《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(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):每兩個(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(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?。可以?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(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(dá)到100Mb/s。,超5類雙絞線最高傳輸速率達(dá)到1000Mb/s。,6類雙絞線用于千兆以太網(wǎng)。,雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn),ANSI/EIA/TIA568《商業(yè)大樓電信布線標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了兩種雙絞線的線序。,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: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:異種接口PC/路由器-交換機(jī)/HUB、HUB-HUB(級(jí)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(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(jìn)入同一條纖芯進(jìn)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(gè)波長的光波傳輸時(shí),這時(shí)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(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(chǎng)合,缺點(diǎn):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(duì)固定位置用3顆衛(wèi)星可覆蓋全球傳輸延遲時(shí)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(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)波長頻帶被劃分為若干個(gè)波長范圍,每路信號(hào)占用一個(gè)波長范圍來進(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)信源來使用公共線路,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)的電子開關(guān)SA1和SA2(兩個(gè)開關(guān)實(shí)際上是一組分路門),SA1、SA2旋轉(zhuǎn)頻率相同,初始位置相互對(duì)應(yīng),稱之為同步動(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,,,,,,,,,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,由通信線路兩端的多路復(fù)用設(shè)備來識(shí)別地址。,- 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