新版第5章网络与通信.ppt

第5章 网络与通信 通信基础 网络世界 网络技术 Internet 通信与网络应用 5.1 通信基础 5.1.1 通信发展历程 5.1.2 通信原理 5.1.3 通信技术 5.1.4 典型的通信系统 5.1.1 通信发展历程 1837年：摩尔斯研制出世界上第一台电磁式电报机； 1875年：贝尔（A.G.Bell）发明了世界上第一台电话机； 1896年：波波夫、马可尼分别发明了无线电报； 1906年：美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播； 1920年：美国建立了世界上第一家商业无线电广播电台； 1935年：美国纽约帝国大厦设立了第一座电视台； 1925年：美国无线电公司研制出第一部实用的传真机； 1946年：美国研制出世界上第一台电子计算机ENIAC； 1969年：计算机网络出现，后来Internet在全球普及； 21世纪：出现了第三代移动通信技术（3G）； 通目前，更有优越性的第四代移动通信技术（4G）也已经进入应用，5G也已初露端倪。 5.1.2 通信原理 通信是将消息从一地（信源）传送到另一地（信宿）的过程。 发送设备把要传送的文字、声音、图像等原始信息转换为适宜于传送的信号形式并发送出去。 接收设备从来自信道的各种微弱传输信号和噪声中选择所需要的信号，并把它还原为原始信息。 在信号传送的过程中，还会受到信道和通信系统中的各种干扰，其中主要是来自信道的干扰，将噪声抽象为从信道引入的，并将噪声的产生源称为噪声源。 5.1.2 通信原理 模拟信号：是一种连续变化的物理信号，如语音信号。 数字信号：是一种离散的物理信号。 模拟通信系统：直接传送模拟信号的通信系统（如早期的电话系统）。 数字通信系统：用数字信号作为载体传送消息的通信系统。 5.1.3 通信技术 1.通信网的基本结构 2.交换技术 3.数字传输中的差错控制技术 通信网的基本结构 交换技术 电路交换 交换技术 报文交换 交换技术 分组交换 数字传输中的差错控制技术 1）差错原因与类型 2）差错控制的作用与机制 差错原因与类型 所谓差错是指接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象。 产生差错主要是因为通信线路上噪声干扰的结果。根据噪声类型不同，可将差错分为随机差错和突发差错。 热噪声所产生的差错称为随机差错，冲击噪声所产生的错误称为突发差错，电磁干扰、无线电干扰等都属于冲击噪声。 差错的严重程度由误码率来衡量，误码率Pe等于错误接收的码元数与所接收的码元总数之比。显然，误码率越低，信道的传输质量越高。 但是，由于信道中的噪声是客观存在的，所以不管信道质量多高，都要进行差错控制。 差错控制的作用与机制 差错控制的主要作用是通过发现数据传输中的错误，以便采取相应的措施减少数据传输错误。 差错控制的核心是对传送的数据信息加上与其满足一定关系的冗余码，形成一个加强的、符合一定规律的发送序列。所加入的冗余码称为校验码（Frame Check Sequence，简称FCS）。 例如，假定有朋友托人给你捎来一个水果篮，里面放了五只苹果和一盒巧克力。结果为你捎该水果篮的人禁不住这盒巧克力的诱惑将其吃掉了，然后将剩下的五只苹果交给了你，而你还以为原来就只有五只苹果。但假如你的朋友在水果篮里同时放上了一张卡片或纸条，上面写着五只苹果和一盒巧克力的传送信息，则你就可以发现该水果篮在捎带过程中出了问题。显然，这张卡片或纸条不是真正要送给你的礼物，但却是保证礼物被正确送给你所必需的额外信息，即冗余信息。 校验码在帧传输中的作用就相当于该例子中的卡片或纸条。 差错控制的作用与机制 校验码按功能的不同被分为纠错码和检错码。 纠错码不仅能发现传输中的错误，还能利用纠错码中的信息自动纠正错误，其对应的差错控制措施为自动前向纠错。 汉明编码（Hamming Code）为典型的纠错码，具有很高的纠错能力。 检错码只能用来发现传输中的错误，但不能自动纠正所发现的错误，需要通过反馈重发来纠错。 常见的检错码有奇偶校验码和循环冗余校验码。 目前计算机网络中大多采用检错码方案。 差错控制的作用与机制 奇偶校验的规则是在原数据位后附加一个校验位，将其值置为“0”或“1”，使附加该位后的整个数据码中“1”的个数成为奇数或偶数。 使用奇数个“1”进行校验的方案被称为奇校验；对应于偶数个“1”的校验方案被称为偶校验。 例如，设待传送字符的比特序列为“1100001”，则采用奇校验码后的比特序列形式为。接收方在收到所传送的比特序列后，通过检查序列中的1”的个数是否仍为奇数来判断传输是否发生了错误。若比特在传送过程中发生错误，就可能会出现“1”的个数不为奇数的情况。 5.1.4 典型的通信系统 1. 短波与超短波