计算机网络与通信2

1、 重点难点：重点难点： 数据的四种传输方式；数据的四种传输方式； 数据的三种编码技术；数据的三种编码技术； 多路复用技术；数据的三种交换技术；差错控制技术多路复用技术；数据的三种交换技术；差错控制技术 （2 2） 信号（信号（signalsignal） 信号是数据的表示形式信号是数据的表示形式, ,或称数据的电磁或电子编码，或称数据的电磁或电子编码， 它使数据以适当的形式在介质上传输。按其编码机制信号它使数据以适当的形式在介质上传输。按其编码机制信号 也可分为模拟信号和数字信号两种。也可分为模拟信号和数字信号两种。 模拟信号：连续变化的电信号模拟信号：连续变化的电信号 数字信号：离散变化的电信

2、号数字信号：离散变化的电信号 （3 3）信息（）信息（informationinformation） 是对数据的解释，是数据的具体内容和含义是对数据的解释，是数据的具体内容和含义 数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收数据传输是指用电信号把数据从发送端传送到接收 端的过程。端的过程。 1. 1.模拟信道：传输模拟信号的信道；模拟信道：传输模拟信号的信道； 数字信道：传输数字信号的信道数字信道：传输数字信号的信道 2. 2.模拟通信（传输）：用模拟信号传输数据的通信模拟通信（传输）：用模拟信号传输数据的通信 数字通信（传输）：用数字信号传输数据的通信数字通信（传输）：用数字信号传输数据的通

3、信 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号 来传输。在一定条件下，可以将模拟信号转变为数字信来传输。在一定条件下，可以将模拟信号转变为数字信 号，或将数字信号转变为模拟信号。有四种方式：号，或将数字信号转变为模拟信号。有四种方式： 电 话 模 拟 数 据 模 拟 信 号 （ a ） 模 拟 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输 调 制 / 解 调 器 数 字 数 据模 拟 信 号 （ b ） 数 字 数 据 在 模 拟 信 道 上 传 输 编 码 解 码 器 （ c ） 模 拟 数 据 在 数 字 信 道 上 传 输 模 拟 数 据 数 字

4、信 号 系统噪声 信号 变换器 信源 信宿 信号 变换器 信道 ( a ) 数据通信系统基本模型 系统噪声 数字信道 ( b ) 数字数据通信系统基本模型 编码信源信宿 解码 系统噪声 模拟信道 ( c ) 模拟数据通信系统基本模型 模/ 数信源信宿 数/ 模 数据的传递和交换可以发生在计算机内部各部件之间，数据的传递和交换可以发生在计算机内部各部件之间， 计算机与各种外部设备之间或者计算机与计算机之间。数计算机与各种外部设备之间或者计算机与计算机之间。数 据的传递和交换有两种基本方式：并行通信和串行通信，据的传递和交换有两种基本方式：并行通信和串行通信， 其工作方式如其工作方式如动画演示动画

5、演示。 （1 1） 并行通信并行通信 并行通信方式是将并行通信方式是将8 8位、位、1616位或位或3232位的数据按数位宽位的数据按数位宽 度同时进行传输，每一个数位都要有自己的数据传输线和度同时进行传输，每一个数位都要有自己的数据传输线和 发送、接收设备。发送、接收设备。 （2 2 2 2 2 2） 串行通信串行通信串行通信串行通信串行通信串行通信 串行通信方式是在一根数据传输线上，每次传送一串行通信方式是在一根数据传输线上，每次传送一串行通信方式是在一根数据传输线上，每次传送一串行通信方式是在一根数据传输线上，每次传送一串行通信方式是在一根数据传输线上，每次传送一串行通信方式是在一根数据

6、传输线上，每次传送一 位二进制数据，即数据一位接一位地传送。位二进制数据，即数据一位接一位地传送。位二进制数据，即数据一位接一位地传送。位二进制数据，即数据一位接一位地传送。位二进制数据，即数据一位接一位地传送。位二进制数据，即数据一位接一位地传送。 （3 3 3 3 3 3） 数据的串数据的串数据的串数据的串数据的串数据的串/ / / / / /并行转换并行转换并行转换并行转换并行转换并行转换 数据的串数据的串数据的串数据的串数据的串数据的串/ / / / / /并行转换方式是指由于计算机内部处理的并行转换方式是指由于计算机内部处理的并行转换方式是指由于计算机内部处理的并行转换方式是指由于计

7、算机内部处理的并行转换方式是指由于计算机内部处理的并行转换方式是指由于计算机内部处理的 都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据都是并行数据，在进行串行传输之前，必须将并行数据 转换成串行数据；在接收端要将串行数据转换成并行数转换成串行数据；在接收端要将串行数据转换成并行数转换成串行数据；在接收端要将串行数据转换成并行数转换成串行数据；在接收端要将串行数据转换成并行数转换成串行数据；在接收端要将串

8、行数据转换成并行数转换成串行数据；在接收端要将串行数据转换成并行数 据。据。据。据。据。据。 （1 1）不归零编码（）不归零编码（nrznrz：non return to zero non return to zero ） 用高电平表示用高电平表示“1”“1”，用低电平表示，用低电平表示“0”“0”；编码简单，不含同步；编码简单，不含同步 时钟，抗干扰能力弱。时钟，抗干扰能力弱。 （2 2）曼彻斯特编码（）曼彻斯特编码（manchester encodingmanchester encoding） 每比特的每比特的1/21/2周期处要发生跳变，由高电平跳到低电平表示周期处要发生跳变，由高电平跳

9、到低电平表示 “1”“1”，由低电平跳到高电平表示，由低电平跳到高电平表示“0”“0”；编码复杂，内部自含同步时；编码复杂，内部自含同步时 钟钟 ，抗干扰能力强。，抗干扰能力强。 （3 3）差分曼彻斯特编码）差分曼彻斯特编码（differential manchester encodingdifferential manchester encoding） 每比特的每比特的1/21/2周期处要发生跳变，在每比特的起始位置发生跳变周期处要发生跳变，在每比特的起始位置发生跳变 表示表示“0”“0”，不发生跳变表示，不发生跳变表示“1”“1”；编码复杂，内部自含同步时钟；编码复杂，内部自含同步时钟 ，

10、 抗干扰能力强。抗干扰能力强。动画演示动画演示 （） 双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附 加屏蔽加屏蔽加屏蔽加屏蔽加屏蔽加屏蔽 铜芯铜芯铜芯铜芯铜芯铜芯 绝缘层绝缘层绝缘层绝缘层绝缘层绝缘层 外导体屏外导体屏外导体屏外导体屏外导体屏外导体屏 蔽层蔽层蔽层蔽层蔽层蔽层 保护保护保护保护保护保护 套套套套套套 （3）optical fiber 光电转换 led 发送端 输入输入 pin 接收端 输出输出 光纤光纤 光信号 光电转换 光纤包层外部保护层 (a)(a) 保护层 包层 光纤 (b)(b) 包层 保护层 10 0 1

11、0 2 10 4 10 6 10 8 101010 12 10 14 10 16 10 18 10 20 10 22 10 24 无线电微波红外 紫外线可见光 x-射线 -射 线 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 1010101110121013101410151016 f(hz) f(hz) 双绞线 同轴电缆 无线电( a m )无线电( f m ) 电视频道 卫星通信 地面微波通信 光纤 频段lfmfhfvhfuhfshfehfthf 传传输输媒媒体体 速速率率 传传输输距距离离 性性能能(抗抗 干干扰扰性性) 价价格格 应应用用 双双绞绞线线 10-1000mb

12、/s 几几十十 km 可可以以 低低 模模拟拟/数数字字传传输输 50 同同轴轴电电缆缆 10mb/s 3km 内内 较较好好 略略 高高 于于 双双绞绞线线 基基带带数数字字信信号号 75 同同轴轴电电缆缆 300-450mhz 100km 较较好好 较较高高 模模拟拟传传输输电电视视、 数数据据及及音音频频 光光纤纤 几几十十 gbps 30km up 很很好好 较较高高 远远距距离离传传输输 短短波波 50mhz 全全球球 较较差差 较较低低 远远程程低低速速通通信信 地地面面微微波波接接力力 4-6ghz 几几百百 km 好好 中中等等 远远程程通通信信 卫卫星星 500mhz 18000km 很很好好 与与 距距 离离 无无关关 远远程程通通信信 ch2ch2ch2 ch1ch1ch1 ch3ch3ch3 原带宽原带宽原带宽原带宽原带宽原带宽 ch1ch1ch1 ch2ch2ch2 ch3ch3ch3 移频后带宽移频后带宽移频后带宽移频后带宽移频后带宽移频后带宽 muxmuxmux ch1ch1ch1 ch2ch2ch2 ch3ch3ch3 带宽复用带宽复用带宽复用带宽复用带宽复用带宽复用 f f f fdmfdmfdm适用于模拟信号传输适用于模拟信号传输适用