《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)中多個數(shù)據(jù)位，以成組方式在兩條以上的并行信道上同時傳輸。,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)點字符同步、速度快缺點需要傳輸信道多、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的情況優(yōu)點該方法實現(xiàn)簡單，采用較多缺點為解決收、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)在串行通信過程中，為保證發(fā)送端發(fā)送的信息能夠被接收端正確無誤地接收,要求接收端和發(fā)送端動作的起始時間和頻率保持一致的技術(shù)。需解決：數(shù)據(jù)從什么時候開始，什么時候結(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。每個字符前加1個起始位，表示一個字符開始；后加1到2個停止位，表示一個字符結(jié)束。特點：每兩個字符之間的間隔時間不固定；優(yōu)點頻率的漂移不會積累；實現(xiàn)簡單。缺點傳輸效率低,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)塊的開頭一般加1到2個字節(jié)的SYN(同步字符)。而后以固定的時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號。優(yōu)點效率高。缺點頻率的漂移會積累；實現(xiàn)復(fù)雜。,2.3.3單/雙工通信,1.單工通信定義數(shù)據(jù)單向傳輸適用無線電廣播、有線電廣播、電視,2.半雙工通信定義信息流可以在兩個方向上傳輸，但同一時刻只限于在一個方向傳輸。適用對講機優(yōu)點節(jié)省傳輸線路缺點效率低,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)能同時沿信道的兩個方向傳輸，即通信的一方在發(fā)送信息的同時也能接收信息，其收、發(fā)信道分開設(shè)置。適用計算機網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信特點效率高但結(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（方波）傳送數(shù)據(jù)。2.頻帶傳輸將數(shù)字信號調(diào)制成模擬信號后再發(fā)送和傳輸?shù)姆绞健？梢詫崿F(xiàn)多路復(fù)用。3.寬帶傳輸將信道劃分成多個相互獨立的子信道，分別用這些子信道來傳輸多路信號。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),金屬導(dǎo)體,光纖,無線,無線電、微波、紅外線,2.4傳輸介質(zhì),雙絞線,2.4.1雙絞線（TwistPair，TP）,-螺旋絞合的雙導(dǎo)線-每根4對-典型連接距離100m（LAN）-RJ45插座、插頭-優(yōu)缺點：成本低安裝容易（綜合布線系統(tǒng)）抗干擾性一般,內(nèi)導(dǎo)體芯線,絕緣,內(nèi)屏蔽,外屏蔽,外套,非屏蔽雙絞線(UTP),以銅網(wǎng)或鋁箔屏蔽以減少干擾和串音，應(yīng)用較少,無任何屏蔽層，應(yīng)用廣泛,2.4傳輸介質(zhì),雙絞線的分類,屏蔽雙絞線(STP),4類雙絞線最高傳輸速率為16Mb/s，可用于語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸。,雙絞線分類,3類雙絞線最高傳輸速率為10Mb/s，用于語音和數(shù)據(jù)傳輸。,5類雙絞線最高傳輸速率達到100Mb/s。,超5類雙絞線最高傳輸速率達到1000Mb/s。,6類雙絞線用于千兆以太網(wǎng)。,雙絞線的連接標準,ANSI/EIA/TIA568商業(yè)大樓電信布線標準規(guī)定了兩種雙絞線的線序。,EIA-568A綠白綠橙白藍藍白橙棕白棕,EIA-568B橙白橙綠白藍藍白綠棕白棕,應(yīng)用：交叉線：同種接口交換機-交換機、PC-PC、HUB-HUB(標準端口)直連線：異種接口PC/路由器-交換機/HUB、HUB-HUB(級連端口),交叉線和直連線,交叉線,直連線,2.4.2同軸電纜,組成,分類,細纜,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）時會產(chǎn)生折射。當(dāng)入射角臨界值時產(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，當(dāng)入射角臨界值時產(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，無光脈沖-0,2.4.3光纖,傳輸原理光的全反射,光纖的分類,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）進入同一條纖芯進行傳輸，將這類光纖稱為多模光纖。,當(dāng)光纖的直徑減小到只允許一個波長的光波傳輸時，這時的光纖就如同一根波導(dǎo)體，沒有反射，而是沿直線傳輸，這種光纖稱為單模光纖。,多模光纖與單模光纖,多模光纖,由光發(fā)送機產(chǎn)生光束，將表示數(shù)字代碼的電信號轉(zhuǎn)變成光信號，在光纖中傳播；接受端由光接收機接收光纖上傳來的光信號，并將其還原成為電信號。光纖收發(fā)器集成了光發(fā)送機和光接收機的功能：既負責(zé)光的發(fā)送也負責(zé)光的接收。,光傳輸系統(tǒng),光纖的優(yōu)缺點,傳輸帶寬高：僅受光電轉(zhuǎn)換器件的限制（100Gb/s）傳輸損耗小，適合長距離傳輸抗干擾性能極好、誤碼率低，保密性好輕便價格較高需要光電轉(zhuǎn)換,2.4.4無線傳輸介質(zhì),主要類型,應(yīng)用領(lǐng)域,無線電微波紅外線,適用于長距離或不便布線的場合,缺點：易受干擾，為障礙物所阻隔,地面微波通過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)星與地面站相對固定位置用3顆衛(wèi)星可覆蓋全球傳輸延遲時間長（270ms）廣播式傳輸,什么是信道復(fù)用？當(dāng)信道的傳輸能力遠大于每個信源的平均傳輸需求時，把公共信道劃分成多個子信道，每個子信道傳輸一路數(shù)據(jù)，這種技術(shù)稱為信道多路復(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超過單個信號所需帶寬的情況下，將信道的總帶寬劃分成若干個與單個信號帶寬相同(或略寬)的子頻帶，將各信號的頻譜移到不同頻段上，頻譜不重疊，達到共用一個信道的目的。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,f,復(fù)用器,原理整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個波長范圍來進行傳輸。,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單個原始信號要求的數(shù)據(jù)傳輸速率，可將信道傳輸時間劃分成工作周期T（時間片），再將每個周期劃分成若干時隙，輪流分配給n個信源來使用公共線路，就可以在一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號。,1.同步時分復(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)雙方各加了一對快速旋轉(zhuǎn)的電子開關(guān)SA1和SA（兩個開關(guān)實際上是一組分路門），SA1、SA2旋轉(zhuǎn)頻率相同，初始位置相互對應(yīng)，稱之為同步動作。,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：時分復(fù)用能正常進行的關(guān)鍵是收發(fā)雙方同步工作，否則通信將無法進行。,1.同步時分多路復(fù)用（STDM）,把時間分割成小的時間片，每個時間片分為若干個時隙，每路數(shù)據(jù)占用一個時隙進行傳輸。,A,B,C,D,a,b,d,b,c,a,t,t,t,t,t,4個時分復(fù)用幀,#1,a,c,c,d,時分復(fù)用,#2,#3,#4,用戶,1,2,3,4,b,a,b,c,2.異步時分多路復(fù)用（ATDM）,在異步時分復(fù)用中，時隙序號與信道號之間不再存在固定的對應(yīng)關(guān)系。各信道發(fā)出的數(shù)據(jù)都需要附帶雙方地址，由通信線路兩端的多路復(fù)用設(shè)備來識別地址。,