼彻斯特编码和差分曼彻的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形图。斯特编码的波形图。pp6 6：若信息位为若信息位为6位，欲构成能纠正一位错的海明码，位，欲构成能纠正一位错的海明码，试问至少要几位冗余位？该海明码的编码效率是多试问至少要几位冗余位？该海明码的编码效率是多少？少？pp7 7：设有一码组多项式：设有一码组多项式：设有一码组多项式：设有一码组多项式M(X)=XM(X)=X9 9+X+X7 7+X+X3 3+X+X2 2+1+1, ,生成多项式生成多项式生成多项式生成多项式G(X)=XG(X)=X5 5+X+X4 4+X+X2 2+1+1，试求相应的试求相应的试求相应的试求相应的CRCCRC码。码。码。码。鞋驹奠所毛博鞠定躯才青警吓替避夯增鼎派忠蛙宪铅变卵胳笑沫纬五躇择计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础计算机网络与通讯_201109_第2章 数据通信基础140