第二章 数据通信基础改

1．单工通信方式 2．半双工通信方式 3．全双工通信方式
看图助理解
第二节 数据传输方式

一、基带传输 二、频带传输 三、宽带传输 四、串行传送与并行传送 五、同步方式
第三节 数据交换技术

一、线路交换 二、存储交换



1．报文交换方式 2．分组交换方式 3．帧中继交换 4．信元交换
什么是脉冲？从字面上理解——脉搏的 跳动所产生的冲击波。脉冲的定义其实 是这样的： 电压(V)或电流(A)的波形象 心电图上的脉搏跳动的波形 脉冲的原 意被延伸出来的定义： 隔一段相同的 脉冲宽度：就是高电平持续的 时间发出的波等机械形式，学术上把脉 时间。常用来作为采样信号或者晶 冲定义为：在短时间内突变，随后又迅 闸管等元件的触发信号。 速返回其初始值的物理量称之为脉冲。
加载到一定频率的高频信号上，在没有加载普通信 号的高频信号时，高频信号的波幅是固定的，加载 之后波幅就随着普通信号的变化而变化。载波信号 一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽， 否则会发生混叠，使传输信号失真。
第六节 通 信 控 制

一、通信控制系统

1．前端系统 2．后端系统 3．终端系统 1．频分多路复用（FDM） 2．时分多路复用（TDM） 3．统计时分多路复用（STDM）

2．同轴电缆
先由两根同轴心、相互绝缘的圆柱形金属导体 构成基本单元(同轴对)，再由单个或多个同轴 对组成的电缆。

3．光缆
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光 在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原 理而达成的光传导工具。前香港中文大 学校长高锟和George A. Hockham首先 提出光纤可以用于通讯传输的设想，高 锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。(全反射：
二、传输介质

（一）硬介质

1．双绞线 2．同轴电缆 3．光缆 1．微波通信 2．卫星通信

（二）软介质

（一）硬介质

1．双绞线
STP是指每条线都有各自屏蔽层的屏蔽双绞线，而FTP 则是采用整体屏蔽的屏蔽双绞线.需要注意的是，屏蔽只 在整个电缆均有屏蔽装置，并且两端正确接地的情况下 才起作用。所以，要求整个系统全部是屏蔽器件，包括 电缆、插座、水晶头和配线架等，同时建筑物需要有良 好的地线系统。 屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹，以减小辐射， 但并不能完全消除辐射。屏蔽双绞线价格相对较高， 安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。类似于同轴电缆， 它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技 术。但它有较高的传输速率，100米内可达到155Mbps, 比相应的非屏蔽双绞线高。 非屏蔽双绞线双绞线由8很不同颜色的线分成4对 绞合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射 与外部电磁干扰的影响。
二、信道和带宽


1．信道 2．带宽
1．信道

所谓信道就是信号的传输通路，它有物理信道 和逻辑信道之分。物理信道是指用来传送信号 的一种物理通路，由传输介质及有关设备组成。
2．带宽


带宽是指信道能传送的信号的频率宽度，也就是可传 送信号的最高频率与最低频率之差。例如，一条传输 线可以接收从300Hz~3000Hz的频率，则在这条传输 线上传送频率的带宽就是2700Hz。 信道的带宽由传输介质、接口部件、传输协议以及传 输信息的特性等因素所决定，它在一定程度上体现了 信道的传输性能，是衡量传输系统的一个重要指标。 信道的容量、传输速率和抗干扰性等均与带宽有着密 切的联系。一般地说，信道的带宽大，信道的容量也 大，其传输速率相应也高。
在第二次世界大战中，微波技术得到飞跃发展。因战 争需要，微波研究的焦点集中在雷达方面，由此而带动 了微波元件和器件、高功率微波管、微波电路和微波测 量等技术的研究和发展。至今，微波技术已成为一门无 论在理论和技术上都相当成熟的学科，又是不断向纵深 发展的学科。
微波知识补充

三、调制解调器

将数字信号变换成模拟信号的过程叫做调制。 在发送端，数字信号调制成模拟信号；在接收 载波信号 端，模拟信号经解调后产生原始数字信息。以 载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正 弦波。载波信号，就是把普通信号（声音、图象） 这种方式变换信号的装置叫做调制解调器。

二、多路复用技术


三冗余校验（CRC）码
定义：用于数据传送，能检测所有一 一种保证接收的数据完整、准确的方 矩阵卡是由深圳网域提出的一种保护个 矩阵（Matrix）本意是子宫、控制中心 位和双位差错并纠正所有一位差错的 法。因为实际电话线总是不完美的。 人帐号的系统，它是由一张表格组成， 的母体、孕育生命的地方。在数学上， 二进制代码。当计算机存储或移动数 数据在传输过程中可能变得紊乱或丢 横排是A\B\C\D等英文字母，在竖排是 奇偶校验码是一种通过增加 矩阵是指纵横排列的二维数据表格，最 据时，可能会产生数据位错误，这时 失。差错控制是在数字通信中利用编 1.2.3等阿拉伯数字,在登录时必须通过矩 冗余位使得码字中"1"的个数 早来自于方程组的系数及常数所构成的 可以利用汉明码来检测并纠错，简单 码方法对传输中产生的差错进行控制， 阵卡的验证才可以进入游戏。。。现广 恒为奇数或偶数的编码方法, 方阵。这一概念由19世纪英国数学家凯 的说，汉明码是一个错误校验码码集， 以提高数字消息传输的准确性。通信 泛应用于各游戏公司和银行等的账号保 利首先提出。矩阵概念在生产实践中也 它是一种检错码。 由Bell实验室的R.W.Hamming发明， 过程中的差错大致可分为两类：一类 密防盗。 有许多应用，比如矩阵图法以及保护个 循环冗余校验码 因此定名为汉明码。 是由热噪声引起的随机错误;另一类 人帐号的矩阵卡系统等等。“矩阵”的 是常用的校验码，在早期的通信中运用广泛，因为早期的通信技术不够可靠（不 是由冲突噪声引起的突发错误。突发 本意也常被应用，比如监控系统中负责 可靠性的来源是通信技术决定的，比如电磁波通信时受雷电等因素的影响），不可 性错误影晌局部，而随机性错误影响 对前端视频源与控制线切换控制的模拟 靠的通信就会带来‘确认信息’的困惑，例如：红军和蓝军通信联合进攻山下的敌 全局。 设备也叫矩阵。 军的例子，第一天红军发了条信息要蓝军第二天一起进攻，蓝军收到之后，发一条 某矩阵A的第i行第j列，或i,j位，通常 确认信息，但是蓝军担心的是‘确认信息’如果也不可靠而没有成功到达红军那里， 记为A[i,j] 或Ai,j 那自己不是很危险？于是红军再发一条‘对确认的确认信息’，但同样的问题还是不 能解决，红军仍然不敢贸然行动。对通信的可靠性检查就需要‘校验’，校验是从数据 本身进行检查，它依靠某种数学上约定的形式进行检查，校验的结果是可靠或不可 靠，如果可靠就对数据进行处理，如果不可靠，就丢弃重发或者进行修复。 CRC码是由两部分组成，前部分是信息码，就是需要校验的信息，后部分是校 验码 。
事物在同等条件下的比较结论。故 借“水平”来比喻“电平”能使人便于理
2．调制速率

调制（modulation)就是对信号源的信息进行处 调制速率又称波形速度，是指信号调制过程中 理加到载波上，使其变为适合于信道传输的形 式的过程，就是使载波随信号而改变的技术。 调制状态的转换频率，其单位是波特（baud）， 一般来说，信号源的信息（也称为信源）含有 直流分量和频率较低的频率分量，称为基带信 用B来表示。调制速率是信号传输速率的另一 号。基带信号往往不能作为传输信号，因此必 须把基带信号转变为一个相对基带频率而言频 种表示方式，它与数据传输速率的关系是： 率非常高的信号以适合于信道传输。这个信号 叫做已调信号，而基带信号叫做调制信号。调 一般在二元调制方式中，S和B的值相等（即 制是通过改变高频载波即消息的载体信号的幅 度、相位或者频率，使其随着基带信号幅度的 变化而变化来实现的。而解调则是将基带信号 S=B=1/T），习惯上二者是通用的。但在多元 从载波中提取出来以便预定的接收者处理和理 解的过程。 调制的情况下，则应将它们区别开来。
M 2 H log2 Vb/s
由香农定律给出。所以完全无噪声的 是一位农场主兼发明家，发明过洗衣机和许多农业 机械，这对香农的影响比较直接。此外，香农的家 信道现实中是不存在。 庭与大发明家爱迪生还有远亲关系。贝尔实验室和 MIT都尊崇香农为信息论及数字通信时代的奠基人。
（二）传输方向

补充：永久虚电路 一种不需要由用户发起建立和清除的虚电路。两台 在数据通信系统中，当终端与计算机之间，或者 补充：交换机 计算机通过面向连接网络的连接，PVC能经受计算机的重 (英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发 计算机与计算机之间不是直通专线连接，而是 新自举或电源的波动，从这个意义上说它是永久的；PVC 的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个 要经过通信网的接续过程来建立连接的时候， 是虚拟的，因为它是将路径放在路由表中，而不是建立物 网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机 理连接。虚电路简单地说，就是通过网络内部的控制机制， 那么两端系统之间的传输通路就是通过通信 是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、 在用户主机之间建立虚拟的逻辑连接，并且保证在其上传 网络中若干节点转接而成的所谓“交换线路”。 光纤交换机等。 送信包的正确性和顺序性。永久虚电路是一种在网络初始 化时建立的虚电路，并且该虚电路一直保持。

3．最大数据传输速率

根据奈魁斯特定理，任意一个信号通过带宽为 H的低通滤波器时，只要每秒采样2H次就能完 奈奎斯特定理 整地重现通过这个滤波器的信号，而以每秒高 无噪声信道 在进行模拟/数字信号的转换过程中， 于2H次的速度对此线路采样是没有意义的。 首先，信道是指网络信息传输的通道。 当采样频率fs.max大于信号中最高频率 fmax的2倍时(fs.max>=2fmax)，采样之 而噪声是由系统中的分子的运动产生， 低通滤波器是容许低于截止频率的信 因此，当信号电平分为V级时，一个带宽为H 后的数字信号完整地保留了原始信号中的 会降低信道的数据传输速率。实际信 克劳德· 号通过， 但高于截止频率的信号不能 香农，1916年4月30日诞生于美国密西根州 。他生长在一个有良好教育的环境，不过父母给他 信息，采样定理又称奈奎斯特定理 通过的电子滤波装置。 道总是有噪声的，其最大数据传输率 的无噪声信道的最大数据传输速率M为 的科学影响好像还不如祖父的影响大。香农的祖父