第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

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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 信號信號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特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運動狀態(tài)。例如事物的運動狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、溫度、性動狀態(tài)。例如事物的運動狀態(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)字數(shù)據(jù)兩種。數(shù)據(jù)可以分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(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度、電壓高低、溫度等都是模擬數(shù)據(jù)。w數(shù)字數(shù)據(jù)的取

3、值是離散的，例如計算機中的二進制數(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)字數(shù)據(jù)傳輸，本章所提到的數(shù)據(jù)也多指數(shù)字數(shù)據(jù)。3 信號信號圖圖2-1 模擬信號與數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號v信號信號:就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。信號按其參量取值的就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。信號按其參量取值的不同，分為模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號是指在時間不同，分為模擬信號和數(shù)字信號。模擬信號是指在時間上和幅度取值上都連續(xù)變化的信號，數(shù)字信號是指在時上和幅度取值上都連續(xù)變化的信號，數(shù)字信號是指在時間上離散的、在幅值上經(jīng)過量化的信號，它一般是由間上離散的、在幅值上經(jīng)過量化的信號，它一般是由0 0、1 1二進制代碼組

4、成的數(shù)字序列。二進制代碼組成的數(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)來實現(xiàn)的。如圖信息的傳遞是通過通信系統(tǒng)來實現(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。信息在進入信道時要經(jīng)做信宿，信源和信宿之間的通信線路稱為信道。信息在進入信道時要經(jīng)過變換器變換為適合信道傳輸?shù)男问?，?jīng)過信道的傳輸，在進入信宿時過變換器變換為適合信道傳

5、輸?shù)男问?，?jīng)過信道的傳輸，在進入信宿時要經(jīng)過反變換器變換為適合信宿接收的形式。信號在傳輸過程中會受到要經(jīng)過反變換器變換為適合信宿接收的形式。信號在傳輸過程中會受到來自外部或信號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：它是指傳輸出錯的碼元數(shù)占傳輸總碼元數(shù)的比例。5.吞吐量：單位時間內(nèi)整個網(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：信號在信道中傳播，從源端到達目的端需要一定的時間，這個時間叫做傳播延遲。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，它是一次同時將待傳送信號經(jīng)由所示，它是一次同時將待傳送信號經(jīng)由n n個通信信道個通信信道同時發(fā)送出去。因此，并行傳輸需要同時發(fā)送出去。因此，并行傳輸需要n n個傳輸信道，使待傳個傳輸信道，使待傳送信號的各位能同時沿著各自的信道并行地傳輸。送信號的各位能同時沿著各自的信道并行地傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)送端0123n-1信號地數(shù)據(jù)接收端0123n-1信號地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通信信道，經(jīng)由這條通信信道逐位地將待傳送信號的每個二進制代碼依次發(fā)送。號的每個二進制代碼依次發(fā)送。信號信號地數(shù)據(jù)接收端信號信號地數(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 每個字符（每個字符（6-86-8個二進制位）作為一個單元獨立傳輸，字符之間的傳個二進制位）作為一個單元獨立傳輸，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)成一個個的位停止位，構(gòu)成一個個的“字字符符”。起始位對接收方的時鐘起置位作用，接收方時鐘置位后只要。起始位對接收方的時鐘起置位作用，接收方時鐘置位后只要在在8 81111位的傳送時間內(nèi)準確，就能正確接收一個字符。位的傳送時間內(nèi)準確，就能正確接收一個字符。1位起始位5位信息位1.5位停止位1個字符110001位起始位7位信息位2位停止位1位校驗位1個字符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，它不是對每一

10、個字符單獨進行同步，同步傳輸方式與異步傳輸方式不同，它不是對每一個字符單獨進行同步，而是對一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進行同步。同步的方法不是加一位停止位，而是對一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進行同步。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)不會與同步字符混淆。1SYNSYN同步字符1個字符1個字符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叫做基帶信號。在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號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：單工：信號只能向一個方向傳輸，任何時候都不能改變信號

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：信號可以雙向傳送，但必須交替進行，一個時間只能向一個方向傳送。例如，航空和航海無線電臺以及對講機都是以這種方式通信的。l l全雙工：全雙工：信號可以雙向同時傳送，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 時分多路復(fù)用時分多路復(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帶寬時，可以把多個信

13、號調(diào)制在不同當(dāng)介質(zhì)的有效帶寬超過傳輸信號帶寬時，可以把多個信號調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實現(xiàn)同時傳送多路信號，即將信道的的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實現(xiàn)同時傳送多路信號，即將信道的可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號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的方法劃分為若干互不交疊的頻段，每路信號占據(jù)其中一個頻段，從而形成許多個子信道，如圖段，每路信號占據(jù)其中一個頻段，從而形成許多個子信道，如圖2-72-7所示；所示；在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號分開，分別進行解調(diào)和終端處理，在接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號分開，分別進行解調(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 時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用圖圖2-9 TDM子信道子信道v 將傳輸時間劃分為許多個短的互不重疊的時隙，而將若干個時隙組將傳輸時間劃分為許多個短的互不重疊的時隙，而將若干個時隙組成時分復(fù)用幀，用每個時分復(fù)用幀中某一固定序號的時隙組成一個子信成時分復(fù)用幀，用每個時分復(fù)用幀中某一固定序號的時隙組成一個子信道，每個子信道所占用的帶寬相同，每個時分復(fù)用幀所占的時間也是相道，每個子信道所占用的帶寬相同，每個時分復(fù)用幀所占的時間也是相同的（如圖同的（如圖2-92-9所示），即在同步所示），即在同步TDMTDM中，各路時隙的分配是預(yù)先確定的中，各路時隙的分配是預(yù)先確定的時間且各信號源的傳輸定時是同步的

16、。對于時間且各信號源的傳輸定時是同步的。對于TDMTDM，時隙長度越短，則每個，時隙長度越短，則每個時分復(fù)用幀中所包含的時隙數(shù)就越多，所容納的用戶數(shù)也就越多，其原時分復(fù)用幀中所包含的時隙數(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的時隙時分復(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傳送多個波長不同是指在一根光纖上能同時傳送多個波長不同的光載波的復(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光載波的單一光信道，變?yōu)榭蓚鬏敹鄠€不同波長能傳輸一個光載波的單一光信道，變?yōu)榭蓚鬏敹鄠€不同波長光載波的光信道，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沿不同方向傳輸來實現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。用不同波長沿不同方向傳輸來實現(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）、光時分多）、光時分多路復(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）是一種用于移動通信系統(tǒng)的新技術(shù)，CDM利用擴頻通信中的不同碼型的擴頻碼之間的相關(guān)性，為每個用戶分配一個擴頻編碼，以區(qū)別不同的用戶信號。發(fā)送端可用不同的擴頻編碼，分別向不同的接收端發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣，接收端用不同的進行解碼，就可得到不同發(fā)送端送來的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多址通信。CDM的

20、特點是頻率和時間資源均為共享。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 報文交換報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)點在兩個站之間建立方式，就是通過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點在兩個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：電路交換特點：（1 1）線路交換中的每個節(jié)點都是電子式或電子機械式的）線路交換中的每個節(jié)點都是電子式或電子機械式的交換設(shè)備，它不對傳輸?shù)男畔⑦M行任何處理；交換設(shè)備，它不對傳輸?shù)男畔⑦M行任何處理；（2 2）數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個工作站之間實際的物）數(shù)據(jù)傳輸開始前必須建立兩個工作站之間實際的物理連接，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外，不再有其他的延時，在每）除鏈路上的傳輸延時外

22、，不再有其他的延時，在每個結(jié)點的延時是很小的；個結(jié)點的延時是很小的；（5 5）整個鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的通）整個鏈路上有一致的數(shù)據(jù)傳輸速率，連接兩端的通信節(jié)點必須同時工作信節(jié)點必須同時工作 。2.3.2 報文交換報文交換 v報文交換報文交換（Message ExchangingMessage Exchanging）v 采取采取“存儲存儲-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)”（Store-and-ForwardStore-and-Forward）數(shù)據(jù)以報）數(shù)據(jù)以報文（文（MessageMessage）的方式發(fā)出，報文中除包括用戶所要傳）的方式發(fā)出，報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。報文從源送的信息外，還有源地址和目的地址等信息。報文從源節(jié)點發(fā)出后，經(jīng)過一系列的中間節(jié)點到達目的節(jié)點。各節(jié)點發(fā)出后，經(jīng)過一系列的中間節(jié)點到達目的節(jié)點。各中間節(jié)點收到報文后，先暫時存儲起來，然后分析目的中間節(jié)點收到報文后，先暫時存儲起來，然后分析目的地址、選擇路由并排隊等候，待需要的線路空閑時將它地址、選擇路由并排隊等候，待需要的線路空閑時將它轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點，并最終到達目的節(jié)點。其中的交換轉(zhuǎn)發(fā)到下一個節(jié)點，并最終到達目的節(jié)點。其中的交換節(jié)點要有足夠大的存儲空間，用以緩沖收到的長報文。節(jié)點要有足夠大的存儲空間，用以緩沖收到的長報文。交換節(jié)點對各個方向上收到的報文排隊，尋求下一個轉(zhuǎn)交換節(jié)點對各

24、個方向上收到的報文排隊，尋求下一個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，然后轉(zhuǎn)發(fā)出去。發(fā)節(jié)點，然后轉(zhuǎn)發(fā)出去。2.3.2 報文交換報文交換 v 報文交換比線路交換有以下優(yōu)點：報文交換比線路交換有以下優(yōu)點：（1 1）線路效率較高，因為許多報文可以分時共享一條節(jié)點）線路效率較高，因為許多報文可以分時共享一條節(jié)點到節(jié)點的通道。到節(jié)點的通道。（2 2）不需要同時使用發(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，暫時存儲這個報文。以在接收器可用之前，暫時存儲這個報文。（3 3）在線路交換網(wǎng)上，交換網(wǎng)絡(luò)仍可接收報文，只是傳輸）在線路交換網(wǎng)上，交換網(wǎng)絡(luò)仍可接收報文，只是傳輸延遲會增加

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

26、換與報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)單位的長度。分組交換包括數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方法。位的長度。分組交換包括數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方法。v 在數(shù)據(jù)報中，每個數(shù)據(jù)包被獨立地處理，每個節(jié)點根據(jù)一在數(shù)據(jù)報中，每個數(shù)據(jù)包被獨立地處理，每個節(jié)點根據(jù)一個路由選擇算法，為每個數(shù)據(jù)包選擇一條路徑，使它們的個路由選擇算法，為每個數(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，該路徑上各個節(jié)點都有緩沖裝置，有一條專用的物理通路，該路徑上各個節(jié)點都有緩沖裝置，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行輸出排隊和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個節(jié)點就不需和接收的次序進行輸出排隊和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個節(jié)點就不需要為每個數(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用戶完全占在線路被釋放之前，該通路將一直被一對用戶完全占有。有。（2 2）報文交換：報文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲）報文交換：報文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式。轉(zhuǎn)發(fā)的方式。（3 3）分組交換：此方式與報文交換類似，但報文被分）分組交換：此方式與報文交換類似，但報文被分成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長度，到達目的地后成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長度，到達目的地后需重新將分組組裝成報文。需重新將分組組裝成報文。2.3.4 混合交換混合交換 v 混合交換采用動態(tài)時

29、分復(fù)用技術(shù)，將一部分帶寬混合交換采用動態(tài)時分復(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（分布式隊列雙總線）（分布式隊列雙總線）等均屬混合交換，它們同時提供等時電路交換和分等均屬混合交換，它們同時提供等時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 差錯控制技術(shù)差錯控制技術(shù)v主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：錯誤產(chǎn)生原因及控制方法錯誤產(chǎn)生原因及控制方法 奇偶校驗碼奇偶校驗碼海明碼海明碼循環(huán)冗余校驗碼循環(huán)冗余校驗碼2.4.1 錯誤產(chǎn)生原因及控制方法錯誤產(chǎn)生原因及控制方法 v錯誤產(chǎn)生的原因：錯誤產(chǎn)生的原因：（1 1）由熱噪聲引起的隨機錯誤）由熱噪聲引起的隨機錯誤（2 2）由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯誤）由沖擊噪聲引起的突發(fā)錯誤v差錯控制編碼：差錯控制編碼：差錯控制編碼是指發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先向差錯控制編碼是指發(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，這種在數(shù)存在，來判斷數(shù)據(jù)在傳輸過程中是否出錯，這種在數(shù)據(jù)塊中加入冗余信息的過程稱為差錯控制編碼。據(jù)塊中加入冗余信息的過程稱為差錯控制編碼。2.4.2 奇偶校驗碼奇偶校驗碼 v奇偶校驗碼（奇偶校驗碼（Parity CodeParity Code）：）：v 奇偶校驗是一種簡單有效的校驗方法。這種方法通奇偶校驗是一種簡單有效的校驗方法。這種方法通過在編碼中增加一位校驗位來使編碼中過在編碼中增加一位校驗位來使編碼中1 1的

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

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

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

35、成多項式為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)與信號的區(qū)別。試分析數(shù)據(jù)與信號的區(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合？什么是單工、半雙工和全雙工？它們分別適用于什么場合？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.簡述虛電路交換原理，并比較它與數(shù)據(jù)報交換方式的區(qū)別。簡述虛電路交換原理，并比較它與數(shù)據(jù)報交換方式的區(qū)別。7.分別采用奇校驗和偶校驗，計算下列數(shù)據(jù)的校驗位：分別采用奇校驗和偶校驗，計算下列數(shù)據(jù)的校驗位：（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，對它進行海明碼校驗時，結(jié)，對它進行海明碼校驗時，結(jié)果為果為1001。問哪一位出錯了？正確的代碼是什么？。問哪一位出錯了？正確的代碼是什么？9.傳輸數(shù)據(jù)為傳輸數(shù)據(jù)為1101001，生成多項式為，生成多項式為g（x）x4+x3+1，求，求g（x）所對應(yīng)的二進制比特串，并計算所對應(yīng)的二進制比特串，并計算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