CH02_数据通信技术基础

1、模拟数据模拟数据模拟信号模拟信号放大器放大器调制器调制器模拟数据模拟数据数字信号数字信号 PCM编码器编码器数字数据数字数据模拟信号模拟信号调制器调制器数字数据数字数据数字信号数字信号 数字数字发送器发送器传输传输系统系统输输入入信信息息输输入入数数据据发送发送的信号的信号接收接收的信号的信号输输出出数数据据源点源点终点终点发送器发送器接收器接收器调制解调器调制解调器PC 机机公用电话网公用电话网调制解调器调制解调器数字比特流数字比特流数字比特流数字比特流模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号 正文正文正文正文数据通信系统数据通信系统源系统源系统目的系统目的系统传输系统传输系统输输出出信信息息PC

2、机机通信系统举例通信系统举例(b) 局域网用户通过局域网用户通过Internet上网通信上网通信SiSiInternetSiSiToken-ring输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲单模光纤单模光纤输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲多模光纤多模光纤信道带宽信道带宽n模拟信道：表示通信线路允许通过的信模拟信道：表示通信线路允许通过的信号频带范围就称为线路带宽号频带范围就称为线路带宽(通频带通频带)。误码率和误组率误码率和误组率数据序列数据序列单极性不归零码单极性不归零码单极性归零码单极性归零码双极性不归零码双极性不归零码双极性归零码双极性归零码 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 实际的

3、信道实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输入信号波形输入信号波形输出信号波形输出信号波形( (失真不严重失真不严重) )输入信号波形输入信号波形实际的信道实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）（带宽受限、有噪声、干扰和失真）输出信号波形输出信号波形( (失真严重失真严重) ) 数字信号通过实际的信道数字信号通过实际的信道信道容量噪声误码率带宽数据传输速率n理想低通信道的最高码元传输速率理想低通信道的最高码元传输速率 N= 2W BaudnW 是理想低通信道的带宽，单位为赫是理想低通信道的带宽，单位为赫(Hz) 不能通过不能通过能通过能通过0频率频率(H

4、z)W (Hz) 要强调以下两点要强调以下两点传输比特流传输比特流 10011100 10 01 11 00 2bit一组一组4种幅度种幅度,1个码元个码元携携带带2bit信息信息, n = log2M (M 码元状态数码元状态数)t3210 香农公式表明香农公式表明 香农公式表明香农公式表明 奈氏准则和香农公式在数据通信系统作用范围奈氏准则和香农公式在数据通信系统作用范围源系统源系统传输系统传输系统目的系统目的系统传输传输系统系统源点源点终点终点发送器发送器接收器接收器输输入入信信息息输输出出信信息息输输入入数数据据输输出出数数据据发送的发送的信号信号接收的接收的信号信号码元传输速率受码元传

5、输速率受奈氏准则的限制奈氏准则的限制信息传输速率受信息传输速率受香农公式的限制香农公式的限制 基带信号基带信号 在数据通信中，表示计算机中二进制比特序在数据通信中，表示计算机中二进制比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。人们列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号。人们把矩形脉冲信号的固有频带称作把矩形脉冲信号的固有频带称作基本频带基本频带(简称为简称为基带基带)，这种矩形脉冲信号就叫做，这种矩形脉冲信号就叫做基带信号基带信号。 在数字信道上，计算机中的数据是以矩形脉在数字信道上，计算机中的数据是以矩形脉冲信号直接传送的，这种传送方法称为冲信号直接传送的，这种传送方法称为基带传输基带传输。

6、数字数据，模拟传输数字数据，模拟传输010011100基带信号调幅调频调相抽样量化抽样量化编码编码模拟数据模拟数据数字信号数字信号数字数字信道信道解码解码恢复恢复数字信号数字信号模拟数据模拟数据时间量化时间量化幅值量化幅值量化采样间隔采样间隔Ts 2 fc模拟数据模拟数据数字信号数字信号1、 频分复用频分复用2、 时分复用时分复用3、 码分复用码分复用4、 波分复用波分复用频率频率1频率频率3频率频率2频率频率4时间时间频率频率T4T3T2T1T1T2T3T4频率频率时间时间B C DB C DB C DB C DAAAA在在 TDM 帧中的位置不变帧中的位置不变TDM 帧帧TDM 帧帧TDM

7、 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧频率频率时间时间BDBDBDBDAAAATDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧TDM 帧帧CCCC在在 TDM 帧中帧中的位置不变的位置不变ABCDaabbcdb cattttt4 个时分复用帧个时分复用帧#1acbcd静态时分复用静态时分复用#2#3#4用户用户0TSm1TSm1iiimimiimiiimSmSSm112211) 1(111SSS 站的码片序列站的码片序列 S110ttttttm 个码片个码片tS 站发送的信号站发送的信号 SxT 站发送的信号站发送的信号 Tx总的发送信号总的发送信号 Sx + Tx规格化内积规格化内积 S Sx规格化

8、内积规格化内积 S Tx数据码元比特数据码元比特发发送送端端接接收收端端 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s复复用用器器分分用用器器EDFA120 km网络拓扑结构网络拓扑结构交换节点交换节点转接中心转接中心用户线用户线中继线中继线全连通全连通交换交换网络网络用户用户

9、接口接口中继中继接口接口控制控制单元单元信号信号单元单元中继线中继线用户线用户线（1 1）建立连接）建立连接（2 2）维持连接）维持连接（3 3）拆除连接）拆除连接电路交换电路交换报文交换报文交换分组交换分组交换快速分组交换快速分组交换多速率电路交换多速率电路交换快速电路交换快速电路交换存储存储 - - 转发转发ATMATM交换交换X.25X.25分组网分组网帧中继、帧中继、 SMDSSMDS信元交换信元交换正向证实信号正向证实信号正向拆线信号正向拆线信号主叫挂机主叫挂机反向拆线信号反向拆线信号被叫挂机被叫挂机被叫用户被叫用户主叫用户主叫用户回铃音回铃音取机取机拨号拨号拨号音拨号音占用信号占用

10、信号占用信号占用信号振铃振铃通话通话( (信息传送信息传送) )连接连接释放释放呼叫呼叫建立建立A A局局B B局局C C局局挂机挂机连接释放连接释放数据传送数据传送连接建立连接建立A B C D t报文报文C1C4C3C2C3本地网本地网省中心省中心省间中心省间中心地市中心地市中心县中心县中心长途网长途网ABt用户电报机用户电报机B用户电报机用户电报机AA局局B局局C局局M1M1M1M1传播时延传播时延传输时延传输时延存储存储 / 处理时延处理时延报报文文报报文文报报文文A B C DtP2P1报文报文A主机B主机C链路P5P6P4P3P2P1PSEaPSEbPSEcP1P2P3P4P1P2P3P4P3P4A B C DP2P1X.21接口接口/ ISO4903V.24接口接口/ RS-232 / ISO2110V.35 接口接口/ ISO2593ABDCHMSWafjEKPUYchmJNTXbgkFLRVZdln113142518915距离距