笫七、八讲数据链路层功能、差错检测与校正
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*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 为什么需要差错检测？ 信号幅度、频率、相位的衰减和畸变
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 为什么会有衰减和畸变 原因:
• 线路本身电气特性造成的随机噪声（热噪 声）的影响
• 电信号在线路上产生反射造成的回音效应 • 相邻线路间的串扰以及各种外界因素（如
3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢噪声分类： • 随机热噪声:信道所固有的，持续存在的 • 冲击噪声:由于外界特定的短暂原因所造 成的
➢噪声比较： • 随机错通常较少 • 冲击噪声的幅度可以相当大 ，它是传输 中产生差错的重要原因
大气中闪电、开关的跳火、外界强电流磁 场的变化和电源的波动等）
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 什么是差错检测与校正
– 在一个实用的通信系统中一定要能发 现（检测）这种差错
– 并采用措施纠正（校正），把差错控 制在所能允许的尽可能小的范围内
2020/7/7
第三章 数据链路层 本讲内容
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正
《数据通信与计算机网络（第二版 ）》电子教案
笫七、八讲 数据链路层功能、 差错检测与校正
2020/7/7
本章内容
作业评讲 第三章 数据链路层
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正 3.3 数据链路协议 3.4 协议描述与验证 3.5 数据链路层协议举例
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
3.2.1 传输差错的特性
➢差错控制编码的原理：
• 信息位：要发送的数据
• 冗余位：在向信道发送之前，先按照某种关 系加上一定的冗余位
• 发送与接收的过程：
发送时：信息位+冗余位 构成码字发 送
接收时：收到码字后查看信息位和冗余位 ，并检查它们之间的关系（校验过程），
2020/7/7 以发现传输过程中是否有差错发生
2020/7/7
3.1 数据链路层的功能
➢ 基本功能： • 将物理层提供的原始的传送比特流的可能出错 的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路 • 最基本的服务:将源机器网络层来的数据可靠地 传输到相邻节点的目标机网络层 • 要完成许多特定的功能 ☆主要有如何将比特组合成帧（frame）； ☆处理传输中出现的差错； ☆调节发送方的发送速率不至于使较慢的接收 方不能承受，以及数据链路层连接的建立、 维持和释放，称之为链路管理。
= k + r位。 R k k n kr
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢数据通信中，利用编码方法来进行差错控制的 方式，基本上有两类： • 自动请求重发ARQ 接收端检测出有差错时，就设法通知发送 端重发，直到正确的码字收到为止。 • 前向纠错FEC 接收端不但能发现差错，而且能确定二进 制错码元的位置，从而就可以加以纠正。
2020/7/7
本章教学要求
• 知识点：数据链路层的功能、差错检测与校 正、数据链路层协议、协议举例。
• 重 点：数据链路层协议 。 • 难 点：顺序接收的管道协议、滑动窗口协议
2020/7/7
本讲内容
作业评讲 第三章 数据链路层
3.1 数据链路层的功能
3.2 差错检测与校正 3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
2020/7/7
3.1 数据链路层的功能
1. 帧同步 2. 差错控制 3. 流量控制 4. 链路管理
注意，物理层里的同步是位同步 2020/7/7
3.1.来自百度文库 帧同步
➢字符填充 首尾定界符 ➢比特填充 首尾标志 ➢字节记数 ➢违例编码
2020/7/7
3.1.2 差错控制
➢由差错控制码产生的校验和可以检查出 一帧在传输中是否发生了错误。一旦检 查出错误后，通常采用反馈重发的方法 来纠正错误。
➢其他高层也提供流量控制的功能
2020/7/7
3.1.4 链路管理
➢主要用于面向连接的服务 ➢包括链路建立,链路维持,链路释放 ➢在通信站点间分配管理信道
2020/7/7
第三章 数据链路层 本讲内容
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正
3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
• 可以将上述两者混合使用 当码字中的差错个数在纠正能力以内时，直 接进行纠正； 当码字中的差错个数超出纠正能力时，则检 出差错令其重发来纠正差错。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢衡量一个信道质量的重要参数是误码率：
• 通常用10的负若干次方来标志信道的误码
率Pe。
发生差错的码元数 Pe =
接收的总码元数
➢例子：
• 在一条话频线路中，误码率若为10-5 ， 则意味着平均十万位中有一位出错。
• 差错控制最常用的方法是差错控制编码。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢差错控制编码分类： • 检错码 指能自动发现差错的编码
• 纠错码 指不仅能发现差错而且能自动纠正差 错的编码
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢衡量编码性能的参数 • 编码效率R 意思是码字中信息位所占的比例 若码字中信息位为k位，编码时外加冗 余位为r位，则编码后得到的码字长为n
2020/7/7
使用编码种类
是否需要双向 信道
发送方是否需 要缓冲区
其他
比较ARQ与FEC
ARQ
FEC
只要用检错码 必须用纠错码
必须
不需
需要
不需
冗余位多（编 码效率低）
设备复杂
2020/7/7
小结两种编码方式
• 除非在单向传输或实时要求特别高（FEC由 于不需要重发，实时性较好）等场合外，数 据通信中使用更多的还是ARQ差错控制方式
➢实现复杂一点的机制，要用：
• 保留己发的帧：以便出错后重发
• 计时器 (timer)：避免无限等待
• 帧编号 ：保证每帧最终都能正确地交 付给接收方网络层一次
2020/7/7
3.1.3 流量控制
➢发送方发送能力大于接受方的接受能力 ➢使用反馈机制通知发送方
➢数据链路层的流量控制,控制的是:相邻 两节点间数据链路上的流量
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 为什么需要差错检测？ 信号幅度、频率、相位的衰减和畸变
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 为什么会有衰减和畸变 原因:
• 线路本身电气特性造成的随机噪声（热噪 声）的影响
• 电信号在线路上产生反射造成的回音效应 • 相邻线路间的串扰以及各种外界因素（如
3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢噪声分类： • 随机热噪声:信道所固有的，持续存在的 • 冲击噪声:由于外界特定的短暂原因所造 成的
➢噪声比较： • 随机错通常较少 • 冲击噪声的幅度可以相当大 ，它是传输 中产生差错的重要原因
大气中闪电、开关的跳火、外界强电流磁 场的变化和电源的波动等）
2020/7/7
3.2 差错检测与校正
• 什么是差错检测与校正
– 在一个实用的通信系统中一定要能发 现（检测）这种差错
– 并采用措施纠正（校正），把差错控 制在所能允许的尽可能小的范围内
2020/7/7
第三章 数据链路层 本讲内容
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正
《数据通信与计算机网络（第二版 ）》电子教案
笫七、八讲 数据链路层功能、 差错检测与校正
2020/7/7
本章内容
作业评讲 第三章 数据链路层
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正 3.3 数据链路协议 3.4 协议描述与验证 3.5 数据链路层协议举例
*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。
3.2.1 传输差错的特性
➢差错控制编码的原理：
• 信息位：要发送的数据
• 冗余位：在向信道发送之前，先按照某种关 系加上一定的冗余位
• 发送与接收的过程：
发送时：信息位+冗余位 构成码字发 送
接收时：收到码字后查看信息位和冗余位 ，并检查它们之间的关系（校验过程），
2020/7/7 以发现传输过程中是否有差错发生
2020/7/7
3.1 数据链路层的功能
➢ 基本功能： • 将物理层提供的原始的传送比特流的可能出错 的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路 • 最基本的服务:将源机器网络层来的数据可靠地 传输到相邻节点的目标机网络层 • 要完成许多特定的功能 ☆主要有如何将比特组合成帧（frame）； ☆处理传输中出现的差错； ☆调节发送方的发送速率不至于使较慢的接收 方不能承受，以及数据链路层连接的建立、 维持和释放，称之为链路管理。
= k + r位。 R k k n kr
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢数据通信中，利用编码方法来进行差错控制的 方式，基本上有两类： • 自动请求重发ARQ 接收端检测出有差错时，就设法通知发送 端重发，直到正确的码字收到为止。 • 前向纠错FEC 接收端不但能发现差错，而且能确定二进 制错码元的位置，从而就可以加以纠正。
2020/7/7
本章教学要求
• 知识点：数据链路层的功能、差错检测与校 正、数据链路层协议、协议举例。
• 重 点：数据链路层协议 。 • 难 点：顺序接收的管道协议、滑动窗口协议
2020/7/7
本讲内容
作业评讲 第三章 数据链路层
3.1 数据链路层的功能
3.2 差错检测与校正 3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
2020/7/7
3.1 数据链路层的功能
1. 帧同步 2. 差错控制 3. 流量控制 4. 链路管理
注意，物理层里的同步是位同步 2020/7/7
3.1.来自百度文库 帧同步
➢字符填充 首尾定界符 ➢比特填充 首尾标志 ➢字节记数 ➢违例编码
2020/7/7
3.1.2 差错控制
➢由差错控制码产生的校验和可以检查出 一帧在传输中是否发生了错误。一旦检 查出错误后，通常采用反馈重发的方法 来纠正错误。
➢其他高层也提供流量控制的功能
2020/7/7
3.1.4 链路管理
➢主要用于面向连接的服务 ➢包括链路建立,链路维持,链路释放 ➢在通信站点间分配管理信道
2020/7/7
第三章 数据链路层 本讲内容
3.1 数据链路层的功能 3.2 差错检测与校正
3.2.1 传输差错的特性 3.2.2 常用的简单差错控制编码
• 可以将上述两者混合使用 当码字中的差错个数在纠正能力以内时，直 接进行纠正； 当码字中的差错个数超出纠正能力时，则检 出差错令其重发来纠正差错。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢衡量一个信道质量的重要参数是误码率：
• 通常用10的负若干次方来标志信道的误码
率Pe。
发生差错的码元数 Pe =
接收的总码元数
➢例子：
• 在一条话频线路中，误码率若为10-5 ， 则意味着平均十万位中有一位出错。
• 差错控制最常用的方法是差错控制编码。
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢差错控制编码分类： • 检错码 指能自动发现差错的编码
• 纠错码 指不仅能发现差错而且能自动纠正差 错的编码
2020/7/7
3.2.1 传输差错的特性
➢衡量编码性能的参数 • 编码效率R 意思是码字中信息位所占的比例 若码字中信息位为k位，编码时外加冗 余位为r位，则编码后得到的码字长为n
2020/7/7
使用编码种类
是否需要双向 信道
发送方是否需 要缓冲区
其他
比较ARQ与FEC
ARQ
FEC
只要用检错码 必须用纠错码
必须
不需
需要
不需
冗余位多（编 码效率低）
设备复杂
2020/7/7
小结两种编码方式
• 除非在单向传输或实时要求特别高（FEC由 于不需要重发，实时性较好）等场合外，数 据通信中使用更多的还是ARQ差错控制方式
➢实现复杂一点的机制，要用：
• 保留己发的帧：以便出错后重发
• 计时器 (timer)：避免无限等待
• 帧编号 ：保证每帧最终都能正确地交 付给接收方网络层一次
2020/7/7
3.1.3 流量控制
➢发送方发送能力大于接受方的接受能力 ➢使用反馈机制通知发送方
➢数据链路层的流量控制,控制的是:相邻 两节点间数据链路上的流量