《计算机网络基础》PPT电子课件第2章 数据通信基础

第2章 数据通信基础2022年1月15日星期六1数据通信概述数据通信概述数据通信基础数据通信基础数据编码技术与调制解调数据编码技术与调制解调2022年1月15日星期六2数据传输同步方式数据传输同步方式多路复用技术多路复用技术差错控制技术差错控制技术数据交换技术数据交换技术 3u1)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 6l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 7u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 8u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） 9u1）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 11u不归零编码（NRZ ）u曼彻斯特编码 12u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 14u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 17u幅移键控法（ASK）u频移键控法（FSK）u相移键控法（PSK） 18u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。 19u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（330兆）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。 20u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 22u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。 23u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。 24u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 28u 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。 29u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 30u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。 31u差错控制概述 u常见的几种差错控制编码 32u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 331.奇偶校验码 2.循环冗余码 34u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)。 36u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 38u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 39u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。 40u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。 41u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，每个报文分组的长度相同。u分组交换还可分为数据报分组交换和虚电路分组交换两种方式。 422022年1月15日星期六43数据通信概述数据通信概述数据通信基础数据通信基础数据编码技术与调制解调数据编码技术与调制解调数据传输同步方式数据传输同步方式多路复用技术多路复用技术差错控制技术差错控制技术数据交换技术数据交换技术u教师根据实际情况讲解本章内容2022年1月15日星期六44谢谢 谢！谢！2022年1月15日星期六45