物理层之1通信技术基础课件

《物理层之1通信技术基础课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理层之1通信技术基础课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、通信技术基础通信技术基础通信系统：通信系统：模型、类型模型、类型数据：数据：类型类型信号：信号：类型类型 调制方式：调制方式：脉冲调制脉冲调制PCM; 正弦波调制：正弦波调制：调幅、调频、调相调幅、调频、调相信道：信道：基本指标概念：基本指标概念：带宽带宽;信号信号/数据船速速率；信道容量；误码率数据船速速率；信道容量；误码率 多路复用技术：多路复用技术：FDM、TDM、WDM、CDMA 数据传送方式数据传送方式 ： 单工、半双工、全双工单工、半双工、全双工交换技术：交换技术：电路交换电路交换 存储交换存储交换 报文交换报文交换 分组交换分组交换数据通信基本方式：数据通信基本方式：串行通信、并

2、行通信串行通信、并行通信物理层之1通信技术基础噪声源噪声源信信 源源变换器变换器信信 道道反变换器反变换器信信 宿宿发送端发送端接收端接收端通信技术基础：通信技术基础：通信系统模型通信系统模型通信：通信：人与人之间或客体与客体之间的信息传递和交流通信系统模型信源：信源： 信号的产生者信宿：信宿： 信号的接收者信道：信道： 信号传输的媒体及相关设备(如放大器、中继器等) 噪声源：噪声源：信道中对信号产生干扰的噪声以及通信系统中其它 各处的噪声物理层之1通信技术基础变换器与反变换器信源编码部件信源编码部件：原始信号中包含的信息量大,多数有冗余信道编码部件：信道编码部件：减少信息传输中的差错,增强抗

3、干扰能力加密部件：如果希望通信是保密的调制器：将编码后的数字信号转换成适于信道传输的模拟信号噪声源噪声源信信 源源变换器变换器信信 道道反变换器反变换器信信 宿宿发送端发送端接收端接收端通信系统模型通信技术基础：通信技术基础：通信系统模型通信系统模型物理层之1通信技术基础数数字字信信号号在在传传输输中中往往往往由由于于各各种种原原因因，使使得得在在传传送送的的数数据据流流中中产产生生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。信信信信道道道道编编编编码码码码的的任任务务是是采采用用合合适适的的调调制制方方式式和和纠纠错错方

4、方法法，提提高高数数据据传传输输效率，降低误码率。本质是增加通信的可靠性。效率，降低误码率。本质是增加通信的可靠性。通通过过信信道道编编码码对对数数码码流流进进行行相相应应的的处处理理，使使系系统统具具有有一一定定的的纠纠错错能能力和抗干扰能力，从而极大地避免码流传送中误码的发生。力和抗干扰能力，从而极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。QAM（正交幅相调制）（正交幅相调制）信源编码信源编码为了提高传输效率为了提高传输效率 信源编码信源编码为了提高信息传输可靠性为了提高信息传输可靠性物理层之1通信技术基础通信技术基础：通

5、信技术基础：通信基本概念通信基本概念通信系统通信系统 在在信道信道上上 用用信号信号来传输来传输 数据数据物理层之1通信技术基础通信技术基础：通信技术基础：通信基本概念通信基本概念数据：数据：载荷信息的物理符号或有意义的实体 模拟数据：模拟数据：在某个区间取连续值的数据 数字数据：数字数据：在某个区间取离散值的数据物理层之1通信技术基础信号：信号：数据的电磁波或电编码，是数据的具体表示形式 模拟信号：模拟信号：信号的幅度随时间而连续变化的信号 电话、传真、电视信号都是模拟信号 数字信号：数字信号：信号幅度在每一时刻只可能是离散有限值的信号 如莫尔斯电报码物理层之1通信技术基础信道：信道：信号传

6、输的媒体及相关设备(如放大器、中继器等)。可以是一条专线(双绞线、同轴电缆、光纤)； 也可以是一个交换网络(模拟电话网、数字数据网DDN)； 还可以是无线的(微波信道、卫星信道)。数字信道：数字信道：以数字脉冲形式(离散信号)传输数据的信道模拟信道：模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道通信技术基础：通信技术基础：通信基本概念通信基本概念物理层之1通信技术基础数据：模拟数据、数字数据数据：模拟数据、数字数据信号：模拟信号、数字信号信号：模拟信号、数字信号 信道：模拟信道、数字信道信道：模拟信道、数字信道n数据传输：模拟传输和数字传输数据传输：模拟传输和数字传输通信技术基础：通信技术基础：数

7、据传输方式数据传输方式模拟通信系统：模拟通信系统：通过通信线路来传输模拟信号的通信系统数字通信系统：数字通信系统：通过通信线路来传输数字信号的通信系统物理层之1通信技术基础信道上传送的信号分信道上传送的信号分基带信号基带信号，频带信号频带信号。n基带传输、频带传输基带传输、频带传输n基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。仅适宜于近距离和速度较低的通信仅适宜于近距离和速度较低的通信 n例如：例如：近距离近距离局域网局域网采用基带传输，如采用基带传输，如以太网以太网n频带传输：数字信号需调制成模拟信号后再传送，接收方需要

8、解调。频带传输：数字信号需调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调。n例如：通过例如：通过电话模拟信道电话模拟信道传输传输通信技术基础：通信技术基础：数据传输方式数据传输方式物理层之1通信技术基础n宽带传输：宽带传输：数字信号需调制成频带为几十数字信号需调制成频带为几十MHZ到几百到几百MHZ的模拟信的模拟信号后再传送，接收方需要解调。号后再传送，接收方需要解调。 各路信号不会互相干扰，而且提高了线路的利用率。各路信号不会互相干扰，而且提高了线路的利用率。长距离通信长距离通信 n例如：例如：闭路电视闭路电视的信号传输；的信号传输； 宽带局域网宽带局域网所传输的信号所传输的信号都是经过调制后的模拟

9、信号。都是经过调制后的模拟信号。通信技术基础：通信技术基础：数据传输方式数据传输方式物理层之1通信技术基础1、带宽、带宽Hn信号占据的频率范围，称为信号占据的频率范围，称为信号的带宽信号的带宽。n信道带宽信道带宽是指在该通信线路上能不失真地传送是指在该通信线路上能不失真地传送信号的频率范围。信号的频率范围。 带宽是通信信道的宽度，是信道所能传输信号的频率上界带宽是通信信道的宽度，是信道所能传输信号的频率上界与下界之间之差。是介质传输能力的度量，在传统的通信工程与下界之间之差。是介质传输能力的度量，在传统的通信工程中通常以赫兹（中通常以赫兹（Hz）为单位计量。）为单位计量。通信技术基础：通信技术

10、基础：几个主要指标几个主要指标物理层之1通信技术基础2、信号传输速率、信号传输速率B /码元速率码元速率/调制速率调制速率/波形速率符号速率波形速率符号速率 单位时间里传送信号波形的个数，单位为单位时间里传送信号波形的个数，单位为波特波特。通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标 尼奎斯特尼奎斯特(H.Nyquist)定理定理(无噪声信道无噪声信道)在具有理想低通矩形特性的信道中，码元传输的最大速Bmax等于该理想低通信道的带宽H的两倍:Bmax=2H例：1个无噪声的3kHz信道不能以高于6,000b/s的速率传输。物理层之1通信技术基础3、数据传输率、数据传输率/比特率比特率 单

11、位时间里传送二进制数据的位数，单位单位时间里传送二进制数据的位数，单位b/s、Kb/s、Mb/s，简写位，简写位bps、Kbps、Mbps。 数据传输率和信号传输速率的关系：数据传输率和信号传输速率的关系： S=Blog2LS 数据传输率，数据传输率， B信号传输速率信号传输速率L 信号取值的个数信号取值的个数通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标物理层之1通信技术基础4、信道容量、信道容量C理想信道理想信道nNyquist定理：定理：nCmax=2Hlog2L（bps）nL 最大数据率最大数据率 (C) n 2 6000 bps n 4 12000 bpsn 8 18000 b

12、psn16 24000 bps话音级线路的话音级线路的信道容量计算信道容量计算 (3000 Hz)信道容量用来表征一个信道传输数字信号的能力，它以数据信道容量用来表征一个信道传输数字信号的能力，它以数据传输速率作为指标，即信道所能支持的最大数据传输速率。传输速率作为指标，即信道所能支持的最大数据传输速率。通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标物理层之1通信技术基础有噪声信道有噪声信道香农香农(Shannon)的改进的改进(随机高斯噪声信道随机高斯噪声信道) n因为Nyquist没有考虑噪声，如有则情形会急剧改变。n信噪比信噪比(signal-to-noise ratio):信号功

13、率与噪声功率之比。如用S表示信号功率，N表示噪声功率，则信噪比为S/N，习惯用S/Ndb = 10 log10 S/N表示，单位为dB(分贝)。n香农公式香农公式：任何带宽为H(Hz)，信噪比为S/N的信道，其最大数据传输速率C=Hlog2(1+S/N)（bps）n例：一条带宽为3,000Hz，信噪比为30dB的信道，不管用多大采样频率，决不能以大于30,000b/s的速率传输数据。3000 log2(1+10(30/10)通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标转换问题：转换问题：lg2=0.301 Log2y=(lgy)/(lg2)物理层之1通信技术基础C=Hlog2(1+S/

14、N)（bps） n结论结论: H一定，理想信道，一定，理想信道，N增加增加, S增加增加 噪声信道，噪声信道，S/N 增加增加，C增加增加 计算理想信道和有噪声信道两种情况，取小值。计算理想信道和有噪声信道两种情况，取小值。通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标物理层之1通信技术基础5、误码率、误码率 传错的位数传错的位数误码率误码率Pe = - = Ne / N 传送的总位数传送的总位数Cmax=2H1+Pelog2Pe+(1-Pe) log2 (1-Pe) 误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下传输可靠性的指标，它定义为传

15、输出错的码元数占传输总码元数的比例。指标，它定义为传输出错的码元数占传输总码元数的比例。通信技术基础：通信技术基础：几个主要指标几个主要指标物理层之1通信技术基础多路复用技术多路复用技术lFDM (频分复用频分复用)lWDM (波分复用波分复用)lTDM (时分复用时分复用)lCDMA (码分多址码分多址)DEMUX复用器复用器解复用器解复用器共享信道MUX复用：共享使用公共信道复用：共享使用公共信道 采用多路复用技术，可以将多路信采用多路复用技术，可以将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信到接收端再用专门的设备将各路信号分离开来

16、，极大地提高了通信线号分离开来，极大地提高了通信线路的利用率。路的利用率。物理层之1通信技术基础1.频分多路复用频分多路复用FDMCH2CH1CH3原始带宽原始带宽CH1CH2CH3频分后带宽频分后带宽MUXCH1 CH2 CH3带宽复用带宽复用f 当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号，这就是频分多路复用（输一路信号，这就是频分多路复用（Frequency Frequency Division Multiplexing,FDM)Division Multiple

17、xing,FDM)。物理层之1通信技术基础2.时分多路复用时分多路复用TDMA2A1A3原始信号D2D1D3数字化信号MUX复用后数据复用后数据时隙时隙1234D3D2D1 当信道能达到的数据传输率大于各路信号的数据传输当信道能达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片，率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片，按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，这就是时分多路能在自己的时间片内独占信道进行传输，这就是时分多路复用（复用（Time Divisi

18、on Multiplexing,TDM)Time Division Multiplexing,TDM)。物理层之1通信技术基础同步同步TDM和统计和统计TDMABCD待发数据待发数据t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2周期周期1周期周期2同步同步 TDM带宽浪费A1B1C2B2周期周期1周期周期2统计统计TDM可用带宽物理层之1通信技术基础棱柱棱柱/衍射光栅衍射光栅3.波分多路复用波分多路复用WDMF2F1F3 光谱光谱F1F2F3共享光纤的光谱共享光纤的光谱光纤光纤2光纤光纤3光纤光纤1共享光纤共享光纤 采用无源设备，更可靠采用无源设备，更可靠波分多路复用（波分多路复用（Wave

19、length Division MultiplexingWavelength Division Multiplexing，WDMWDM）是）是FDMFDM应用于光纤信道的一个变例。不同的信应用于光纤信道的一个变例。不同的信源使用不同波长的光波来传输数据，各路光波经过一个源使用不同波长的光波来传输数据，各路光波经过一个棱镜或衍射光栅合成一个光束在光纤干道上传输，在接棱镜或衍射光栅合成一个光束在光纤干道上传输，在接收端利用相同的设备将各路光波分开。收端利用相同的设备将各路光波分开。物理层之1通信技术基础4.码分多址码分多址CDMA（Code Division Multiple AccessCode

20、 Division Multiple Access，CDMACDMA），在），在CDMACDMA中，每个比特时间又再分成中，每个比特时间又再分成mm个码片，每个站分配一个个码片，每个站分配一个唯一的唯一的mm比特码序列，当某个站欲发送比特码序列，当某个站欲发送“1”“1”时，它在信时，它在信道中发送它的码序列，当欲发送道中发送它的码序列，当欲发送“0”“0”时，它就发送它的时，它就发送它的码序列的反码。码序列的反码。物理层之1通信技术基础通信技术基础：通信技术基础：数据传送方式数据传送方式 单单工工方方式式/ /单单向向通通信信只只允允许许数数据据按按照照一一个个固固定定的的方方向向传传送送，

21、即即一一方方只只能能作作为为发发送送站站，另另一一方方只只能作为接收站。能作为接收站。 无线广播、电视广播无线广播、电视广播半半双双工工方方式式/ /双双向向交交替替通通信信数数据据能能从从A站站传传送送到到B站站，也也能能从从B站站传传送送到到A站站，但但是是不不能能同同时时在在两两个个方方向向上上传传送送，每每次次只只能能有有一一个个站站发发送送，另另一一个个站站接接收收。通通信信双双方方可可以以轮轮流流地地进进行行发发送送和和接接收收。课堂上的师生交流课堂上的师生交流全双工方式全双工方式/ /双向同时通信双向同时通信允许通信双方同允许通信双方同时进行发送和接收时进行发送和接收。这时，。这

22、时，A站在发送的同时也可站在发送的同时也可以接收，以接收，B站亦同。全双工方式相当于把两个方向站亦同。全双工方式相当于把两个方向相反的单工方式组合在一起，因此它需要两条传相反的单工方式组合在一起，因此它需要两条传输线输线 。电话电话物理层之1通信技术基础调制：调制：利用载波信号的一个或几个参数的变化来反映数字信号的一种过程。脉冲调制：脉冲调制： 以脉冲串作为载波进行的调制正弦波调制：正弦波调制：以正弦高频信号作为载波进行的调制 调幅、调频、调相调幅、调频、调相易受干扰的影响，只适合低易受干扰的影响，只适合低速率数字信号传输。速率数字信号传输。抗干扰能力强，但频带利用抗干扰能力强，但频带利用率不

23、高，只用于低速传输。率不高，只用于低速传输。占用频带窄，抗干扰性能好，占用频带窄，抗干扰性能好，可高速率传输。可高速率传输。通信技术基础：通信技术基础：信号调制方式信号调制方式物理层之1通信技术基础通信技术基础：通信技术基础：脉冲编码调制脉冲编码调制PCMPCM把模拟信号转换成数字信号，再在信道上进行数字传输把模拟信号转换成数字信号，再在信道上进行数字传输采 样量 化编 码模拟信号数字信号模拟信号采样、量化、编码物理层之1通信技术基础采样：采样：每隔一定时间间隔读取连每隔一定时间间隔读取连续变化信号的振幅值的过程续变化信号的振幅值的过程 以两倍模拟信号最高频率取样，就可利用以两倍模拟信号最高频

24、率取样，就可利用采样后的结果准确复现原来的模拟信号。采样后的结果准确复现原来的模拟信号。量化：量化：将取样点处测得的信号将取样点处测得的信号幅值进行分值取整的过程幅值进行分值取整的过程 将振幅值划分为若干个小区段，再读取这将振幅值划分为若干个小区段，再读取这些区段的个数。经过量化，取样所得的连些区段的个数。经过量化，取样所得的连续值就成为了离散值。续值就成为了离散值。编码：编码：将量化后的值用一组将量化后的值用一组二进制代码表示的过程二进制代码表示的过程 量化分级越多，所需编码的位数也量化分级越多，所需编码的位数也越多，误差也就越小。越多，误差也就越小。时间上不再连续时间上不再连续幅值上不再连

25、续幅值上不再连续物理层之1通信技术基础差分脉冲编码调制差分脉冲编码调制DPCM 目标：目标：用更少的比特数进行编码，压缩数据量。用更少的比特数进行编码，压缩数据量。 原因：原因：对变化缓慢的话音信号，相邻两次取样值不会相差太大，不必输对变化缓慢的话音信号，相邻两次取样值不会相差太大，不必输出数字话的幅度本身，而只需输出本次和前一次取样值的差就行了。出数字话的幅度本身，而只需输出本次和前一次取样值的差就行了。物理层之1通信技术基础n采样：采样：每隔一个时间间隔，在模拟信号的波每隔一个时间间隔，在模拟信号的波形上取一个幅度值，将时间上的连续信号变形上取一个幅度值，将时间上的连续信号变成时间上的离散

26、信号。成时间上的离散信号。n采样周期采样周期：采样时间间隔采样时间间隔n采样频率采样频率；单位时间内采样次数，单位时间内采样次数，1/1/周期周期 频率越高，既采样周期越短，单位时间内得频率越高，既采样周期越短，单位时间内得到的数据越多，对声音的表示越精确，但所到的数据越多，对声音的表示越精确，但所占空间越大。占空间越大。物理层之1通信技术基础物理层之1通信技术基础物理层之1通信技术基础n采样定理：采样频率高于信号最高频率的采样定理：采样频率高于信号最高频率的两倍，就可以从采样中完全恢复原始信号两倍，就可以从采样中完全恢复原始信号的波形。（奈奎斯特采样定理）的波形。（奈奎斯特采样定理）Nyqu

27、ist理论理论 在理想的无噪声信道，若 f 是传输媒体的最大传输频率, 采样频率为2*f 时，接收方才可以从采样脉冲信号中完全恢复原信号Nyquist, 1920物理层之1通信技术基础采样示意图采样点12345678910幅 度110 1903003504505006003901450t0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10600500400300200100物理层之1通信技术基础n量化量化：将采样后的信号按整个声波的幅度划分为若干：将采样后的信号按整个声波的幅度划分为若干个区段，把落入某区段的样值归为一类，并赋予相同个区段，把落入某区段的样值归为一类，并赋予相同的量化值。的量化值。n量

28、化位数量化位数：用：用8 8位或位或1616位等二进制方式，将幅度分割。位等二进制方式，将幅度分割。既一般所说声卡的位数。既一般所说声卡的位数。 若用若用8 8位二进制分割，则分为位二进制分割，则分为256256个区；个区； 若用若用1616位二进制分割，则分为毋位二进制分割，则分为毋6553665536个区；个区；q位数越多，声音质量越高，当然所占空间越大。位数越多，声音质量越高，当然所占空间越大。q同样，在相同量化位数下，采样频率越高，声音质量同样，在相同量化位数下，采样频率越高，声音质量越好。越好。物理层之1通信技术基础量化示意图(8位)按8位精度量化：振幅0600，分为28=256个阶

29、距，每个阶距为600/2562.4，即在2.4振幅之内的数都转化为同一二进制数。二进制数600597.6295.2292.8 7.2 4.8 2.4 01111 10101111 10011111 10000000 00020000 00010000 0000幅度物理层之1通信技术基础量化示意图(8位)采样点幅度量化后二进制数11100010 111021900101 000033000111 110143501001 001054501011 110065001101 000176001111 101083901010 001191450011 11011000000 0000物理层之1通信

30、技术基础量化示意图(16位)按16位精度量化：振幅0600，分为216=65536个阶距，每个阶距为：600/655360.0092，即在0.0092振幅之内的数都转化为同一二进制数。二进制数600.0056599.9964599.9872599.978 0.0276 0.0184 0.0092 011111110 1100001011111110 1100000111111110 11000000000000000000000幅度物理层之1通信技术基础量化示意图(16位)采样点幅度量化后二进制数111000101110 10110101219001010330001111111 011000

31、01435010010100 10011100545010111111 00010010650011010100 01001100760011111110 11000010839010100101 10011000914500111101 1001000110000000物理层之1通信技术基础还原示意图采样点幅度8位精度还原值16位精度还原值1110110.4110.00442190192.0190.00763300300.0300.00284350350.4350.00485450451.2450.00886500501.6500.00167600600.0600.00568390391.2

32、390.00649145146.4145.001210000物理层之1通信技术基础比 较8位量化精度：振幅落在2.4范围内的都将量化为同一个二进制数16位量化精度：振幅落在0.0092范围内的都将量化为同一个二进制数一个阶距是2.4，另一个阶距是0.0092，显而易见，后一个比前一个精度要高，其声音还原的比前一个要好。一个位数是8，另一个位数是16，后一个比前一个占用的空间要大物理层之1通信技术基础数据量数据量计算公式： (采样频率采样精度声道数)数据量时间81 1分钟双声道录音量分钟双声道录音量采样频率(KHz)采样精度(位)数据量(MB)数据速率(KBps)44.11610.09488.2

33、22.0582.52322.05165.04744.111.02581.26211.025162.52322.05物理层之1通信技术基础q编码：按一定的格式将离散的数字信号记录编码：按一定的格式将离散的数字信号记录 下来，并在数据的前、后加上同步、纠错等下来，并在数据的前、后加上同步、纠错等控制信号，称为编码。编码有一定格式标准。控制信号，称为编码。编码有一定格式标准。q 编码后的数据要进行压缩，以减少数据量编码后的数据要进行压缩，以减少数据量物理层之1通信技术基础通信技术基础：通信技术基础：编码技术编码技术 单极性码，是指在每一个码元时间间隔内，有电流单极性码，是指在每一个码元时间间隔内，有

34、电流（电压）表示二进制（电压）表示二进制“1”“1”，无电流表示二进制，无电流表示二进制“0”“0”。 双极性码是指在一个码元时间间隔内，发正电流双极性码是指在一个码元时间间隔内，发正电流（电压）表示二进制（电压）表示二进制“1”“1”，发负电流表示二进制，发负电流表示二进制“0”“0”。单极性码与双极性码单极性码与双极性码物理层之1通信技术基础归零码与不归零码归零码与不归零码 不归零码是指在一个码元的全部时间内，电压保持不归零码是指在一个码元的全部时间内，电压保持恒定，这种码又称全宽码。恒定，这种码又称全宽码。 归零码是指在一个码元的时间内，非零电压的持续时归零码是指在一个码元的时间内，非零

35、电压的持续时间小于一个码元的时间，即在一个码元的后半部分时间间小于一个码元的时间，即在一个码元的后半部分时间内，电压总是归于零的。内，电压总是归于零的。通信技术基础：通信技术基础：编码技术编码技术物理层之1通信技术基础曼彻斯特编码曼彻斯特编码 “0”:前低后高； “1”:前高后低。 比特持续时间中间有一次电平跳跃(同步)差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码 “0”:开始处有电平跳跃； “1”:开始处无电平跳跃。 比特持续时间中间有一次电平跳跃(同步) 通信技术基础：通信技术基础：编码技术编码技术物理层之1通信技术基础0 01 10 00 01 11 10 00 00 01 11 1 时钟时钟时钟时

36、钟NRZNRZManchesterManchester差分差分差分差分ManchesterManchester物理层之1通信技术基础同步通信(SYNC)异步通信(ASYNC)数据通信数据通信基本方式基本方式串行通信串行通信并行通信并行通信通信技术基础：通信技术基础：数据通信基本方式数据通信基本方式物理层之1通信技术基础并行通信：并行通信：指利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送传输速度快，适用于短距离通信适合于短距离高速率数据传送，通常传输距离小于30米通信技术基础：通信技术基础：并行通信并行通信物理层之1通信技术基础串行通信串行通信：指利用一条传输线将数据一位位地顺序传送 通信线路简单，

37、利用电话或电报线路就可实现通信，降低成本适用于远距离通信，可以从几米到数千公里 数据传送效率低 在发送端和接收端需要并/串转换和串/并转换需要实施同步措施，以确保不产生错字通信技术基础：通信技术基础：串行通信串行通信物理层之1通信技术基础串行异步通信串行异步通信 以一个字符为传输单位通信中两个字符间的时间间隔是不固定的同一个字符中两个相邻位代码间的时间间隔是固定的传送一个字符的信息格式： 规定有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等 通信技术基础：通信技术基础：异步通信异步通信物理层之1通信技术基础起始位起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。数数据据位位：紧接着起始位之后。数据位

38、的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。奇奇偶偶校校验验位位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。停停止止位位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。 空闲位空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。 通信技术基础：通信技术基础：异步通信异步通信物理层之1通信技术基础通信技术基础：通信技术基础：同步通信同步通信串行同步通信串行同步通信 以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符每个字符间的时间间隔是相等的每个字符中各相邻位代码间的时

39、间间隔也是固定的同步通信的规程有以下两种两种： 面向比特(bit)型规程：以二进制位作为信息单位。现代计算机网络大多采用此类规程。最典型的是HDLC(高级数据链路控制)通信规程。 面向字符型规程：以字符作为信息单位。字符是EBCD码或ASCII码。最典型的是IBM公司的二进制同步控制规程(BSC规程)。在这种控制规程下，发送端与接收端采用交互应答式进行通信。物理层之1通信技术基础交换技术n电路交换n存储交换 报文交换 分组交换 通信子网由传输线路和中间节点组成，当信源和信通信子网由传输线路和中间节点组成，当信源和信宿间没有线路直接相连时，信源发出的数据先到达与之宿间没有线路直接相连时，信源发出

40、的数据先到达与之相连的中间节点，再从该中间节点传到下一个中间节点，相连的中间节点，再从该中间节点传到下一个中间节点，直至到信宿，这个过程称为直至到信宿，这个过程称为交换交换。物理层之1通信技术基础 电路交换要求再通信的双方之间建立一条实际的物电路交换要求再通信的双方之间建立一条实际的物理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。理通路，并且在整个通信过程中，这条通路被独占。1.电路交换 电路交换的优点是数据传输可靠、迅速，而且保证电路交换的优点是数据传输可靠、迅速，而且保证顺序。缺点是电路建立和拆除的时间较长，而且在此期顺序。缺点是电路建立和拆除的时间较长，而且在此期间，电路不能被共享，资源

41、被浪费。适用于远程批处理间，电路不能被共享，资源被浪费。适用于远程批处理信息传输和实时性要求高的场合。信息传输和实时性要求高的场合。物理层之1通信技术基础 发送方先把待传送的信息分为多个报文正文，在报文发送方先把待传送的信息分为多个报文正文，在报文正文上附加发、收站地址及其他控制信息，形成一分完整正文上附加发、收站地址及其他控制信息，形成一分完整的报文，以报文为单位在交换网络的各节点间传送。的报文，以报文为单位在交换网络的各节点间传送。2.存储交换 报文交换的优点是线路利用率高；不需要同时启动发送报文交换的优点是线路利用率高；不需要同时启动发送器和接收器来传输数据，网络可暂存；通信量大时仍可接

42、收器和接收器来传输数据，网络可暂存；通信量大时仍可接收报文，但传输延迟会增加；一份报文可发往多个目的地；交报文，但传输延迟会增加；一份报文可发往多个目的地；交换网络可对报文进行速度和代码等的转换。缺点：中间节点换网络可对报文进行速度和代码等的转换。缺点：中间节点必须具备很大的存储空间；大报文的传输，增加小报文在网必须具备很大的存储空间；大报文的传输，增加小报文在网络中的延迟时间；当信道误码率高时，频繁重发。络中的延迟时间；当信道误码率高时，频繁重发。缓缓冲冲存存储储信息信息处理处理和转和转发发输输入入输输出出报文交换物理层之1通信技术基础 报文交换的缺点是由报文太长引起的，因此分组交换报文交换的缺点是由报文太长引起的，因此分组交换的思想是限制发送和转发的信息长度，将一个大报文分割的思想是限制发送和转发的信息长度，将一个大报文分割成一定长度的信息单位，称为分组，并以分组为单位存储成一定长度的信息单位，称为分组，并以分组为单位存储转发，在接收端再将各分组重新组装成一个完整的报文。转发，在接收端再将各分组重新组装成一个完整的报文。2.存储交换分组交换物理层之1通信技术基础