《第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)（42頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1.數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 2.數(shù)據(jù)通信方式 3.數(shù)據(jù)交換技術(shù) 4.差錯(cuò)控制技術(shù) 5.習(xí)題第第2章章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容1.掌握數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本概念2.了解數(shù)據(jù)通信方式3.掌握數(shù)據(jù)交換技術(shù)4.掌握多路復(fù)用技術(shù)5.掌握差錯(cuò)控制技術(shù) 2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型2.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 1 信息信息 2 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 3 信號(hào)信號(hào)1 信息信息v信息（信息（InformationInformation）是客觀事物屬性和相互聯(lián)系是客觀事物屬性和相互聯(lián)系特性的表征，它

2、反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、溫度、性動(dòng)狀態(tài)。例如事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、溫度、性能等都是信息的不同表現(xiàn)形式。信息可以以文字、能等都是信息的不同表現(xiàn)形式。信息可以以文字、聲音、圖形、圖像等各種不同形式存在。聲音、圖形、圖像等各種不同形式存在。2 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)v信息可以用數(shù)字的形式來表示，數(shù)字化的信息稱信息可以用數(shù)字的形式來表示，數(shù)字化的信息稱為數(shù)據(jù)。為數(shù)據(jù)。v數(shù)據(jù)可以分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。數(shù)據(jù)可以分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。w模擬數(shù)據(jù)的取值是連續(xù)的，例如日常生活中人的語音強(qiáng)度、電壓高低、溫度等都是模擬數(shù)據(jù)。w數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的取

3、值是離散的，例如計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)只有“0”、“1”兩種狀態(tài)?，F(xiàn)在大多數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸都是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，本章所提到的數(shù)據(jù)也多指數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。3 信號(hào)信號(hào)圖圖2-1 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)v信號(hào)信號(hào):就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。信號(hào)按其參量取值的就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。信號(hào)按其參量取值的不同，分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是指在時(shí)間不同，分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是指在時(shí)間上和幅度取值上都連續(xù)變化的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)上和幅度取值上都連續(xù)變化的信號(hào)，數(shù)字信號(hào)是指在時(shí)間上離散的、在幅值上經(jīng)過量化的信號(hào)，它一般是由間上離散的、在幅值上經(jīng)過量化的信號(hào)，它一般是由0 0、1 1二進(jìn)制代碼組

4、成的數(shù)字序列。二進(jìn)制代碼組成的數(shù)字序列。2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 圖圖2-2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型v 信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。如圖信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。如圖2-22-2所示是通信系統(tǒng)的基本模所示是通信系統(tǒng)的基本模型。在通信系統(tǒng)中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫型。在通信系統(tǒng)中產(chǎn)生和發(fā)送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之間的通信線路稱為信道。信息在進(jìn)入信道時(shí)要經(jīng)做信宿，信源和信宿之間的通信線路稱為信道。信息在進(jìn)入信道時(shí)要經(jīng)過變換器變換為適合信道傳輸?shù)男问?，?jīng)過信道的傳輸，在進(jìn)入信宿時(shí)過變換器變換為適合信道傳

5、輸?shù)男问?，?jīng)過信道的傳輸，在進(jìn)入信宿時(shí)要經(jīng)過反變換器變換為適合信宿接收的形式。信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到要經(jīng)過反變換器變換為適合信宿接收的形式。信號(hào)在傳輸過程中會(huì)受到來自外部或信號(hào)傳輸過程本身的干擾，噪聲源是信道中的噪聲以及分散來自外部或信號(hào)傳輸過程本身的干擾，噪聲源是信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。在通信系統(tǒng)其他各處噪聲的集中表示。2.1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo):1.數(shù)據(jù)傳輸率：又稱比特率，它是指每秒鐘所傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位數(shù)，單位為比特/每秒（記作bps）。2.波特率：它是指每秒鐘發(fā)送的碼元數(shù)，單位為

6、波特（baud）。波特率也稱波形速率或碼元速率。3.信道容量：信道所能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。4.誤碼率：它是指?jìng)鬏敵鲥e(cuò)的碼元數(shù)占傳輸總碼元數(shù)的比例。5.吞吐量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠處理的信息總量，單位是字節(jié)/秒或位/秒。6.信道的傳播延遲：信號(hào)在信道中傳播，從源端到達(dá)目的端需要一定的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間叫做傳播延遲。2.2 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式v主要內(nèi)容主要內(nèi)容并行傳輸與串行傳輸并行傳輸與串行傳輸異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸基帶傳輸與頻帶傳輸基帶傳輸與頻帶傳輸數(shù)據(jù)傳輸方向數(shù)據(jù)傳輸方向多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.2.1 并行傳輸與串行傳輸并行傳輸與串行傳輸 v并行傳輸：并行傳輸：v 如

7、圖如圖2-32-3所示，它是一次同時(shí)將待傳送信號(hào)經(jīng)由所示，它是一次同時(shí)將待傳送信號(hào)經(jīng)由n n個(gè)通信信道個(gè)通信信道同時(shí)發(fā)送出去。因此，并行傳輸需要同時(shí)發(fā)送出去。因此，并行傳輸需要n n個(gè)傳輸信道，使待傳個(gè)傳輸信道，使待傳送信號(hào)的各位能同時(shí)沿著各自的信道并行地傳輸。送信號(hào)的各位能同時(shí)沿著各自的信道并行地傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)送端0123n-1信號(hào)地?cái)?shù)據(jù)接收端0123n-1信號(hào)地1010圖圖2-3 并行通信并行通信2.2.1 并行傳輸與串行傳輸并行傳輸與串行傳輸 v串行傳輸：串行傳輸：v 如圖如圖2-42-4所示，它是指一位一位地傳輸，從發(fā)送端到接收端所示，它是指一位一位地傳輸，從發(fā)送端到接收端只需要一個(gè)通信

8、信道，經(jīng)由這條通信信道逐位地將待傳送信只需要一個(gè)通信信道，經(jīng)由這條通信信道逐位地將待傳送信號(hào)的每個(gè)二進(jìn)制代碼依次發(fā)送。號(hào)的每個(gè)二進(jìn)制代碼依次發(fā)送。信號(hào)信號(hào)地?cái)?shù)據(jù)接收端信號(hào)信號(hào)地?cái)?shù)據(jù)發(fā)送端0 1 0 0 1 1 0 1圖圖2-4 串行通信串行通信2.2.2 異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸 圖圖2-5 異步傳輸異步傳輸v異步傳輸：異步傳輸：v 每個(gè)字符（每個(gè)字符（6-86-8個(gè)二進(jìn)制位）作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字符之間的傳個(gè)二進(jìn)制位）作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字符之間的傳輸間隔任意。為了標(biāo)志字符的開始和結(jié)尾，在每個(gè)字符的開始加一輸間隔任意。為了標(biāo)志字符的開始和結(jié)尾，在每個(gè)字符的開始加一位起始位，結(jié)

9、尾加位起始位，結(jié)尾加1 1位、位、1.51.5位或位或2 2位停止位，構(gòu)成一個(gè)個(gè)的位停止位，構(gòu)成一個(gè)個(gè)的“字字符符”。起始位對(duì)接收方的時(shí)鐘起置位作用，接收方時(shí)鐘置位后只要。起始位對(duì)接收方的時(shí)鐘起置位作用，接收方時(shí)鐘置位后只要在在8 81111位的傳送時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確，就能正確接收一個(gè)字符。位的傳送時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確，就能正確接收一個(gè)字符。1位起始位5位信息位1.5位停止位1個(gè)字符110001位起始位7位信息位2位停止位1位校驗(yàn)位1個(gè)字符1110000(a)(b)2.2.2 異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸 圖圖2-6 同步傳輸同步傳輸v同步傳輸：同步傳輸：v 同步傳輸方式與異步傳輸方式不同，它不是對(duì)每一

10、個(gè)字符單獨(dú)進(jìn)行同步，同步傳輸方式與異步傳輸方式不同，它不是對(duì)每一個(gè)字符單獨(dú)進(jìn)行同步，而是對(duì)一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行同步。同步的方法不是加一位停止位，而是對(duì)一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行同步。同步的方法不是加一位停止位，而是在數(shù)據(jù)塊前面加特殊模式的位組合或同步字符（而是在數(shù)據(jù)塊前面加特殊模式的位組合或同步字符（SYNSYN），并且通過位），并且通過位填充或字符填充技術(shù)保證數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)與同步字符混淆。填充或字符填充技術(shù)保證數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會(huì)與同步字符混淆。1SYNSYN同步字符1個(gè)字符1個(gè)字符1組字符000 00 00 011 111102.2.3 基帶傳輸與頻帶傳輸基帶傳輸與頻帶傳輸 v基帶傳輸

11、：基帶傳輸：在數(shù)據(jù)通信中，人們把矩形脈沖信號(hào)叫做基帶信號(hào)。在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。v頻帶傳輸：頻帶傳輸：人們把利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸方式叫做頻帶傳輸。v寬帶傳輸：寬帶傳輸：在頻帶傳輸中，如果調(diào)制成的模擬信號(hào)的頻率比音頻范圍還寬，則稱為寬帶傳輸。例如在有線電視網(wǎng)上通過線纜調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)通信，則稱為寬帶傳輸。2.2.4 數(shù)據(jù)傳輸方向數(shù)據(jù)傳輸方向 v 按數(shù)據(jù)傳輸方向來分，數(shù)據(jù)傳輸方式可以分為單工、半按數(shù)據(jù)傳輸方向來分，數(shù)據(jù)傳輸方式可以分為單工、半雙工和全雙工三種方式：雙工和全雙工三種方式：l l單工：?jiǎn)喂ぃ盒盘?hào)只能向一個(gè)方向傳輸，任何時(shí)候都不能改變信號(hào)

12、的傳送方向。發(fā)送方不能接收，接收方不能發(fā)送。例如，無線電廣播和電視廣播都是單工通信的例子。l l半雙工：半雙工：信號(hào)可以雙向傳送，但必須交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳送。例如，航空和航海無線電臺(tái)以及對(duì)講機(jī)都是以這種方式通信的。l l全雙工：全雙工：信號(hào)可以雙向同時(shí)傳送，例如現(xiàn)代的電話通信就是以這種方式通信的。2.2.5 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)1 1 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 2 2 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用 3 3 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用 4 4 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用1 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用圖圖2-7 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用v 當(dāng)介質(zhì)的有效帶寬超過傳輸信號(hào)帶寬時(shí)，可以把多個(gè)信

13、號(hào)調(diào)制在不同當(dāng)介質(zhì)的有效帶寬超過傳輸信號(hào)帶寬時(shí)，可以把多個(gè)信號(hào)調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號(hào)，即將信道的的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號(hào)，即將信道的可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號(hào)的方法劃分為若干互不交疊的頻可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號(hào)的方法劃分為若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段，從而形成許多個(gè)子信道，如圖段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段，從而形成許多個(gè)子信道，如圖2-72-7所示；所示；在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號(hào)分開，分別進(jìn)行解調(diào)和終端處理，在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號(hào)分開，分別進(jìn)行解調(diào)和終端處理，這 種 技 術(shù) 稱

14、為 頻 分 多 路 復(fù) 用（這 種 技 術(shù) 稱 為 頻 分 多 路 復(fù) 用（F D MF D M，F(xiàn) r e q u e n c y D i v i s i o n F r e q u e n c y D i v i s i o n MultiplexingMultiplexing）。）?？捎妙l段頻率時(shí)間子信道A子信道B子信道C子信道D圖2.24 FDM子信道示意圖 通道（1）通道（2）通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）多路復(fù)用器 MUX MUX 源1 源2 源3 源4 源5 源6 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 目標(biāo)4 目標(biāo)5 目標(biāo)6 多路復(fù)用器 圖圖2-8 頻分多路復(fù)用系統(tǒng)原理頻分多路復(fù)用系

15、統(tǒng)原理2 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用圖圖2-9 TDM子信道子信道v 將傳輸時(shí)間劃分為許多個(gè)短的互不重疊的時(shí)隙，而將若干個(gè)時(shí)隙組將傳輸時(shí)間劃分為許多個(gè)短的互不重疊的時(shí)隙，而將若干個(gè)時(shí)隙組成時(shí)分復(fù)用幀，用每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中某一固定序號(hào)的時(shí)隙組成一個(gè)子信成時(shí)分復(fù)用幀，用每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中某一固定序號(hào)的時(shí)隙組成一個(gè)子信道，每個(gè)子信道所占用的帶寬相同，每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀所占的時(shí)間也是相道，每個(gè)子信道所占用的帶寬相同，每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀所占的時(shí)間也是相同的（如圖同的（如圖2-92-9所示），即在同步所示），即在同步TDMTDM中，各路時(shí)隙的分配是預(yù)先確定的中，各路時(shí)隙的分配是預(yù)先確定的時(shí)間且各信號(hào)源的傳輸定時(shí)是同步的

16、。對(duì)于時(shí)間且各信號(hào)源的傳輸定時(shí)是同步的。對(duì)于TDMTDM，時(shí)隙長(zhǎng)度越短，則每個(gè)，時(shí)隙長(zhǎng)度越短，則每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中所包含的時(shí)隙數(shù)就越多，所容納的用戶數(shù)也就越多，其原時(shí)分復(fù)用幀中所包含的時(shí)隙數(shù)就越多，所容納的用戶數(shù)也就越多，其原理如圖理如圖2-102-10所示。所示。圖圖2-10 TDM原理原理可用頻段頻率時(shí)間圖2.28 TDM子信道示意圖A B C D A B C D A B CD A B CD組成子信道A的時(shí)隙時(shí)分復(fù)用幀圖2.29 TDM原理2多路復(fù)用器MUX源1源2源3源4源5源6多路復(fù)用器MUX目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)63 4 5 6 1 2 3 4 5163 波分多路復(fù)用波分多

17、路復(fù)用v 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用:是指在一根光纖上能同時(shí)傳送多個(gè)波長(zhǎng)不同是指在一根光纖上能同時(shí)傳送多個(gè)波長(zhǎng)不同的光載波的復(fù)用技術(shù)。通過的光載波的復(fù)用技術(shù)。通過WDMWDM，可使原來在一根光纖上只，可使原來在一根光纖上只能傳輸一個(gè)光載波的單一光信道，變?yōu)榭蓚鬏敹鄠€(gè)不同波長(zhǎng)能傳輸一個(gè)光載波的單一光信道，變?yōu)榭蓚鬏敹鄠€(gè)不同波長(zhǎng)光載波的光信道，使得光纖的傳輸能力成倍增加，也可以利光載波的光信道，使得光纖的傳輸能力成倍增加，也可以利用不同波長(zhǎng)沿不同方向傳輸來實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。用不同波長(zhǎng)沿不同方向傳輸來實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。v 此外，還有光頻分多路復(fù)用（此外，還有光頻分多路復(fù)用（optical

18、frequency optical frequency division multiplexingdivision multiplexing，OFDMOFDM）、密集波分多路復(fù)用）、密集波分多路復(fù)用（dense wave division multiplexingdense wave division multiplexing，DWDMDWDM）、光時(shí)分多）、光時(shí)分多路復(fù)用（路復(fù)用（optical time division multiplexingoptical time division multiplexing，OTDMOTDM）、）、光碼分多路復(fù)用（光碼分多路復(fù)用（optical co

19、de division multiplexingoptical code division multiplexing，OCDMOCDM）技術(shù)等。）技術(shù)等。4 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用v碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用(code divisionmultiplexing(code divisionmultiplexing，CDMCDM）是一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的新技術(shù)，CDM利用擴(kuò)頻通信中的不同碼型的擴(kuò)頻碼之間的相關(guān)性，為每個(gè)用戶分配一個(gè)擴(kuò)頻編碼，以區(qū)別不同的用戶信號(hào)。發(fā)送端可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同的接收端發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣，接收端用不同的進(jìn)行解碼，就可得到不同發(fā)送端送來的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。CDM的

20、特點(diǎn)是頻率和時(shí)間資源均為共享。2.3 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)v主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：電路交換電路交換 報(bào)文交換報(bào)文交換分組交換分組交換高速交換技術(shù)高速交換技術(shù)2.3.1 電路交換電路交換 v使用電路（線路）交換（使用電路（線路）交換（Circuit SwitchingCircuit Switching）方式，就是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立方式，就是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專用的通信線路。最普通的線路交換例子是一條專用的通信線路。最普通的線路交換例子是電話系統(tǒng)。電話系統(tǒng)。v線路交換方式的通信包括三種狀態(tài)：線路交換方式的通信包括三種狀態(tài)：（1 1）線路建立）線路建立 （2 2）數(shù)

21、據(jù)傳送）數(shù)據(jù)傳送 （3 3）線路拆除）線路拆除 2.3.1 電路交換電路交換 v電路交換特點(diǎn)：電路交換特點(diǎn)：（1 1）線路交換中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是電子式或電子機(jī)械式的）線路交換中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是電子式或電子機(jī)械式的交換設(shè)備，它不對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行任何處理；交換設(shè)備，它不對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行任何處理；（2 2）數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個(gè)工作站之間實(shí)際的物）數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個(gè)工作站之間實(shí)際的物理連接，然后才能通信；理連接，然后才能通信；（3 3）通道在連接期間是專用的，線路利用率較低；）通道在連接期間是專用的，線路利用率較低；（4 4）除鏈路上的傳輸延時(shí)外，不再有其他的延時(shí)，在每）除鏈路上的傳輸延時(shí)外

22、，不再有其他的延時(shí)，在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的延時(shí)是很小的；個(gè)結(jié)點(diǎn)的延時(shí)是很小的；（5 5）整個(gè)鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的通）整個(gè)鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的通信節(jié)點(diǎn)必須同時(shí)工作信節(jié)點(diǎn)必須同時(shí)工作 。2.3.2 報(bào)文交換報(bào)文交換 v報(bào)文交換報(bào)文交換（Message ExchangingMessage Exchanging）v 采取采取“存儲(chǔ)存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”（Store-and-ForwardStore-and-Forward）數(shù)據(jù)以報(bào)）數(shù)據(jù)以報(bào)文（文（MessageMessage）的方式發(fā)出，報(bào)文中除包括用戶所要傳）的方式發(fā)出，報(bào)文中除包括用戶所要傳送的信息外，還有源地址和目的地址等信

23、息。報(bào)文從源送的信息外，還有源地址和目的地址等信息。報(bào)文從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出后，經(jīng)過一系列的中間節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。各節(jié)點(diǎn)發(fā)出后，經(jīng)過一系列的中間節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。各中間節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文后，先暫時(shí)存儲(chǔ)起來，然后分析目的中間節(jié)點(diǎn)收到報(bào)文后，先暫時(shí)存儲(chǔ)起來，然后分析目的地址、選擇路由并排隊(duì)等候，待需要的線路空閑時(shí)將它地址、選擇路由并排隊(duì)等候，待需要的線路空閑時(shí)將它轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。其中的交換轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并最終到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。其中的交換節(jié)點(diǎn)要有足夠大的存儲(chǔ)空間，用以緩沖收到的長(zhǎng)報(bào)文。節(jié)點(diǎn)要有足夠大的存儲(chǔ)空間，用以緩沖收到的長(zhǎng)報(bào)文。交換節(jié)點(diǎn)對(duì)各個(gè)方向上收到的報(bào)文排隊(duì)，尋求下一個(gè)轉(zhuǎn)交換節(jié)點(diǎn)對(duì)各

24、個(gè)方向上收到的報(bào)文排隊(duì)，尋求下一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)發(fā)出去。發(fā)節(jié)點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)發(fā)出去。2.3.2 報(bào)文交換報(bào)文交換 v 報(bào)文交換比線路交換有以下優(yōu)點(diǎn)：報(bào)文交換比線路交換有以下優(yōu)點(diǎn)：（1 1）線路效率較高，因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)）線路效率較高，因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通道。到節(jié)點(diǎn)的通道。（2 2）不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可）不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前，暫時(shí)存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文。以在接收器可用之前，暫時(shí)存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文。（3 3）在線路交換網(wǎng)上，交換網(wǎng)絡(luò)仍可接收?qǐng)?bào)文，只是傳輸）在線路交換網(wǎng)上，交換網(wǎng)絡(luò)仍可接收?qǐng)?bào)文，只是傳輸延遲會(huì)增加

25、。延遲會(huì)增加。（4 4）報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地。）報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地。（5 5）根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其他特征能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，）根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其他特征能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，使得一些短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳遞。使得一些短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳遞。（6 6）報(bào)文交換網(wǎng)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。）報(bào)文交換網(wǎng)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。2.3.3 分組交換分組交換 v 分組交換（分組交換（Packet SwitchingPacket Switching）兼有報(bào)文交換和線路交換）兼有報(bào)文交換和線路交換的優(yōu)點(diǎn)。分組交換與報(bào)文交換的工作方式基本相同，形式的優(yōu)點(diǎn)。分組交

26、換與報(bào)文交換的工作方式基本相同，形式上的主要差別在于，分組交換網(wǎng)中要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單上的主要差別在于，分組交換網(wǎng)中要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度。分組交換包括數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種方法。位的長(zhǎng)度。分組交換包括數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種方法。v 在數(shù)據(jù)報(bào)中，每個(gè)數(shù)據(jù)包被獨(dú)立地處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)一在數(shù)據(jù)報(bào)中，每個(gè)數(shù)據(jù)包被獨(dú)立地處理，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)一個(gè)路由選擇算法，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一條路徑，使它們的個(gè)路由選擇算法，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一條路徑，使它們的目的地相同。目的地相同。v 在虛電路中，數(shù)據(jù)在傳送以前，發(fā)送和接收雙方在網(wǎng)絡(luò)中在虛電路中，數(shù)據(jù)在傳送以前，發(fā)送和接收雙方在網(wǎng)絡(luò)中建立起一條邏輯上的連接，但它并不是像電路

27、交換中那樣建立起一條邏輯上的連接，但它并不是像電路交換中那樣有一條專用的物理通路，該路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有緩沖裝置，有一條專用的物理通路，該路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有緩沖裝置，服從于這條邏輯線路的安排，也就是按照邏輯連接的方向服從于這條邏輯線路的安排，也就是按照邏輯連接的方向和接收的次序進(jìn)行輸出排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)就不需和接收的次序進(jìn)行輸出排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)就不需要為每個(gè)數(shù)據(jù)包作路徑選擇判斷，就好像收發(fā)雙方有一條要為每個(gè)數(shù)據(jù)包作路徑選擇判斷，就好像收發(fā)雙方有一條專用信道一樣。專用信道一樣。三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較 v三三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)總結(jié)如下：種數(shù)據(jù)交換技術(shù)總結(jié)如下：（1 1

28、）電路交換：在數(shù)據(jù)傳送之前需建立一條物理通路，）電路交換：在數(shù)據(jù)傳送之前需建立一條物理通路，在線路被釋放之前，該通路將一直被一對(duì)用戶完全占在線路被釋放之前，該通路將一直被一對(duì)用戶完全占有。有。（2 2）報(bào)文交換：報(bào)文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲(chǔ)）報(bào)文交換：報(bào)文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。轉(zhuǎn)發(fā)的方式。（3 3）分組交換：此方式與報(bào)文交換類似，但報(bào)文被分）分組交換：此方式與報(bào)文交換類似，但報(bào)文被分成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長(zhǎng)度，到達(dá)目的地后成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長(zhǎng)度，到達(dá)目的地后需重新將分組組裝成報(bào)文。需重新將分組組裝成報(bào)文。2.3.4 混合交換混合交換 v 混合交換采用動(dòng)態(tài)時(shí)

29、分復(fù)用技術(shù)，將一部分帶寬混合交換采用動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用技術(shù)，將一部分帶寬分配給電路交換用，而將另一部分帶寬分配給分組分配給電路交換用，而將另一部分帶寬分配給分組交換用。典型的交換用。典型的ATMATM（Asynchronous Transfer Asynchronous Transfer ModeMode，異步傳輸模式）、，異步傳輸模式）、DQDBDQDB（分布式隊(duì)列雙總線）（分布式隊(duì)列雙總線）等均屬混合交換，它們同時(shí)提供等時(shí)電路交換和分等均屬混合交換，它們同時(shí)提供等時(shí)電路交換和分組交換服務(wù)。組交換服務(wù)。FRFR（Frame RelayFrame Relay，幀中繼）交換是，幀中繼）交換是在分組交換

30、技術(shù)上發(fā)展起來的快速分組交換技術(shù)。在分組交換技術(shù)上發(fā)展起來的快速分組交換技術(shù)。2.4 差錯(cuò)控制技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)v主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：錯(cuò)誤產(chǎn)生原因及控制方法錯(cuò)誤產(chǎn)生原因及控制方法 奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼海明碼海明碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼2.4.1 錯(cuò)誤產(chǎn)生原因及控制方法錯(cuò)誤產(chǎn)生原因及控制方法 v錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：（1 1）由熱噪聲引起的隨機(jī)錯(cuò)誤）由熱噪聲引起的隨機(jī)錯(cuò)誤（2 2）由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤）由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤v差錯(cuò)控制編碼：差錯(cuò)控制編碼：差錯(cuò)控制編碼是指發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先向差錯(cuò)控制編碼是指發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先向數(shù)據(jù)塊中加入一些冗余信息，使數(shù)據(jù)塊中的數(shù)

31、據(jù)建立數(shù)據(jù)塊中加入一些冗余信息，使數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)建立某種形式的關(guān)聯(lián)，接收端通過驗(yàn)證這種關(guān)聯(lián)關(guān)系是否某種形式的關(guān)聯(lián)，接收端通過驗(yàn)證這種關(guān)聯(lián)關(guān)系是否存在，來判斷數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出錯(cuò)，這種在數(shù)存在，來判斷數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出錯(cuò)，這種在數(shù)據(jù)塊中加入冗余信息的過程稱為差錯(cuò)控制編碼。據(jù)塊中加入冗余信息的過程稱為差錯(cuò)控制編碼。2.4.2 奇偶校驗(yàn)碼奇偶校驗(yàn)碼 v奇偶校驗(yàn)碼（奇偶校驗(yàn)碼（Parity CodeParity Code）：）：v 奇偶校驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單有效的校驗(yàn)方法。這種方法通奇偶校驗(yàn)是一種簡(jiǎn)單有效的校驗(yàn)方法。這種方法通過在編碼中增加一位校驗(yàn)位來使編碼中過在編碼中增加一位校驗(yàn)位來使編碼中1 1的

32、個(gè)數(shù)為奇數(shù)的個(gè)數(shù)為奇數(shù)（奇校驗(yàn)）或都為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。（奇校驗(yàn)）或都為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）。v目前常的奇偶校驗(yàn)碼有三種：目前常的奇偶校驗(yàn)碼有三種：（1）水平奇偶校驗(yàn)碼（2）垂直奇偶校驗(yàn)碼（3）水平垂直校驗(yàn)碼1 水平奇偶校驗(yàn)碼水平奇偶校驗(yàn)碼v【例【例2-12-1】字符】字符“word”“word”，其，其ASCIIASCII編碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制串為：編碼對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制串為：1110111 1101111 1110010 11001001110111 1101111 1110010 1100100。其水平偶校驗(yàn)和水平。其水平偶校驗(yàn)和水平奇校驗(yàn)碼如表奇校驗(yàn)碼如表2-12-1所示。所示。表表2-1 水平奇偶校驗(yàn)碼

33、水平奇偶校驗(yàn)碼 2 垂直奇偶校驗(yàn)碼垂直奇偶校驗(yàn)碼v【例【例2-22-2】對(duì)于】對(duì)于3232位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)0111011101101111011100100110010001110111011011110111001001100100。其垂直偶。其垂直偶校驗(yàn)和垂直奇校驗(yàn)碼如表校驗(yàn)和垂直奇校驗(yàn)碼如表2-22-2所示。所示。表表2-2 垂直奇偶校驗(yàn)碼垂直奇偶校驗(yàn)碼 3 水平垂直校驗(yàn)碼水平垂直校驗(yàn)碼v【例【例2-32-3】對(duì)于】對(duì)于3232位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)0111011101101111011100100110010001110111011011110111001001100100。其水平垂。其水平垂直奇校

34、驗(yàn)和偶校驗(yàn)碼如表直奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)碼如表2-32-3所示。所示。表表2-3 水平垂直奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)碼水平垂直奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)碼 2.4.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼 v 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼廣泛用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域和磁介質(zhì)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，循環(huán)冗余校驗(yàn)碼廣泛用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域和磁介質(zhì)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，它利用生成多項(xiàng)式為它利用生成多項(xiàng)式為k k個(gè)數(shù)據(jù)位產(chǎn)生個(gè)數(shù)據(jù)位產(chǎn)生r r個(gè)校驗(yàn)位來進(jìn)行編碼，個(gè)校驗(yàn)位來進(jìn)行編碼，其編碼長(zhǎng)度為其編碼長(zhǎng)度為k+rk+r。v CRCCRC的代碼格式為：的代碼格式為：2.4.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼v【例【例2-42-4】設(shè)數(shù)據(jù)為】設(shè)數(shù)據(jù)為10110101011010，生成多項(xiàng)式為，生

35、成多項(xiàng)式為g g（x x）x x4 4+x+1+x+1，采用（采用（7 7，（，（3 3）碼，即）碼，即k=3k=3，r r4 4，求數(shù)據(jù)，求數(shù)據(jù)10110101011010的的CRCCRC編碼。編碼。v 求解過程如下：求解過程如下：1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 2.5 練練 習(xí)習(xí) 題題 1.試分析數(shù)據(jù)與信號(hào)的區(qū)別。試分析數(shù)據(jù)與信號(hào)的區(qū)別。2.數(shù)據(jù)通信有哪

36、幾種同步方式？它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？數(shù)據(jù)通信有哪幾種同步方式？它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？3.主要的數(shù)據(jù)復(fù)用技術(shù)有那些？它們各自的適用范圍是什么？主要的數(shù)據(jù)復(fù)用技術(shù)有那些？它們各自的適用范圍是什么？4.什么是單工、半雙工和全雙工？它們分別適用于什么場(chǎng)合？什么是單工、半雙工和全雙工？它們分別適用于什么場(chǎng)合？5.什么是基帶、頻帶和寬帶傳輸？什么是基帶、頻帶和寬帶傳輸？6.簡(jiǎn)述虛電路交換原理，并比較它與數(shù)據(jù)報(bào)交換方式的區(qū)別。簡(jiǎn)述虛電路交換原理，并比較它與數(shù)據(jù)報(bào)交換方式的區(qū)別。7.分別采用奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，計(jì)算下列數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位：分別采用奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn)，計(jì)算下列數(shù)據(jù)的校驗(yàn)位：（1）1011011（2）011

37、01018.如果接收方收到數(shù)據(jù)如果接收方收到數(shù)據(jù)1001101011，對(duì)它進(jìn)行海明碼校驗(yàn)時(shí)，結(jié)，對(duì)它進(jìn)行海明碼校驗(yàn)時(shí)，結(jié)果為果為1001。問哪一位出錯(cuò)了？正確的代碼是什么？。問哪一位出錯(cuò)了？正確的代碼是什么？9.傳輸數(shù)據(jù)為傳輸數(shù)據(jù)為1101001，生成多項(xiàng)式為，生成多項(xiàng)式為g（x）x4+x3+1，求，求g（x）所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制比特串，并計(jì)算所對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制比特串，并計(jì)算CRC碼。碼。謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH