网络基础 教学课件 ppt 作者 陈华 孟宗洁 主编 刘福新 王珺萩 主审第二章 数据通信.ppt

?模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 ?数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值（用离散的电脉冲表示0、1） 单工 半双工通信方式 全双工通信方式 目的是使接收端与发送端在时间基准上一致 (包括开始时间、位边界、重复频率等)。 以字符为边界实现字符的同步接收，也称为起止式或异步制。 每个字符的传输需要： 1个起始位 5～8个数据位 1，1.5，2个停止位 帧同步：识别一个帧的起始和结束。 帧(Frame)数据链路中的传输单位——包含数据和控制信息的数据块 面向字符的——以同步字符(SYN，16H)来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧 面向比特的——以特殊位序列(7EH，来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧 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。适合近距离传输 例如：以太网 频带传输：数字信号需调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。适合远距离传输 例如：通过电话模拟信道传输 宽带传输：数字信号需调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调 例如：闭路电视的信号传输 适合远距离传输 ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1 FSK：用载波的两个不同频率表示0和1 PSK：用载波的起始相位的变化表示0 和1 采样定理： 如果模拟信号的最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。 要转换的模拟数据主要是电话语音信号 语音信号要在数字线路上传输，必须将语音信号转换成数字信号。这需要经过三个步骤： 采样：按一定间隔对语音信号进行采样 量化：对每个样本舍入到量化级别上 编码：对每个舍入后的样本进行编码 编码后的信号称为PCM信号 (脉码调制, Pulse Coded Modulation) 话音信道带宽4kHz 采样时钟频率：8kHz ( 2倍话音最大频率) 量化级数：256级 (用8位二进制码表示) 数据率：8000次/s*8bit = 64kbit/s 每路PCM信号的速率 = 64000bit/s PCM转换过程举例 PCM编码优缺点 优点: 1、抗干扰性好，数字数据可消除部分干扰的叠加信号 2、安全，数字数据可加密等 缺点: 1、编码后的信号占有较宽的频带 2、数字设备联网复杂等 数据的通信方式--信道复用 复用：多个终端共享一条高速信道 为何要复用？——提高线路利用率 适用场合：当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时 类比：公共运输系统(铁路、海运、航空) 原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。 原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。 原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。 由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。 时分复用的典型例子：PCM信号的传输 把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息) 每帧在一个时间片内发送 每个时隙承载一路PCM信号 统计(异步)TDM——ATDM TDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。 改进：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。 交换技术是采用交换机或结点机等交换系统，通过路由选择技术在要进行通信的双方之间建立物理的或逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术。常用的交换技术有线路交换、报文交换、分组交换、帧中继交换、信元交换等，其中帧中继交换与信元交换又统称为高速交换。 结（节）点：用于数据交换的中间设备， 站点：发送和接收数据的终端设备。 中间结点（交换设备）：不关心被传输的数据内容，仅提供数据交换的功能， 将数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一台中间结点，直至目的地。 直接的交换方式 真实、专用的物理链路 线路交换的三个过程 1)电路建立 2)数据传输 3)电路拆除 存储转发 报文交换 分组交换 报文交换特点 线路利用率高 中间结点有存储功能，发送与接收不必同时 每个节点在存储转发时均做差错控制 传输延迟增加 实时性差，以报文为单位传输，适用传输的报文较短 结合线路交换和报文交换两者的优点，使其性能达到最优 类似报文交换，只是它规定了交换设备处理和传输的数据长度（称之为分组），将长报文分成若干个小分组进行传输。不同站点的数据分组可以交织在同一线路上传输。提高了线路的利用率,公平对待小分组。 固定分组的长度，使得系统可以采用高速缓存技术来