《數(shù)據(jù)通信技術(shù)》PPT課件.ppt

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2.3.1并/串行通信,并行通信定義數(shù)據(jù)中多個(gè)數(shù)據(jù)位，以成組方式在兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸。,2.3數(shù)據(jù)通信方式,發(fā)送端10011101,接收端10011101,,,,,,,,,并行通信信道,發(fā)送端10011101,接收端10011101,,適用情況通信距離較近的情況優(yōu)點(diǎn)字符同步、速度快缺點(diǎn)需要傳輸信道多、設(shè)備復(fù)雜、成本高,2.串行通信定義數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸。,適用情況通信距離較遠(yuǎn)的情況優(yōu)點(diǎn)該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，采用較多缺點(diǎn)為解決收、發(fā)方碼組或字符同步，需要外加同步措施；速度慢。,2.3.2異步傳輸和同步傳輸,同步技術(shù)在串行通信過(guò)程中，為保證發(fā)送端發(fā)送的信息能夠被接收端正確無(wú)誤地接收,要求接收端和發(fā)送端動(dòng)作的起始時(shí)間和頻率保持一致的技術(shù)。需解決：數(shù)據(jù)從什么時(shí)候開(kāi)始，什么時(shí)候結(jié)束同步脈沖頻率,1.異步傳輸定義以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)低位在前，高位在后。每個(gè)字符前加1個(gè)起始位，表示一個(gè)字符開(kāi)始；后加1到2個(gè)停止位，表示一個(gè)字符結(jié)束。特點(diǎn)：每?jī)蓚€(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定；優(yōu)點(diǎn)頻率的漂移不會(huì)積累；實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)傳輸效率低,,2.同步傳輸定義以數(shù)據(jù)塊為單位傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)塊的開(kāi)頭一般加1到2個(gè)字節(jié)的SYN(同步字符)。而后以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)效率高。缺點(diǎn)頻率的漂移會(huì)積累；實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。,,2.3.3單/雙工通信,1.單工通信定義數(shù)據(jù)單向傳輸適用無(wú)線(xiàn)電廣播、有線(xiàn)電廣播、電視,,2.半雙工通信定義信息流可以在兩個(gè)方向上傳輸，但同一時(shí)刻只限于在一個(gè)方向傳輸。適用對(duì)講機(jī)優(yōu)點(diǎn)節(jié)省傳輸線(xiàn)路缺點(diǎn)效率低,信息,傳輸信道,發(fā)送設(shè)備,,接收設(shè)備,,,,,接收設(shè)備,,發(fā)送設(shè)備,,,,,,,,,,,,,,3.全雙工通信定義數(shù)據(jù)能同時(shí)沿信道的兩個(gè)方向傳輸，即通信的一方在發(fā)送信息的同時(shí)也能接收信息，其收、發(fā)信道分開(kāi)設(shè)置。適用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信特點(diǎn)效率高但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高,,信息,,傳輸信道,發(fā)送設(shè)備,,A,接收設(shè)備,,A,接收設(shè)備,,B,發(fā)送設(shè)備,B,傳輸信道,,,,,,,,,1.基帶傳輸在信道上直接用基帶信號(hào)（方波）傳送數(shù)據(jù)。2.頻帶傳輸將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)后再發(fā)送和傳輸?shù)姆绞??？梢詫?shí)現(xiàn)多路復(fù)用。3.寬帶傳輸將信道劃分成多個(gè)相互獨(dú)立的子信道，分別用這些子信道來(lái)傳輸多路信號(hào)。多用于廣域網(wǎng)接入，如ADSL。,2.3.4基帶/頻帶/寬帶傳輸,同軸電纜(粗、細(xì)),金屬導(dǎo)體,光纖,無(wú)線(xiàn),無(wú)線(xiàn)電、微波、紅外線(xiàn),2.4傳輸介質(zhì),雙絞線(xiàn),,2.4.1雙絞線(xiàn)（TwistPair，TP）,--螺旋絞合的雙導(dǎo)線(xiàn)--每根4對(duì)--典型連接距離100m（LAN）--RJ45插座、插頭--優(yōu)缺點(diǎn)：成本低安裝容易（綜合布線(xiàn)系統(tǒng)）抗干擾性一般,內(nèi)導(dǎo)體芯線(xiàn),絕緣,內(nèi)屏蔽,外屏蔽,外套,非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP),以銅網(wǎng)或鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少,無(wú)任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛,2.4傳輸介質(zhì),雙絞線(xiàn)的分類(lèi),屏蔽雙絞線(xiàn)(STP),4類(lèi)雙絞線(xiàn)最高傳輸速率為16Mb/s，可用于語(yǔ)音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。,雙絞線(xiàn)分類(lèi),3類(lèi)雙絞線(xiàn)最高傳輸速率為10Mb/s，用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸。,5類(lèi)雙絞線(xiàn)最高傳輸速率達(dá)到100Mb/s。,超5類(lèi)雙絞線(xiàn)最高傳輸速率達(dá)到1000Mb/s。,6類(lèi)雙絞線(xiàn)用于千兆以太網(wǎng)。,雙絞線(xiàn)的連接標(biāo)準(zhǔn),ANSI/EIA/TIA568《商業(yè)大樓電信布線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了兩種雙絞線(xiàn)的線(xiàn)序。,EIA-568A綠白綠橙白藍(lán)藍(lán)白橙棕白棕,EIA-568B橙白橙綠白藍(lán)藍(lán)白綠棕白棕,,應(yīng)用：交叉線(xiàn)：同種接口交換機(jī)-交換機(jī)、PC-PC、HUB-HUB(標(biāo)準(zhǔn)端口)直連線(xiàn)：異種接口PC/路由器-交換機(jī)/HUB、HUB-HUB(級(jí)連端口),交叉線(xiàn)和直連線(xiàn),交叉線(xiàn),直連線(xiàn),2.4.2同軸電纜,組成,分類(lèi),細(xì)纜,粗纜,,2.4.3光纖,傳輸原理——光的全反射,光從折射率高的介質(zhì)（纖芯）射到折射率低的介質(zhì)（玻璃包層）時(shí)會(huì)產(chǎn)生折射。當(dāng)入射角≥臨界值時(shí)產(chǎn)生全反射，不泄漏。,光從折射率高的介質(zhì)（纖芯）射到折射率低的介質(zhì)（玻璃包層）時(shí)，當(dāng)入射角≥臨界值時(shí)產(chǎn)生全反射，不泄漏。,,,,,,,,,,折射角,入射角,,,,,,,,,包層（低折射率的媒體）,纖芯（高折射率的媒體）,,,包層,,纖芯,,,有光脈沖-1，無(wú)光脈沖-0,,2.4.3光纖,傳輸原理——光的全反射,,光纖的分類(lèi),多模光纖,單模光纖,可以讓多條光波以不同的入射角（但必須大于臨界值）進(jìn)入同一條纖芯進(jìn)行傳輸，將這類(lèi)光纖稱(chēng)為多模光纖。,當(dāng)光纖的直徑減小到只允許一個(gè)波長(zhǎng)的光波傳輸時(shí)，這時(shí)的光纖就如同一根波導(dǎo)體，沒(méi)有反射，而是沿直線(xiàn)傳輸，這種光纖稱(chēng)為單模光纖。,多模光纖與單模光纖,,,,,,多模光纖,,,,,由光發(fā)送機(jī)產(chǎn)生光束，將表示數(shù)字代碼的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，在光纖中傳播；接受端由光接收機(jī)接收光纖上傳來(lái)的光信號(hào)，并將其還原成為電信號(hào)。光纖收發(fā)器集成了光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的功能：既負(fù)責(zé)光的發(fā)送也負(fù)責(zé)光的接收。,光傳輸系統(tǒng),光纖的優(yōu)缺點(diǎn),傳輸帶寬高：僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（＞100Gb/s）傳輸損耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好輕便價(jià)格較高需要光電轉(zhuǎn)換,2.4.4無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì),主要類(lèi)型,應(yīng)用領(lǐng)域,無(wú)線(xiàn)電微波紅外線(xiàn),適用于長(zhǎng)距離或不便布線(xiàn)的場(chǎng)合,缺點(diǎn)：易受干擾，為障礙物所阻隔,地面微波通過(guò)地面站之間接力傳送接力站之間距離：50-100km速率：每信道45Mb/s,地球同步衛(wèi)星與地面站相對(duì)固定位置用3顆衛(wèi)星可覆蓋全球傳輸延遲時(shí)間長(zhǎng)（≈270ms）廣播式傳輸,什么是信道復(fù)用？當(dāng)信道的傳輸能力遠(yuǎn)大于每個(gè)信源的平均傳輸需求時(shí)，把公共信道劃分成多個(gè)子信道，每個(gè)子信道傳輸一路數(shù)據(jù)，這種技術(shù)稱(chēng)為信道多路復(fù)用。,2.5信道復(fù)用技術(shù),,,,,,,,,,,,,,,,,定義當(dāng)物理信道的可用帶寬遠(yuǎn)超過(guò)單個(gè)信號(hào)所需帶寬的情況下，將信道的總帶寬劃分成若干個(gè)與單個(gè)信號(hào)帶寬相同(或略寬)的子頻帶，將各信號(hào)的頻譜移到不同頻段上，頻譜不重疊，達(dá)到共用一個(gè)信道的目的。例：,2.5.1頻分多路復(fù)用FDM,,,,,,,,CH2,CH1,CH3,原帶寬,,,,,,,,,,,,,,CH1,CH2,CH3,移頻后帶寬,,,,,,,CH1,,CH2,,CH3,,,,,帶寬復(fù)用信號(hào),f,,,,,,,復(fù)用器,,原理整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每路信號(hào)占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來(lái)進(jìn)行傳輸。,2.5.2波分多路復(fù)用—光的頻分復(fù)用,,,,,,,,F2,F1,F3,光譜,,,,F1,,F2,,F3,,,,,共享光纖的光譜,?,,,,,,,,,光纖2,光纖3,光纖1,共享光纖,?,?,?,棱柱/衍射光柵,,,,,,,,,,2.5.3時(shí)分多路復(fù)用TDM,,定義如果物理信道可支持的位傳輸速率超過(guò)單個(gè)原始信號(hào)要求的數(shù)據(jù)傳輸速率，可將信道傳輸時(shí)間劃分成工作周期T（時(shí)間片），再將每個(gè)周期劃分成若干時(shí)隙，輪流分配給n個(gè)信源來(lái)使用公共線(xiàn)路，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。,1.同步時(shí)分復(fù)用,,5,1,2,3,4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,1,2,3,4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,在收發(fā)雙方各加了一對(duì)快速旋轉(zhuǎn)的電子開(kāi)關(guān)SA1和SA２（兩個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一組分路門(mén)），SA1、SA2旋轉(zhuǎn)頻率相同，初始位置相互對(duì)應(yīng)，稱(chēng)之為同步動(dòng)作。,,,5,1,2,3,4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,1,2,3,4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5,1,2,3,4,5,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,注意：時(shí)分復(fù)用能正常進(jìn)行的關(guān)鍵是收發(fā)雙方同步工作，否則通信將無(wú)法進(jìn)行。,1.同步時(shí)分多路復(fù)用（STDM）,把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片分為若干個(gè)時(shí)隙，每路數(shù)據(jù)占用一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行傳輸。,,,,,,,,,,A,B,C,D,,,a,b,d,b,c,a,t,t,t,t,t,,,,,,,,,,,,,,,4個(gè)時(shí)分復(fù)用幀,#1,,,,,④,③,②,①,,,,a,c,,,,,,,c,d,時(shí)分復(fù)用,#2,#3,#4,,,,,用戶(hù),,,,,,,,,1,2,3,4,,,b,,a,b,,c,,2.異步時(shí)分多路復(fù)用（ATDM）,在異步時(shí)分復(fù)用中，時(shí)隙序號(hào)與信道號(hào)之間不再存在固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。各信道發(fā)出的數(shù)據(jù)都需要附帶雙方地址，由通信線(xiàn)路兩端的多路復(fù)用設(shè)備來(lái)識(shí)別地址。,