数据通信基础02

水平奇偶检验 R=q÷ q+1 编码效率是 R=q÷（q+1） 对各个信息段的相应位横向进行编码， 对各个信息段的相应位横向进行编码 ， 对应每一行 产生一个奇偶检验冗余位; 产生一个奇偶检验冗余位; 不能在发送过程中边产生奇偶检验冗余位， 不能在发送过程中边产生奇偶检验冗余位 ， 边插入 发送，而必须等要发送的完整信息块到齐后， 发送 ， 而必须等要发送的完整信息块到齐后 ， 才能产生 冗余位，一定要使用记忆寄存器。 冗余位，一定要使用记忆寄存器。 网络世界有你有我
是一种常用的检错方法 检错方法， CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是添加 冗余码。 在数据后面的冗余码 在数据后面的冗余码。 这种方法得出， FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非 的唯一方法。 用来获得 FCS 的唯一方法。
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数据通信基础
网络传输介质
物理传输介质
但这种检测方法并不能确定究竟是哪一个或哪几个比特 出现了差错。 出现了差错。 只要经过严格的挑选， 只要经过严格的挑选 ， 并使用位数足够多的除数 P ， 那 么出现检测不到的差错的概率就很小很小。 么出现检测不到的差错的概率就很小很小。
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CRC
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序 在数据后面添加上的冗余码称为帧检验序 Sequence)。 列 FCS (Frame Check Sequence)。 FCS并不 循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS并不 等同。 等同。
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CRC
接收方
按模2除法用对应G 按模 2 除法用对应 G （ x ） 的位串去除接收到 的位串： 的位串：
则判定这个帧没有差错， 若得出的余数 R = 0，则判定这个帧没有差错，就 接受(accept) (accept)； 接受(accept)； 则判定这个帧有差错， 丢弃。 若余数 R ≠ 0，则判定这个帧有差错，就丢弃。
中频 (MF) 300 kHz~3 MHz
高频 (HF) 3~30 MHz
甚高频 (VHF) 30~300 MHz
特高频 (UHF) 300 MHz~3 GHz
超高频 (SHF) 3~30 GHz
极高频 (EHF) >30 GHz
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传输介质特性
价格 安装要求 带宽 衰减 抗电磁干扰性
数据通信基础
差错控制技术
产生差错的原因及控制
1、出现差错的必然性 、
外部电磁场的干扰 由传输导体内部电子热运动产生的热噪声 2、避免出错的方法 、 提高通信系统的通信质量 检测错误并加以纠正
检错常用的方法是在发送数据时加入校验码
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差错控制方法
检测与纠正 1. 时间冗余法 2. 设备冗余法 3. 数据冗余法 对数据块进行某种抗干扰编码 抗干扰编码 检错码&纠错码 检错码 纠错码 奇偶校验码 循环冗余校验码(CRC) 循环冗余校验码 海明码（ 海明码（R.Hamming)
CRC
K位信息 R位冗余位 N=K+R 次多项式K （k-1）次多项式K（x） 次多项式R （r-1）次多项式R（x） 多项式T（ ） （n-1）次多项式 （x） T（x）=xrK(x)+R（x） （ ） x K(x)+R（
K（ 信息位 1010001 K（x）= X6+X4+1 冗余位 1101 R（x）= X3+X2+1 10100011101 码字 10100011101 T（x）= X10+X8+X4+X3+X2+1 由信息位产生冗余位的过程，就是已知K 由信息位产生冗余位的过程，就是已知K（x）求R（x） CRC中 可以通过找到一个特定的r次多项式G CRC中，可以通过找到一个特定的r次多项式G（x）来实 现。 网络世界有你有我
CRC
利用CRC进行检错的过程可简单描述为： 利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据 CRC进行检错的过程可简单描述为 要传送的k位二进制码序列， 要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校 验用的r位监督码(CRC (CRC码 附在原始信息后边， 验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一 个新的二进制码序列数共k+r k+r位 然后发送出去。 个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。在接 收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验， CRC码之间所遵循的规则进行检验 收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验， 以确定传送中是否出错。这个规则， 以确定传送中是否出错。这个规则，在差错控制理论中 称为“生成多项式” 称为“生成多项式”。 生成多项式的最高幂次项系数是固定的1 生成多项式的最高幂次项系数是固定的1。 除法电路可以完成得到余式的编码操作。 除法电路可以完成得到余式的编码操作。
奇偶校验码
同时进行水平奇偶检验和垂直奇偶检验就构成了 水平垂直奇偶检验 它能检测出所有3位或3位以下的错误奇数位错、 它能检测出所有3位或3位以下的错误奇数位错、 突发长度≤p+1的突发错以及很大一部分偶数位 突发长度≤p+1的突发错以及很大一部分偶数位 错。 其还可以纠正部分差错， 其还可以纠正部分差错，例如仅在某一行和某一 列中有奇数位错时， 列中有奇数位错时，就能确定错误的位置就在该 行和该列的交叉处，从而得以纠正。另外， 行和该列的交叉处，从而得以纠正。另外，当某 一行出现偶数个错时，虽然水平检验不能发现， 一行出现偶数个错时，虽然水平检验不能发现， 但在其垂直检验中还是可能被查出。 但在其垂直检验中还是可能被查出。只有当有错 的各行和各列中出错位数均为偶数时， 的各行和各列中出错位数均为偶数时，才不可能 被发现。 被发现。
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CRC
循环冗余码（CRCCode） 循环冗余码（CRC-Cyclic Redundancy Code） 在计算机网络中用的最广泛，漏检率低，便于实现。 在计算机网络中用的最广泛，漏检率低，便于实现。 CRC码又称多项式码。 码又称多项式码 CRC码又称多项式码。 任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含 两个系数的多项式建立一一对应的关系： 有0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系： 一个K位帧可以看成是从X 一个K位帧可以看成是从XK-1到X0的K次多项式的系数 序列，这个多项式的阶数为K 高位（最左边） 序列，这个多项式的阶数为K-1，高位（最左边）是XK-1 项的系数，下一位是X 的系数，依次类推。 项的系数，下一位是XK-2的系数，依次类推。 例如，1011011有 表示成多项式是X +X+1； 例如，1011011有7位，表示成多项式是X6+X4+X3+X+1； 而多项式X +X对应的位串是110110。 对应的位串是110110 而多项式X5+X4+X2+X对应的位串是110110。 f(x)= X6+X4+X3+X+1 系数对应 1011011 g(x)= X5+X4+X2+X 系数对应 110110 网络世界有你有我
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CRC
算法如下： 算法如下：
在帧的末尾附加r 个零， 1. 设 G （ x ） 为 r 阶 ， 在帧的末尾附加 r 个零 ， k+r位 则其对应的多项式是x K(x); 使帧为k+r 使帧为k+r位，则其对应的多项式是xrK(x); 按模2 除法用对应G 2. 按模 2 除法用对应 G （ x ） 的位串去除对应 K(x)的位串 的位串; xrK(x)的位串; 按模2 减法从对应于x K(x)的位串减去余数 3. 按模 2 减法从对应于 xrK(x) 的位串减去余数 总是等于或小于r （ 总是等于或小于r位 ） 。结果就是要传送 的带检验和的帧，叫多项式T 的带检验和的帧，叫多项式T（x）。
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奇偶校验码
奇偶检验码是通过增加冗余位来使得码字中“ 的个数保持为奇数 奇偶检验码是通过增加冗余位来使得码字中“1”的个数保持为奇数 或偶数的编码方法 它在通信中使用时又可以分为垂直奇偶检验、 的编码方法。 或偶数的编码方法。它在通信中使用时又可以分为垂直奇偶检验、 水平奇偶检验和水平垂直奇偶检验等类型。 水平奇偶检验和水平垂直奇偶检验等类型。 垂直奇偶检验 编码效率为: p+1 编码效率为: R=p ÷（p+1）。 奇偶检验方法能检测出每列中的所有奇数个位的错， 奇偶检验方法能检测出每列中的所有奇数个位的错，但检测不出 偶数个位的错。对于突发错误来说， 偶数个位的错。对于突发错误来说，奇数位错与偶数位错的概率接 近于相等，因而对差错的漏检率接近于1/2。 对差错的漏检率接近于1/2 近于相等，因而对差错的漏检率接近于1/2
物理媒体使得电子信号从一台计算机到另 一台计算机的传输成为可能； 一台计算机的传输成为可能； 站点之间传送的所有信号都是由某种形式 的电磁波组成； 的电磁波组成； 根据电磁波的频率， 根据电磁波的频率，使用不同的媒体来传 送信号。 送信号。
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电磁频谱
频段 划分 频率范 围
低频 (LF) 30~300 kHz
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同轴电缆
绝缘保护套层 外导体屏蔽层 绝缘层 内导体
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同轴电缆
RG-8/RG-11 RG-58 RG-59 RG-62 50 50 75 93
Coaxial Cable
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双绞线
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双绞线
为什么绞合在一起？ 为什么绞合在一起？
A B 近端串扰 扭绞距 线径Φ 线径Φ0.4～1.4 mm 远端串扰
纤芯和周围比纤芯的折射率稍低的材料做成的包 将射入纤芯的光信号，经包层界面反射， 层，将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信 号在纤芯中传播前进的媒体 网络世界有你有我