计算机网络基础-数据通信基础课件

1、第2章 数据通信的基础知识本章内容信道 传输介质数据编码多路复用技术数据交换技术差错控制及检错12.1 基本概念数据及计算机通信术语数据（Data）：传递（携带）信息的实体。信息（Information）：是数据的内容或解释。信号（Signal）：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。模拟信号、数字信号基带（Base band）、宽带（Broad band）信道（Channel）：传送信息的线路（或通路）。比特（bit）：即一个二进制位。比特率为每秒传输的比特数（即数据传送速率）。码元（Code cell）：时间轴上的一个信号编码单元。2同步脉冲：用于码元的同步定时，

2、识别码元从何时开始 同步脉冲也可位于码元的中部 一个码元也可有多个同步脉冲相对应t码元1码元2码元3码元4码元5信号同步脉冲t3波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数（即信号传送速率）。误码率：信道传输可靠性指标，是一个概率值。信息编码：将信息用二进制数表示的方法。例如：ASCII编码、BCD编码等数据编码：将数据用物理量表示的方法。例如：字符A的ASCII编码为01000001，其数据编码可能为01000001t4带宽（Band width，BW）信道传输能力的度量。在传统的通信工程中：BW fmax fmin 单位：赫兹（Hz）在计算机网络中，一般用每秒允许传输的二

3、进制位数作为带宽的计量单位。主要单位： b/s ，kb/s，Mb/s，Gb/s。例如：传统以太网理论上每秒可以传输1千万比特，它的带宽为10Mb/s。时延（Delay）：信息从网络的一端传送到另一端所需的时间。时延=处理时延+排队时延 +发送时延+传播时延处理时延=对数据进行处理和错误校验所需的时间排队时延=数据在中间结点等待转发的延迟时间发送时延=数据位数/信道带宽传播时延=d/s d:距离，s:介质中信号传播速度(0.7c)5时延带宽乘积：某一信道所能容纳的比特数。时延带宽乘积=带宽传播时延例如，某信道的时延带宽乘积为100万比特，这意味着第一个比特到达目的端时，源端已发送了100万比特。

4、信道带宽传播时延管道体积=时延带宽乘积6往返时延（Round-Trip Time，RTT）：从发送端发送数据开始，到发送端收到接收端的确认所经历的时间RTT2传播时延传输可靠性两个含义：数据能正确送达数据能有序送达（当采用分组交换时）71. 数据通信的一般概念通信的三个要素：信源、信宿和信道噪声信源发送器信道接收器信宿源系统目的系统任何信道都不是完美无缺的，因此会对传输的信号产生干扰，称为“噪声”。外界：闪电、串扰、电气设备内部：介质特性（衰减、延迟与频率有关）8信息通过数据通信系统的传输过程把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输编码：数据

5、适合传输的数字信号便于同步、识别、纠错调制：数字信号适合传输的形式按频率、幅度、相位解调：接收波形数字信号解码：数字信号原始数据信息数据信号在信道上传输信号数据信息数据编码调制解调数据解码01000001A01000001A信道92. 数据通信系统的构成数据传输系统传输线路有线介质、无线介质传输设备调制解调器、中继器、多路复用器、交换机等调制解调器等网络接入设备也称为DCE（Data Circuit Equipment）数据处理系统：计算机、终端等又分为：源系统（信源发送器）：发出数据的计算机目的系统（信宿接收器）：接收数据的计算机计算机、终端等设备也称为DTE（Data Terminal E

6、quipment ） DCEDTEDTEDCE10数据通信基本过程5个阶段包含两项内容：数据传输和通信控制 过程 与打电话比较建立物理连接 拨号，拨通对方 建立逻辑连接 互相确认身份数据传输 互相通话断开逻辑连接 互相确认要结束通话断开物理连接 双方挂机*注意，并不是所有的数据通信都需要全部5个阶段。11数据通信的主要技术指标数量传输数率 ：码元速率、信息速率、消息速率质量误码率：误码率、误位率、误字符率12波特（Baud）：码元传输的速率单位。波特率为每秒传送的码元数（即信号传送速率）。比特率、波特率和信号编码级数的关系如下： Rbit = Rbaud log2M 上式中： M-信号的编码级

7、数，Rbit-比特率，Rbaud-波特率一个信号往往可以携带多个二进制位，所以在固定的信息传输速率下，比特率往往大于波特率。换句话说，一个码元中可以传送多个比特。例如：当波特率为9600时若M=2，数据传输率为9600b/s若M=16，数据传输率为38.4kb/s132.2 信道及其主要特征1. 数字信道和模拟信道数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。计算机网络中主要采用数字信道进行数据传输ADSL、ISDN、DDN、ATM、局域网模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。CATV、无线电广播、电话拨号线路14模拟信号和数字信号模拟信号时间上连续，包含无穷多个信号值模拟信号能在

8、数字信道上传输吗？数字信号时间上离散，仅包含有限数目的信号值。最常见的是二值信号数字信号能在模拟信道上传输吗？ta） 模拟信号tb） 数字信号15周期信号和非周期信号周期信号信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波）非周期信号信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号）。tTTTtTTT周期信号非周期信号tt16 模拟通信 模拟通信指信道中传输的为模拟信号。当传输的是模拟信号时，可以直接进行传输。当传输的是数字信号时，进入信道前要经过调制解调器调制，变换为模拟信号。 如图所示，（a）为当信源为模拟数据时的模拟传输，（b）为当信源为数字数据时的模拟传输。其主要优点在于信道的利用率较高，但是其在

9、传输过程中信号会衰减，会受到噪声干扰，且信号放大时噪声也会放大。17 模拟传输（a） 信源为模拟数据 （b） 信源为数字数据 18 数字通信 数字通信指信道中传输的为数字信号。当传输的信号是数字信号时，可以直接进行传输。当传输的是模拟信号时，进入信道前要经过编码解码器编码，变换为数字信号。 如图所示，（a）为当信源为数字数据时的数字传输，（b）为当信源为模拟数据时的数字传输。其主要优点是，信号传输不失真，误码率低，能被复用和有效地利用设备，但是传输数字信号比传输模拟信号所要求的频带要宽得多，因此数字传输的信道利用率较低。19 数字传输（a）信源为数字数据 （b）信源为模拟数据 20数字通信与模

10、拟通信数字通信在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输模拟通信在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输数字通信的优点抗噪声（干扰）能力强可以控制差错，提高了传输质量便于用计算机进行处理易于加密、保密性强可以传输语音、数据、影像，通用、灵活计算机通信仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信，如通过电话线拨号上网。212. 信道的最大数据传输率Nyquist公式：用于无噪声理想低通信道Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高数据传输速率提供了依据。例如，话音级线路的带 宽约为3.1kHz，根据上 式计算的信道最大数据 传输率如右表所示C = 2W log2 MC = 数据传输率，单位b/s W =

11、带宽，单位HzM = 信号编码级数M 最大数据率 2 6200 b/s 4 12400 b/s 8 18600 b/s16 24800 b/s32 31000 b/s22非理想信道实际的信道上存在损耗、延迟、噪声。损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。延迟会使接收端的信号产生畸变。噪声会破坏信号，产生误码。例如：数据传输速率为56kb/s时，持续时间0.01s的干扰会破坏约560个比特。23Shannon公式：用于有噪声干扰信道例：信道带宽W=3.1kHz，S/N=2000，则 C = 3100log2（1+2000） 34kb/s 即该信道上的最大数据传输率不会大于34kb/s。信噪比

12、的单位也可用分贝(dB)表示： S/NdB=10log10 S/N所以，若S/NdB=30dB ，则S/N=1000。C = W log2 （1+S/N） C: 传输率，单位b/sW: 带宽，单位HzS/N: 信噪比24Nyquist公式和Shannon公式的比较C = 2W log2M用于理想信道（这样的信道存在吗？）数据传输率随信号编码级数增加而增加。C = W log2（1+S/N）用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！）无论信号编码级数增加到多少，此公式给出了有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限增加。253. 通信网络中站点的连接方式点-点连

13、接主站交换连接集线式连接次站次站次站中心站集中器交换机多点连接信道线路连接方式264. 数据传输方式单/双工通信单/双向传输单工：数据单向传输（例：无线电广播）半双工：数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输（例：对讲机）全双工：数据可以双向同时传输（例：电话）需要具有两条物理上独立的传输线路；或者需要具有一条物理线路上的两个信道，分别用于不同方向的信号传输。27发送器接收器发送器/接收器发送器/接收器发送器/接收器发送器/接收器单工方式：半双工方式：全双工方式：A站B站可同时不可同时28基带/频带/宽带传输基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。例如：以太网（局域网）

14、频带传输：数字信号调制成音频模拟信号后再传送，接收方需要解调。例如：通过电话网络传输数据宽带传输：把信号调制成频带为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方需要解调。例如：闭路电视的信号传输29数据同步方式目的是使接收端与发送端在时间基准上一致：同步脉冲频率数据从什么时候开始，什么时候结束位边界数据块边界数据通信中需要在三个层次上实现同步：位位同步字符字符同步帧(Frame)帧同步30位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，2种同步方法：外同步发送端发送数据之前发送同步脉冲信号，接收方用接收到的同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。自同步通过特殊编码（如曼彻斯特编码），使

15、数据编码信号中包含同步信号，接收方从数据编码信号提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。31字符同步：找到正确的字符边界。常用的为起止式（异步式）。在这种方式中，每个字符的传输需要：1个起始位、58个数据位、1、1.5或2个停止位采用这种同步方式的通信也称“异步通信”。起止式的优缺点：频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新获得同步；每两个字符之间的间隔时间不固定；增加了辅助位，所以传输效率低；例如，采用1个起始位、 8个数据位、 2个停止位时，其传输效率为8/1173起始位数据位停止位字符间隔不固定1个字符时间逻辑“0”逻辑“1”32帧同步：识别一个帧的起始和结束。帧（Frame）：数据链路

16、中的传输单位包含数据和控制信息的数据块面向字符的以同步字符（SYN，16H）来标识一个帧的开始，适用于数据为字符类型的帧面向比特的以特殊位序列（7EH，即01111110）来标识一个帧的开始，适用于任意数据类型的帧帧起始控制信息数据帧结束校验和0 n bit8bit8bit8-32m7EH7EH332.3 传输介质磁介质高带宽、低费用、高延时（小时） 在通信中很少使用 例：7GB/8mm磁带，1000盘/50*50*50cm3，24h可送到任何地方。 总容量=7*1000*8Gbits，总时间=24*60*60=86400s 传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s 金属导体双绞

17、线、 同轴电缆(粗、细)光纤无线介质无线电、微波、卫星、红外线34双绞线（Twist Pair，TP）-螺旋绞合的双导线-每根4对、25对、1800对-典型连接距离100m（LAN）-RJ45插座、插头-优缺点： 成本低 组装密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离短应用领域：电话网络、计算机局域网内导体芯线绝缘内屏蔽外屏蔽外套35屏蔽双绞线(STP) 非屏蔽双绞线(UTP)以铝箔屏蔽以减少干扰和串音，应用较少双绞线外无任何屏蔽层，应用广泛常用的双绞线：3类（16Mb/s） 和5类（155Mb/s）两种36双绞线的连接标准色彩标记和连接方法：交叉线

18、：交换机-交换机、PC-PC、HUB-HUB(标准端口)直连线：PC/路由器-交换机/HUB、HUB-HUB(级连端口)线对色彩码1白蓝，蓝2白橙，橙3白绿，绿4白棕，棕12345678123456781234567812345678交叉线EIA-568B直连线EIA-568A37如何制作双绞线双绞线两端头通过RJ-45水晶头连接网卡和集线器，需在双绞线两端压制水晶头，压制水晶头需使用专用卡线钳制作。下图是已经制作好的双绞线： 38如何制作双绞线首先，我们要了解一下制作双绞线的材料和工具：双绞线、RJ-45水晶头、压线钳、测线仪（如下图）RJ-45水晶头 双绞线39压线钳40测线仪41另外，我

19、们还需要了解一下双绞线制作标准： （1）EIA/TIA 568A 标准：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕（从左起）（2）EIA/TIA 568B 标准：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕（从左起）连接方法有两种： （1） 直通线：双绞线两边都按照EIAT/TIA 568B 标准连接。 （2） 交叉线：双绞线一边是按照EIAT/TIA 568A 标准连接，另一边按照EIT/TIA 568B 标准连接。42接下来以EIAT/TIA 568B 标准来制作步骤： （1) 利用斜口错剪下所需要的双绞线长度，然后再利用双绞线剥线切口将双绞线的外皮除去23厘米。 有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果您在剥除双绞线的外

20、皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。（如下图） 434445（2) 接下来就要进行拨线的操作。将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的左方，棕色对线拨向右方向，绿色对线拨向前方，蓝色对线拨向后方，如下图所示。 左：橙 前：绿 后：蓝 右：棕 46 （3）小心的剥开每一对线，因为我们是遵循EIATIA 568B的标准(白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕）排列好（如下图所示）。 47（4）将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪齐。最后再将双绞线的每一根线依序放入RJ45接头的引脚内，第一只引脚内应该放白橙色的线，其余类推，如

21、下图： 48（5)确定双绞线的每根线是否按正确顺序放置，并查看每根线是否进入到水晶头的底部位置，如下图所示： 49(6)用RJ45压线钳压接RJ45接头，把水晶头里的八块小铜片压下去后，使每一块铜片的尖角都触到一根铜线。如下图所示50 （6)重复步骤1到步骤6,再制作另一端的RJ45接头。因为工作站与集线器之间是直接对接，所以另一端RJ45接头的引脚接法完全一样。 （7）最后用测线仪测试网线和水晶头是否连接正常，如果两组1、2、3、4、5、6、7、8指标灯对应的灯同时亮，刚表示制作双绞线制作成功。（如下图所示）51光纤（Optical Fiber）依靠光波承载数据，光脉冲在玻璃纤维中传播优缺点

22、：传输带宽高：仅受光电转换器件的限制（100Gb/s）传输损耗小，适合长距离传输抗干扰性能极好、误码率低，保密性好轻便价格较高需要光电转换纤芯材料：塑料二氧化硅 （高纯玻璃）52光纤传输原理光的反射光从折射率高的介质入射到折射率低的介质时会产生折射。折射量取决于两种介质的折射率。当入射角临界值时产生全反射，不会泄漏。纤芯-折射率高，玻璃包层-折射率低亮度调制：有光脉冲-1，无光脉冲-0光传输系统：光源、介质、光检测光源：850nm/1300nm/1500nm，发光二极管/激光二极管光检测器：光电二极管PIN/雪崩二极管APD单向传输，双向需两根光纤应用领域：局域网主干、电信网络、服务器连接53

23、多模光纤(MMF)单模光纤(SMF)：光纤的直径接近一个光波波长多束光线以不同的反射角传播激光器包层，折射率低纤芯，折射率高亮度调制光检波器激光器光检波器单束光线沿直线传播54典型的光缆单芯光缆多芯光缆玻璃封套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯塑料外套玻璃封套外壳常见规格：纤芯50um缓变型-MMF 62.5um缓变型/增强型-MMF 8.3um突变型-SMF 包层125um55高密度多芯光缆剖面结构芯封套外套加强芯光纤外鞘加强芯光纤束56同轴电缆（Coaxial Cable）计算机网络中使用基带同轴电缆阻抗50，有粗同轴和细同轴两种应用：总线局域网（以太网）性能：10Mb/s，500米/185米铜芯绝

24、缘层外导体屏蔽层保护套57无线介质（信号在大气或外层空间自由传播）使用电磁波或光波携带信息优缺点：无需物理连接适用于长距离或不便布线的场合易受干扰反射，为障碍物所阻隔主要类型：无线电、地面微波通信卫星红外线58无线电基站与终端之间通信采用无线链路应用领域：移动通信、无线局域网（WLAN）BS基站覆盖的无线电区域BS基站 用户计算机和终端59地面微波通过地面站之间接力传送接力站之间距离：50 -100 km速率：每信道 45 Mb/s地球地面站之间的直视线路 微波传送塔60地球同步卫星与地面站相对固定位置使用3颗卫星即可覆盖全球传输延迟时间长（270ms）广播式传输应用领域：电视传输长途电话专用

25、网络广域网35,784公里地球61常用传输介质的比较（p46表2.1）传输介质传输方式速率/工作频带传输距离性能价格应用双绞线宽带基带1Gb/s模拟: 10km数字: 500m较好低模拟/数字信号传输50同轴电缆基带10Mb/s3km较好较低基带数字信号75同轴电缆宽带450MHz100km较好较低模拟电视、数据及音频光纤基带40Gb/s20km以上很好较高远距离高速数据传输微波宽带4-6GHz几百km好中等远程通信卫星宽带1-10GHz18000km很好高远程通信62632.4 数据编码不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况：数据：模拟数据 数字数据信号：模拟信号 数字信号 信道：模

26、拟信道 数字信道64模拟传输和数字传输所使用的技术话音移频,调制模拟数字模拟模拟PCM编码数字数字数字编码数字模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，数字信号模拟数据，数字信号10101010调制65编码与调制的区别编码：用数字信号承载数字或模拟数据调制：用模拟信号承载数字或模拟数据EncoderDecoder数字或模拟数据数字信号x(t)g(t)数字或模拟数据编码与解码数字信道发送方接收方g(t)编码解码66调制与解调数字或模拟数据ModulatorDemodulator数字或模拟数据模拟信号g(t)s(t)g(t)载波模拟信道发送方接收方调制解调制671. 数字数据的数字信号编码使数

27、字数据能在数字信道上传输把数字数据转换成某种数字脉冲信号常见的有两类：不归零码和曼彻斯特编码不归零码（NRZ，Non-Return to Zero）二进制数字0、1分别用两种电平来表示；常用5V表示1，5V表示0；缺点：存在直流分量，传输中不能有变压器或电容；不具备自同步机制，传输时必须使用外同步。68曼彻斯特编码（Manchester Coding）用电压的变化表示0和1。规定在每个码元的中间发生跳变：高低的跳变代表0，低高的跳变代表1每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号。这种编码也称为自同步码（Self-Synchronizing Code）。缺点：需要双倍的传输

28、带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。差分曼彻斯特编码（Differential ）每个码元的中间仍要发生跳变。用码元开始处有无跳变来表示0和1 ，有跳变代表0，无跳变代表1。69三种数字编码的波形图01001100011 时钟NRZManchester差分Manchester702. 数字数据的调制使数字数据能在模拟信道上传输三种常用的调制技术：幅移键控ASK （Amplitude Shift Keying）频移键控FSK （Frequency Shift Keying）相移键控PSK （Phase Shift Keying）原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。 载波信号 S(t) =

29、Acos(t+) S(t)的参量包括： 幅度A、频率 、初相位调制就是要使A、 或随数字基带信号的变化而变化71ASK：用载波的两个不同振幅表示0和1FSK：用载波的两个不同频率表示0和1PSK：用载波的起始相位的变化表示0和100110100010ASKFSKPSK723. 模拟数据的数字信号编码使模拟数据能在数字信道上传输采样定理：如果模拟信号的最高频率为F，若以2F的采样频率对其采样，则从采样得到的离散信号序列就能完整地恢复出原始信号。要转换的模拟数据主要是电话语音信号模拟数据要在数字线路上传输，必须将其转换成数字信号。三个步骤：采样：按一定间隔对语音信号进行采样量化：把每个样本舍入到最

30、接近的量化级别上编码：对每个舍入后的样本进行编码编码后的信号称为PCM信号（脉码调制, Pulse Coded Modulation）。73语音信号的数字化语音带宽f2倍语音最大频率）样本量化级数：256级（8bit/每样本）数据率：8000次/s*8bit = 64kb/s每路PCM信号的速率 = 64kb/s模拟语音信号采样时钟PCM 信号采样电路量化和编码 数字化语音信号f4kHzfs=8kHz74PCM编码过程举例 语音信号011 100 011 011 001 100 PCM 输出343314011100011011001100 PCM 信号 （有量化误差）3.23.92.83.41

31、.24.2 PAM信号752.5 多路复用技术多路复用：多个信息源共享一个公共信道为何要复用？提高线路利用率适用场合：当信道的传输能力大于每个信源的平均传输需求时类比：公共运输系统（铁路、海运、航空）DEMUX复用器解复用器共享信道MUX信源信宿76复用的基本思想：把公共共享信道用某种方法划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据。复用方法频分复用FDM （Frequency Division Multiplexing）按频率划分不同的信道，如CATV系统波分复用WDM （Wave Division Multiplexing） 按波长划分不同的信道，用于光纤传输时分复用TDM （Time Div

32、ision Multiplexing）按时间划分不同的信道，目前应用最广泛码分复用CDM （Code Division Multiplexing）按地址码划分不同的信道，非常有发展前途77频分复用FDM原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。CH2CH1CH3原带宽CH1CH2CH3移频后带宽MUXCH1CH2CH3带宽复用信号f复用器78波分复用光的频分复用原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。F2F1F3光谱F1F2F3共享光纤的光谱光纤2光纤3光纤1共享光纤 棱柱/衍射光栅7

33、9时分复用TDM原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。在通信网络中应用极为广泛。A2A1A3原始信号D2D1D3数字化信号MUX复用后的数据流时隙号1231D3D2D1时间片12时间片2D1时隙D2复用器t80由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。一个时间片内传输的多路数据称为帧。时分复用的典型例子：PCM信号的传输把多个话路的PCM语音数据用TDM的方法装成帧（帧中还包括了帧同步信息和信令信息）每帧在一个时间片内发送每个时隙承载一路PCM信号81统计（异步）TDMSTDMTDM的缺点：某用户无数据发送，其

34、他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。STDM：用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。ABCD待发数据t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2时间片1时间片2同步TDM带宽浪费A1B1B2时间片1时间片2统计TDM可用带宽C282时分复用数字载波复用标准T-标准 （北美、日本）E-标准 （欧洲、中国、南美）E1（一次群）标准每125us为一个时间片，每时间片分为32个通道（时隙）。每个时隙可容纳8bit。通道0用于同步，通道16用于信令，其他30个通道用于传输30个PCM话音数据。E1速率 = （32x8bit）/125us = 2.048 Mb/s对E1进一步复用，还可构

35、成E2到E5等高次群。E5可承载7680个话路，数据率约为565Mb/s。新的TDM标准是同步光网络（SONET）和ITU-T的同步数字系列（SDH）。常用的线路速率为（近似值） 155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s和10Gb/s。83E1-帧格式E1线路也可以用于计算机通信0121631时间片125 ms = 32 时隙，2.048 Mb/s帧同步信令30 路数字语音数据（PCM数据）+2 路控制用户话路用户话路151784码分复用CDM原理：每个用户把发送信号用接收方的地址码序列编码（任意两个地址码序列相互正交）。不同用户发送的信号在接收端被叠加，然后接收者用同样的地址码序列解码

36、。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据。地址码序列两两相互正交：码序列A、B，应满足 AB =0，A B =0，A A =1，A A =-1 其中 为内积运算。在无线移动通信中应用广泛。852.6 数据交换技术什么是交换？按某种方式动态地分配传输线路资源。例如，电话交换机在用户呼叫时为用户选择一条可用的线路进行接续。用户挂机后则断开该线路，该线路又可分配给其它用户。最初的交换：人工转接交换为什么要采用交换技术？节省线路投资，提高线路利用率。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换和分组交换。86电路交换在通信双方之间建立一条临时专用线路的过程。可以是真正

37、的物理线路，也可以是一个复用信道。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。称为“面向连接的”（典型例子：电话）过程：建立连接通信释放连接优缺点：建立连接的时间长；一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；无纠错机制；建立连接后，传输延迟小。不适用于计算机通信：因为计算机数据具有突发性的特点，真正传输数据的时间不到10%。例如：建立连接的时间为0.5秒，计算机以1Mb/s的速率发送10k字节。线路利用率？87电话网络中的电路交换电路交换也能在多路复用信道上实现在物理线路的某个信道上建立连接88报文交换以报文为单位进行“存储-转发”交换的技术。在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时

38、再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存储-转发。传输之前不需要建立端到端的连接，仅在相邻结点传输报文时建立结点间的连接。称为“无连接的”（典型例子：电报）整个报文（Message）作为一个整体一起发送。优缺点：没有建立和拆除连接所需的等待时间；线路利用率高；传输可靠性较高；报文大小不一，造成存储管理复杂；大报文造成存储转发的延时过长，且对存储容量要求较高；出错后整个报文全部重发。比较：下载时若无断点续传功能，一旦出错你会怎样做？89分组交换（包交换）将报文分割成若干个大小相等的分组（Packet）进行存储转发。数据传输前不需要建立一条端到端的通路也是“无连接的”。有强大的

39、纠错机制、流量控制、拥塞控制和路由选择功能。优缺点：对转发结点的存储要求较低，可以用内存来缓冲分组速度快；转发延时小适用于交互式通信；某个分组出错可以仅重发出错的分组效率高；各分组可通过不同路径传输，容错性好。需要分割报文和重组报文，增加了端站点的负担。分组交换有两种交换方式：数据报方式和虚电路方式90数据报方式（Datagram）各分组独立地确定路由（传输路径）不能保证分组按序到达，所以目的站点需要按分组编号重新排序和组装数据报方式不能保证分组按序到达分组可能通过多个路径穿越网络91虚电路方式（Virtual Circuit）通信前预先建立一条逻辑连接虚电路虚电路是由其路径上的所有交换机中的

40、路由表定义的类比：铁路系统（旅客/列车:分组，铁路网:网络，火车站:节点）“西安北京”这条线路可以看成是一条虚路径也需要三个过程：建立数据传输拆除建立虚电路时，交换机将预留传输时所需的所有资源虚电路的路由在建立时确定，传输数据时则不再需要数据传输时只需指定虚电路号，分组即可按虚电路的路由穿越网络“数字管道”提供的是“面向连接”的服务但却没有像电路交换那样始终占用一条端到端的物理通道，只是断续地依次占用传输路径上各个链路段与铁路系统类比！可以看成是采用了电路交换思想的分组交换能够保证分组按序到达永久虚电路PVC和交换虚电路SVC92分组通过预先建立好的虚电路穿越网络93三种交换方式的事件顺序呼叫请求呼叫应答数据ABCD寻路延迟线路交换分组1分组2分组3ABCD分组交换分组4t报文ABCD排队延迟报文交换942.7 差错控制与检错什么是差错控制？在通信过程中，发现、检测差错并进行纠正为何要进行差错控制？不存在理想的信道传输总会出错与语音、图像传输不同，计算机通信要