數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)本章的內(nèi)容將會(huì)對(duì)最基本的數(shù)據(jù)通信技術(shù)、廣域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸原理與實(shí)現(xiàn)方法的理解有很大幫助數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)通信技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)本主要內(nèi)容1數(shù)據(jù)通信的基本概念2數(shù)據(jù)通信方式3多路復(fù)用技術(shù)4數(shù)據(jù)交換技術(shù)5數(shù)據(jù)通信的主要性能指標(biāo)6傳輸媒體7總結(jié)與習(xí)題 主要內(nèi)容1數(shù)據(jù)通信的基本概念1.1數(shù)據(jù)、信息與信號(hào)通信的目的是交換信息（information），信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形或圖像計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、符號(hào)的組合為了傳送這些信息，首先要將每一個(gè)字母、數(shù)字或符號(hào)用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號(hào)的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的過(guò)程1數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信最引人注目的發(fā)展是在數(shù)據(jù)通信最引人注目的發(fā)展是在1919世紀(jì)中期美國(guó)人世紀(jì)中期美國(guó)人SamuelF.B.MorseSamuelF.B.Morse完成了電報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，他設(shè)計(jì)了用一完成了電報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，他設(shè)計(jì)了用一系列點(diǎn)、劃的組合表示字符方法，即莫爾斯（系列點(diǎn)、劃的組合表示字符方法，即莫爾斯（MorseMorse）電報(bào)）電報(bào)碼，并在碼，并在18441844年通過(guò)電線從華盛頓向巴爾的摩發(fā)送了第一條年通過(guò)電線從華盛頓向巴爾的摩發(fā)送了第一條報(bào)文。

報(bào)文數(shù)據(jù)通信最引人注目的發(fā)展是在19世紀(jì)中期美國(guó)人Sa18661866年，通過(guò)美國(guó)、法國(guó)之間貫穿大西洋的電纜，電報(bào)將年，通過(guò)美國(guó)、法國(guó)之間貫穿大西洋的電纜，電報(bào)將世界上的不同國(guó)家連接起來(lái)莫爾斯電報(bào)的重要性在于它提出世界上的不同國(guó)家連接起來(lái)莫爾斯電報(bào)的重要性在于它提出了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信方法，即包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備與數(shù)據(jù)編碼了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信方法，即包括數(shù)據(jù)通信設(shè)備與數(shù)據(jù)編碼的完整的方法莫爾斯電報(bào)系統(tǒng)的某些術(shù)語(yǔ)，如傳號(hào)的完整的方法莫爾斯電報(bào)系統(tǒng)的某些術(shù)語(yǔ)，如傳號(hào)(marker)(marker)、空號(hào)、空號(hào)(space)(space)，至今仍在使用至今仍在使用1866年，通過(guò)美國(guó)、法國(guó)之間貫穿大西洋的電纜，電報(bào)莫爾斯電報(bào)碼只適用于電報(bào)操作員手工發(fā)報(bào)，而不適用于莫爾斯電報(bào)碼只適用于電報(bào)操作員手工發(fā)報(bào)，而不適用于機(jī)器的編碼與解碼機(jī)器的編碼與解碼18701870年，法國(guó)人年，法國(guó)人EmileBaudotEmileBaudot發(fā)明了適發(fā)明了適用于機(jī)器編碼、解碼的博多（用于機(jī)器編碼、解碼的博多（BaudotBaudot）碼由于博多碼采用）碼由于博多碼采用5 5位信息碼元（即位信息碼元（即5 5位位0 0、1 1比特序列），只能產(chǎn)生比特序列），只能產(chǎn)生3232種可能的種可能的組合，因此在用來(lái)表示組合，因此在用來(lái)表示2626個(gè)字母、個(gè)字母、1010個(gè)十進(jìn)制數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符個(gè)十進(jìn)制數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)與空格時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，博多碼不得不號(hào)與空格時(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，博多碼不得不增加兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符盡管博多碼并不完善，但是博多碼及其修增加兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符盡管博多碼并不完善，但是博多碼及其修訂版在數(shù)據(jù)通信中幾乎使用了半個(gè)世紀(jì)訂版在數(shù)據(jù)通信中幾乎使用了半個(gè)世紀(jì)莫爾斯電報(bào)碼只適用于電報(bào)操作員手工發(fā)報(bào)，而不適用于機(jī)目前應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)編碼目前應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)編碼ASCIIASCII碼碼（AmericanStandardCodeforInformationAmericanStandardCodeforInformationInterchangeInterchange）ASCIIASCII碼本來(lái)是一個(gè)信息交換編碼的國(guó)家標(biāo)碼本來(lái)是一個(gè)信息交換編碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，后來(lái)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，后來(lái)被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織接受，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO646ISO646，又，又稱為國(guó)際稱為國(guó)際5 5號(hào)碼因此，它被用于計(jì)算機(jī)內(nèi)碼，也是數(shù)據(jù)通信號(hào)碼因此，它被用于計(jì)算機(jī)內(nèi)碼，也是數(shù)據(jù)通信中的編碼標(biāo)準(zhǔn)中的編碼標(biāo)準(zhǔn)ASCIIASCII碼采用碼采用7 7位二進(jìn)制比特編碼，可以表示位二進(jìn)制比特編碼，可以表示128128個(gè)字符。

個(gè)字符字符分為圖形字符與控制字符兩類字符分為圖形字符與控制字符兩類目前應(yīng)用最廣泛的是美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)編碼ASCII碼（A二進(jìn)制編碼按高位到低位（二進(jìn)制編碼按高位到低位（b6b5b4b3b2b1b0b6b5b4b3b2b1b0）的順）的順序排列，而序排列，而b7b7位一般用于字符的校驗(yàn)?zāi)敲?，英文單詞位一般用于字符的校驗(yàn)?zāi)敲矗⑽膯卧~NETWORKNETWORK（大寫）的（大寫）的ASCIIASCII碼編碼的二進(jìn)制比特序列（不考碼編碼的二進(jìn)制比特序列（不考慮校驗(yàn)位）應(yīng)該是慮校驗(yàn)位）應(yīng)該是“10011101000101101010010101111001110100010110101001010111100111110100101001011”100111110100101001011”如果要從主機(jī)如果要從主機(jī)A A將這樣的將這樣的二進(jìn)制比特序列準(zhǔn)確地傳送到主機(jī)二進(jìn)制比特序列準(zhǔn)確地傳送到主機(jī)B B，并且主機(jī)，并且主機(jī)A A、B B都使用都使用ASCIIASCII編碼，那么主機(jī)編碼，那么主機(jī)B B就可以將接收的二進(jìn)制比特序列解釋就可以將接收的二進(jìn)制比特序列解釋為為“NETWORK”NETWORK”。

二進(jìn)制編碼按高位到低位（b6 b5 b4 b3 b2 對(duì)于數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱之為對(duì)于數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱之為“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”（datadata）；數(shù)據(jù)是信息的載體數(shù)據(jù)涉及對(duì)事物的表示形）；數(shù)據(jù)是信息的載體數(shù)據(jù)涉及對(duì)事物的表示形式，信息涉及對(duì)數(shù)據(jù)所表示內(nèi)容的解釋數(shù)據(jù)通信的任務(wù)就是式，信息涉及對(duì)數(shù)據(jù)所表示內(nèi)容的解釋數(shù)據(jù)通信的任務(wù)就是要傳輸二進(jìn)制代碼比特序列，而不需要解釋代碼所表示的內(nèi)容要傳輸二進(jìn)制代碼比特序列，而不需要解釋代碼所表示的內(nèi)容在數(shù)據(jù)通信中，人們習(xí)慣將被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的在數(shù)據(jù)通信中，人們習(xí)慣將被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的0 0、1 1稱為稱為碼元對(duì)于數(shù)據(jù)通信來(lái)說(shuō)，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱之為“數(shù)據(jù)”（d隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體（multimedia）技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用媒體（media）在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中有兩種含義：一是指用以存儲(chǔ)信息的實(shí)體，例如磁盤、光盤、磁帶與半導(dǎo)體存儲(chǔ)器；二是指信息的載體，例如數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形與圖像多媒體技術(shù)中的媒體是指后者多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)就是要研究計(jì)算機(jī)交互式綜合處理多種媒體信息（文本、圖形、圖像與語(yǔ)音）利用數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)多媒體信息的傳輸，是通信技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多媒體（multimedia）與文本、圖形信息傳輸相比較，語(yǔ)音、圖像信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：要求數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有高速率與低延時(shí)的特性以圖像信息傳輸為例，如果每幀圖像由1024768個(gè)點(diǎn)陣組成，圖像顏色有256種，每個(gè)點(diǎn)陣用1字節(jié)二進(jìn)制數(shù)表示，每秒鐘傳送30幀圖像，那么每秒鐘需要傳送23592960字節(jié)如果傳送數(shù)字化的語(yǔ)音信號(hào)，每秒鐘對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行22050次取樣，每次取樣值用1字節(jié)表示，那么單聲道每秒鐘需要傳送22050字節(jié)；雙聲道立體聲每秒鐘需要傳送44100字節(jié)與文本、圖形信息傳輸相比較，語(yǔ)音、圖像信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，將對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高的要求對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它關(guān)心的是信息用什么樣的編碼體制表示出來(lái)例如，如何用ASCII碼表示字母、數(shù)字與符號(hào)，如何用雙字節(jié)去表示漢字，如何表示圖形、圖像與語(yǔ)音多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，將對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高的對(duì)于數(shù)據(jù)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，它要研究的是如何將表示各類信息的二進(jìn)制比特序列通過(guò)傳輸介質(zhì)，在不同計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行傳送的問(wèn)題信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的電信號(hào)的表示形式電話線上傳送的按照聲音的強(qiáng)弱幅度連續(xù)變化的電信號(hào)稱為模擬信號(hào)（analogsignal）。

計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的電信號(hào)是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信號(hào)，這種電信號(hào)稱為數(shù)字信號(hào)（digitalsignal）按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，可以相應(yīng)地將通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種對(duì)于數(shù)據(jù)通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，它要研究的是如何將表示各類信息數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件1.2數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)信息的傳遞是通過(guò)通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通信系統(tǒng)的基信息的傳遞是通過(guò)通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通信系統(tǒng)的基本模型共有五個(gè)基本組件，即發(fā)送設(shè)備、接受設(shè)備、發(fā)送本模型共有五個(gè)基本組件，即發(fā)送設(shè)備、接受設(shè)備、發(fā)送機(jī)、信道和接收機(jī)其中，把除去兩端設(shè)備的部分叫做信機(jī)、信道和接收機(jī)其中，把除去兩端設(shè)備的部分叫做信息傳輸系統(tǒng)信息傳輸通信系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成信源息傳輸系統(tǒng)信息傳輸通信系統(tǒng)由三個(gè)主要部分組成信源（發(fā)送機(jī)）、信宿（接收機(jī)）和信道發(fā)送機(jī)）、信宿（接收機(jī)）和信道1.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)11信源和信宿信源和信宿 信信源源就就是是信信息息的的發(fā)發(fā)送送端端，是是發(fā)發(fā)出出待待傳傳送送信信息息的的人人或或設(shè)設(shè)備備；信信宿宿就就是是信信息息的的接接收收端端，是是接接收收所所傳傳送送信信息息的的人或設(shè)備人或設(shè)備22信道信道 信信道道本本身身也也可可以以是是模模擬擬的的或或數(shù)數(shù)字字方方式式的的，用用以以傳傳輸輸模模擬擬信信號(hào)號(hào)的的信信道道叫叫做做模模擬擬信信道道，用用以以傳傳輸輸數(shù)數(shù)字字信信號(hào)號(hào)的的信道叫做數(shù)字信道。

信道叫做數(shù)字信道1 信源和信宿33信號(hào)變換器信號(hào)變換器 信信號(hào)號(hào)變變換換器器的的作作用用是是將將信信源源發(fā)發(fā)出出的的信信息息變變換換成成適適合合在信道上傳輸?shù)男盘?hào)在信道上傳輸?shù)男盘?hào)由于網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)?，所以在由于網(wǎng)絡(luò)中絕大多數(shù)信息都是雙向傳輸?shù)模栽诖蠖鄶?shù)情況下，信源也作信宿，信宿也作信源；編碼大多數(shù)情況下，信源也作信宿，信宿也作信源；編碼器也具有譯碼功能，譯碼器也應(yīng)能編碼，因此合并通器也具有譯碼功能，譯碼器也應(yīng)能編碼，因此合并通稱為編碼譯碼器；同樣調(diào)制器也能解調(diào)，解調(diào)器也可稱為編碼譯碼器；同樣調(diào)制器也能解調(diào)，解調(diào)器也可調(diào)制，因此合并通稱為調(diào)制解調(diào)器調(diào)制，因此合并通稱為調(diào)制解調(diào)器3 信號(hào)變換器44噪聲源噪聲源 一一個(gè)個(gè)通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)不不可可避避免免地地存存在在噪噪聲聲干干擾擾,為為了了研研究究問(wèn)問(wèn)題方便題方便,把它們等效與一個(gè)作用于信道上的噪聲源把它們等效與一個(gè)作用于信道上的噪聲源55數(shù)字通信與模擬通信系統(tǒng)數(shù)字通信與模擬通信系統(tǒng) 根根據(jù)據(jù)信信號(hào)號(hào)的的不不同同，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)可可以以分分為為數(shù)數(shù)字字通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)和和模模擬擬通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)利利用用數(shù)數(shù)字字信信號(hào)號(hào)傳傳遞遞信信息息的的通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)叫叫做做數(shù)數(shù)字字通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)，利利用用模模擬擬信信號(hào)號(hào)傳傳遞遞信信息息的的通通信系統(tǒng)叫做模擬通信系統(tǒng)。

信系統(tǒng)叫做模擬通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ) 4 噪聲源數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)模型網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程網(wǎng)絡(luò)中兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程2 2通信方式通信方式在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)時(shí)，還要回答以下三個(gè)問(wèn)題：在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)時(shí)，還要回答以下三個(gè)問(wèn)題：1.1.是采用串行通信方式，還是采用并行通信方式？是采用串行通信方式，還是采用并行通信方式？是采用單工通信方式，還是采用半雙工或全雙工通信方式？是采用單工通信方式，還是采用半雙工或全雙工通信方式？3.3.是采用同步通信方式，還是采用異步通信方式？是采用同步通信方式，還是采用異步通信方式？2通信方式11串行通信與并行通信串行通信與并行通信數(shù)據(jù)通信按照字節(jié)使用的信道數(shù)，可以分為兩種：數(shù)據(jù)通信按照字節(jié)使用的信道數(shù)，可以分為兩種：串行通信、并行通信串行通信、并行通信1 串行通信與并行通信在計(jì)算機(jī)中，通常是用在計(jì)算機(jī)中，通常是用8 8位的二進(jìn)制代碼來(lái)表示一個(gè)字符在位的二進(jìn)制代碼來(lái)表示一個(gè)字符在數(shù)據(jù)通信中，人們可以按圖（數(shù)據(jù)通信中，人們可以按圖（a a）所示的方式，將待傳送的每個(gè)）所示的方式，將待傳送的每個(gè)字符的二進(jìn)制代碼按由低位到高位的順序，依次發(fā)送。

這種方字符的二進(jìn)制代碼按由低位到高位的順序，依次發(fā)送這種方式稱為串行通信式稱為串行通信在數(shù)據(jù)通信中，人們也可以按圖（在數(shù)據(jù)通信中，人們也可以按圖（b b）所示的方式，將表示）所示的方式，將表示一個(gè)字符的一個(gè)字符的8 8位二進(jìn)制代碼同時(shí)通過(guò)位二進(jìn)制代碼同時(shí)通過(guò)8 8條并行的通信信道發(fā)送出條并行的通信信道發(fā)送出去，每次發(fā)送一個(gè)字符代碼，這種工作方式稱為并行通信去，每次發(fā)送一個(gè)字符代碼，這種工作方式稱為并行通信在計(jì)算機(jī)中，通常是用8位的二進(jìn)制代碼來(lái)表示一個(gè)字符顯然，采用串行通信方式只需要在收發(fā)雙方之間建立一條顯然，采用串行通信方式只需要在收發(fā)雙方之間建立一條通信信道；采用并行通信方式，收發(fā)雙方之間必須建立并行的通信信道；采用并行通信方式，收發(fā)雙方之間必須建立并行的多條通信信道對(duì)于遠(yuǎn)程通信來(lái)說(shuō)，在同樣傳輸速率的情況下，多條通信信道對(duì)于遠(yuǎn)程通信來(lái)說(shuō)，在同樣傳輸速率的情況下，并行通信在單位時(shí)間內(nèi)所傳送的碼元數(shù)是串行通信的并行通信在單位時(shí)間內(nèi)所傳送的碼元數(shù)是串行通信的n n倍（此倍（此例中例中n=8n=8）由于需要建立多個(gè)通信信道，并行通信方式的造）由于需要建立多個(gè)通信信道，并行通信方式的造價(jià)較高；因此在遠(yuǎn)程通信中，人們一般采用串行通信方式。

價(jià)較高；因此在遠(yuǎn)程通信中，人們一般采用串行通信方式顯然，采用串行通信方式只需要在收發(fā)雙方之間建立一條通2異步傳輸與同步傳輸數(shù)字通信中必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題，就是要求通信的收數(shù)字通信中必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題，就是要求通信的收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致即接收方必須知道它所接收的數(shù)據(jù)每一位的開始時(shí)間與持即接收方必須知道它所接收的數(shù)據(jù)每一位的開始時(shí)間與持續(xù)時(shí)間，這樣才能正確地接收發(fā)送方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)續(xù)時(shí)間，這樣才能正確地接收發(fā)送方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)2 異步傳輸與同步傳輸 1.1.異步傳輸方式異步傳輸方式異步傳輸?shù)墓ぷ髟硎牵好總€(gè)字節(jié)作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，異步傳輸?shù)墓ぷ髟硎牵好總€(gè)字節(jié)作為一個(gè)單元獨(dú)立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔任意字節(jié)之間的傳輸間隔任意1.異步傳輸方式同步傳輸同步傳輸同步傳輸方式不是對(duì)每個(gè)字節(jié)單獨(dú)進(jìn)行同步，而是對(duì)一組同步傳輸方式不是對(duì)每個(gè)字節(jié)單獨(dú)進(jìn)行同步，而是對(duì)一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行同步字符組成的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行同步同步傳輸3數(shù)據(jù)傳輸方向數(shù)據(jù)通信按照信號(hào)傳送方向與時(shí)間的關(guān)系，可以分為三種：數(shù)據(jù)通信按照信號(hào)傳送方向與時(shí)間的關(guān)系，可以分為三種：?jiǎn)喂ねㄐ?、半雙工通信、全雙工通信。

單工通信、半雙工通信、全雙工通信如下圖（如下圖（a a）所示，在單工通信方式中，信號(hào)只能向一個(gè)方）所示，在單工通信方式中，信號(hào)只能向一個(gè)方向傳輸，任何時(shí)候都不能改變信號(hào)的傳送方向只能向一個(gè)方向傳輸，任何時(shí)候都不能改變信號(hào)的傳送方向只能向一個(gè)方向傳送的通信信道，只能用于單工通信方式中向傳送的通信信道，只能用于單工通信方式中3 數(shù)據(jù)傳輸方向如圖（如圖（b b）所示，在半雙工通信方式中，信號(hào)可以雙向傳送）所示，在半雙工通信方式中，信號(hào)可以雙向傳送，但必須是交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳送可以雙，但必須是交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳送可以雙向傳送信號(hào)，但必須交替進(jìn)行的通信信道，只能用于半雙工通向傳送信號(hào)，但必須交替進(jìn)行的通信信道，只能用于半雙工通信方式中信方式中如圖（如圖（c c）所示，在全雙工通信方式中，信號(hào)可以同時(shí)雙向）所示，在全雙工通信方式中，信號(hào)可以同時(shí)雙向傳送只有可以雙向同時(shí)傳送信號(hào)的通信信道，才能實(shí)現(xiàn)全雙傳送只有可以雙向同時(shí)傳送信號(hào)的通信信道，才能實(shí)現(xiàn)全雙工通信，自然也就可以用于單工或半雙工通信工通信，自然也就可以用于單工或半雙工通信如圖（b）所示，在半雙工通信方式中，信號(hào)可以雙向傳數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件4連接方式數(shù)據(jù)通信的連接方法有兩種，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式和多點(diǎn)連數(shù)據(jù)通信的連接方法有兩種，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接方式和多點(diǎn)連接方式。

下圖所示的是典型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，接方式下圖所示的是典型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，modemmodem一一旦撥號(hào)連通之后，這條線路就被通信雙方占用，不會(huì)有第三者旦撥號(hào)連通之后，這條線路就被通信雙方占用，不會(huì)有第三者再插進(jìn)來(lái)如果通信雙方采用專線連接，還可以省去用再插進(jìn)來(lái)如果通信雙方采用專線連接，還可以省去用modemmodem撥號(hào)的過(guò)程撥號(hào)的過(guò)程4 連接方式各個(gè)通信終端公用一條通信主線路的通信方式叫做多點(diǎn)連各個(gè)通信終端公用一條通信主線路的通信方式叫做多點(diǎn)連接這種方式的特點(diǎn)是節(jié)省線路，缺點(diǎn)是需要解決多個(gè)終端同接這種方式的特點(diǎn)是節(jié)省線路，缺點(diǎn)是需要解決多個(gè)終端同時(shí)通信時(shí)產(chǎn)生的線路爭(zhēng)用問(wèn)題時(shí)通信時(shí)產(chǎn)生的線路爭(zhēng)用問(wèn)題各個(gè)通信終端公用一條通信主線路的通信方式叫做多點(diǎn)連接5基帶傳輸與頻帶傳輸基帶傳輸與頻帶傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸方法有基帶傳輸和頻帶傳輸（又稱寬帶傳數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸方法有基帶傳輸和頻帶傳輸（又稱寬帶傳輸）兩種在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，頻帶傳輸是指計(jì)算機(jī)信息的模擬輸）兩種在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，頻帶傳輸是指計(jì)算機(jī)信息的模擬傳輸，基帶傳輸是指計(jì)算機(jī)信息的數(shù)字傳輸傳輸，基帶傳輸是指計(jì)算機(jī)信息的數(shù)字傳輸5 基帶傳輸與頻帶傳輸1.1.基帶傳輸基帶傳輸 在在數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)通通信信中中，表表示示計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)二二進(jìn)進(jìn)制制比比特特序序列列的的數(shù)數(shù)字字?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)據(jù)信信號(hào)號(hào)是是典典型型的的矩矩形形脈脈沖沖信信號(hào)號(hào)。

人人們們把把矩矩形形脈脈沖沖信信號(hào)號(hào)的的固固有有頻頻帶帶稱稱作作基基本本頻頻帶帶（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱稱為為基基帶帶）這這種種矩矩形形脈脈沖沖信信號(hào)號(hào)就就叫叫做做基基帶帶信信號(hào)號(hào)在在數(shù)數(shù)字字通通信信信信道道上上直直接接傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸傳送基帶信號(hào)的方法稱為基帶傳輸基帶傳輸在基本不改變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)波形的情況下基帶傳輸在基本不改變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)波形的情況下直接傳輸數(shù)字信號(hào)，具有速率高和誤碼率底等優(yōu)點(diǎn)，直接傳輸數(shù)字信號(hào)，具有速率高和誤碼率底等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中被廣泛采用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中被廣泛采用1.基帶傳輸頻帶傳輸頻帶傳輸電話交換網(wǎng)是用于傳輸語(yǔ)音信號(hào)的模擬通信信道，并且是目前覆蓋面最廣的一種通信方式因此，利用模擬通信信道進(jìn)行數(shù)據(jù)通信也是最普遍使用的通信方式之一為了利用模擬語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，必須首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)頻帶傳輸3數(shù)據(jù)編碼技術(shù)1.1.數(shù)據(jù)編碼類型數(shù)據(jù)編碼類型在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是以離散的二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是以離散的二進(jìn)制0 0、1 1比特序列方式表示比特序列方式表示的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)編碼類型，主要取決于它的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)編碼類型，主要取決于它采用的通信信道所支持的數(shù)據(jù)通信類型。

采用的通信信道所支持的數(shù)據(jù)通信類型根據(jù)數(shù)據(jù)通信類型，網(wǎng)絡(luò)中常用的通信信道分為兩類：模根據(jù)數(shù)據(jù)通信類型，網(wǎng)絡(luò)中常用的通信信道分為兩類：模擬通信信道與數(shù)字通信信道相應(yīng)的用于數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼擬通信信道與數(shù)字通信信道相應(yīng)的用于數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼方式也分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方式也分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼3數(shù)據(jù)編碼技術(shù)模擬數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼方法電話通信信道是典型的模擬通信信道，它是目前世界上覆電話通信信道是典型的模擬通信信道，它是目前世界上覆蓋面最廣、應(yīng)用最普遍的一類通信信道無(wú)論網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)蓋面最廣、應(yīng)用最普遍的一類通信信道無(wú)論網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)如何發(fā)展，電話仍然是一種基本的通信手段傳統(tǒng)的電話通信如何發(fā)展，電話仍然是一種基本的通信手段傳統(tǒng)的電話通信信道是為傳輸語(yǔ)音信號(hào)設(shè)計(jì)的，只適用于傳輸音頻范圍為信道是為傳輸語(yǔ)音信號(hào)設(shè)計(jì)的，只適用于傳輸音頻范圍為3003003400Hz3400Hz的模擬信號(hào)，無(wú)法直接傳輸計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)為的模擬信號(hào)，無(wú)法直接傳輸計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)為了利用模擬語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)了利用模擬語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，必須首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。

的傳輸，必須首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)模擬數(shù)據(jù)編碼方法我們將發(fā)送端數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱我們將發(fā)送端數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱為調(diào)制（為調(diào)制（modulationmodulation），將調(diào)制設(shè)備稱為調(diào)制器），將調(diào)制設(shè)備稱為調(diào)制器（modulatormodulator）；將接收端把模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）；將接收端把模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)（信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)（demodulationdemodulation），將解調(diào)設(shè)備稱為解），將解調(diào)設(shè)備稱為解調(diào)器（調(diào)器（demodulatordemodulator）因此，同時(shí)具備調(diào)制與解調(diào)功能的）因此，同時(shí)具備調(diào)制與解調(diào)功能的設(shè)備，就被稱為調(diào)制解調(diào)器（設(shè)備，就被稱為調(diào)制解調(diào)器（modemmodem）我們將發(fā)送端數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱為3.3.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法在數(shù)據(jù)通信技術(shù)中，我們將利用模擬通信信道通過(guò)調(diào)制在數(shù)據(jù)通信技術(shù)中，我們將利用模擬通信信道通過(guò)調(diào)制解調(diào)器傳輸模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為頻帶傳輸，將利用數(shù)解調(diào)器傳輸模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為頻帶傳輸，將利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為基帶傳輸。

字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱為基帶傳輸頻帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可以利用目前覆蓋面最廣、普遍應(yīng)頻帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可以利用目前覆蓋面最廣、普遍應(yīng)用的模擬語(yǔ)音通信信道用于語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)技術(shù)用的模擬語(yǔ)音通信信道用于語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)技術(shù)成熟并且造價(jià)較低，但其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率與系統(tǒng)效率成熟并且造價(jià)較低，但其缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸速率與系統(tǒng)效率較低基帶傳輸在基本不改變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)頻帶（即波形）較低基帶傳輸在基本不改變數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)頻帶（即波形）的情況下直接傳輸數(shù)字信號(hào)，可以達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸速的情況下直接傳輸數(shù)字信號(hào)，可以達(dá)到很高的數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)效率因此，基帶傳輸是目前迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)率和系統(tǒng)效率因此，基帶傳輸是目前迅速發(fā)展與廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信方式用的數(shù)據(jù)通信方式3.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法在基帶傳輸中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的編碼方式主要有以下幾種：在基帶傳輸中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的編碼方式主要有以下幾種：(1)(1)非歸零碼非歸零碼非歸零碼（非歸零碼（NRZNRZ，nonnonreturntozeroreturntozero）NRZNRZ碼可以規(guī)碼可以規(guī)定用負(fù)電平表示邏輯定用負(fù)電平表示邏輯“0”0”，用正電平表示邏輯，用正電平表示邏輯“1”1”；也可；也可以有其他表示方法。

以有其他表示方法2)(2)曼徹斯特（曼徹斯特（ManchesterManchester）編碼）編碼每個(gè)比特的中間有一次電平跳變，每個(gè)比特的中間有一次電平跳變，可以把可以把“0”0”定義為由高定義為由高電平到低電平的跳變電平到低電平的跳變,“1”,“1”定義為由低電平到高電平的跳變定義為由低電平到高電平的跳變?cè)诨鶐鬏斨校瑪?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的編碼方式主要有以下幾種：(3)(3)差分曼徹斯特（差分曼徹斯特（differenceManchesterdifferenceManchester）編碼）編碼差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)0”0”和和“1”1”是根據(jù)兩比特之間有沒(méi)有跳變來(lái)區(qū)分的如果下一個(gè)數(shù)是根據(jù)兩比特之間有沒(méi)有跳變來(lái)區(qū)分的如果下一個(gè)數(shù)是是“0”0”，則在兩比特中間有一次跳變；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)是，則在兩比特中間有一次跳變；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)是“1”1”，則在兩比特中間沒(méi)有電平跳變則在兩比特中間沒(méi)有電平跳變3)差分曼徹斯特（difference Manchest數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件4多路復(fù)用技術(shù) 當(dāng)當(dāng)傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)的的帶帶寬寬超超過(guò)過(guò)了了傳傳輸輸單單個(gè)個(gè)信信號(hào)號(hào)所所需需的的帶帶寬寬，人人們們就就通通過(guò)過(guò)在在一一條條媒媒體體上上同同時(shí)時(shí)攜攜帶帶多多個(gè)個(gè)傳傳輸輸信信號(hào)號(hào)的的方方法法來(lái)來(lái)提提高高傳傳輸輸系系統(tǒng)統(tǒng)的的利利用用率率，這這就就是是所所謂謂的的多多路路復(fù)復(fù)用用（multiplexingmultiplexing）。

多多路路復(fù)復(fù)用用技技術(shù)術(shù)能能把把多多個(gè)個(gè)信信號(hào)號(hào)組組合合在在一一條條物物理理信信道道上上進(jìn)進(jìn)行行傳傳輸輸，使使多多個(gè)個(gè)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)或或終終端端設(shè)設(shè)備備共共享享信信道道資資源源，提提高高信信道道的的利利用用率率特特別別是是在在遠(yuǎn)遠(yuǎn)距距離離傳傳輸輸時(shí)時(shí)，可可大大大大節(jié)節(jié)省省電電纜纜的的成成本本、安安裝裝與與維維護(hù)護(hù)費(fèi)費(fèi)用4多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)通常有頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用、波分多路復(fù)用和碼分多路復(fù)用等1頻分多路復(fù)用頻 分 多 路 復(fù) 用（frequencydivisionmultiplexing，F(xiàn)DX）就是將具有一定帶寬的信道分割為若干個(gè)有較小頻帶的子信道，每個(gè)子信道供一個(gè)用戶使用這樣在信道中就可同時(shí)傳送多個(gè)不同頻率的信號(hào)采用頻分多路復(fù)用時(shí)數(shù)據(jù)在各子信道上是并行傳輸?shù)挠捎诟髯有诺老嗷オ?dú)立，故一個(gè)信道發(fā)生故障時(shí)不影響其他信道多路復(fù)用技術(shù)通常有頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用、波分多數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件2時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用（timedivisionmultiplexing，TDM）是將一條物理信道的傳輸時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地給多個(gè)信號(hào)源使用，每個(gè)時(shí)間片被復(fù)用的一路信號(hào)占用這樣，當(dāng)有多路信號(hào)準(zhǔn)備傳輸時(shí)，一個(gè)信道就能在不同的時(shí)間片傳輸多路信號(hào)。

2 時(shí)分多路復(fù)用數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件3波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用（wavedivisionmultiplexing，WDM）技術(shù)是頻率分割技術(shù)在光纖媒體中的應(yīng)用，它主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)中所謂波分多路復(fù)用是指在一跟光纖上能同時(shí)傳送多個(gè)波長(zhǎng)不同的光載波的復(fù)用技術(shù)通過(guò)WDM，可使原來(lái)在一跟光纖上只能傳輸一個(gè)光載波的單一光信道，變成可傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)光載波的光信道，使得光纖的傳輸能力成倍增加，也可以利用不同波長(zhǎng)沿不同方向傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸3 波分多路復(fù)用4碼分多路復(fù)用碼碼分分多多路路復(fù)復(fù)用用（codecodedivisondivisonmultiplexingmultiplexing，CDMCDM）則則是是一一種種用用于于移移動(dòng)動(dòng)通通信信系系統(tǒng)統(tǒng)的的新新技技術(shù)術(shù)，筆筆記記本本電電腦腦和和掌掌上上電電腦腦等等移移動(dòng)動(dòng)性性計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)的的連連網(wǎng)網(wǎng)通通信信將將會(huì)會(huì)大量使用碼分多路復(fù)用技術(shù)大量使用碼分多路復(fù)用技術(shù)碼碼分分多多路路復(fù)復(fù)用用技技術(shù)術(shù)的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)是是微微波波擴(kuò)擴(kuò)頻頻通通信信擴(kuò)擴(kuò)頻頻通通信信的的特特征征是是使使用用比比發(fā)發(fā)送送的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)速速率率高高許許多多倍倍的的偽偽隨隨機(jī)機(jī)碼碼對(duì)對(duì)載載荷荷數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的基基帶帶信信號(hào)號(hào)的的頻頻譜譜進(jìn)進(jìn)行行擴(kuò)擴(kuò)展展，形形成寬帶低功率頻譜密度的信號(hào)來(lái)發(fā)射。

成寬帶低功率頻譜密度的信號(hào)來(lái)發(fā)射CDMCDM的特點(diǎn)是頻率和時(shí)間資源均為共享，因此在的特點(diǎn)是頻率和時(shí)間資源均為共享，因此在頻率和時(shí)間資源緊缺的情況下，頻率和時(shí)間資源緊缺的情況下，CDMCDM技術(shù)將獨(dú)具魅技術(shù)將獨(dú)具魅力，這也是力，這也是CDMCDM受到人們普遍關(guān)注的緣故受到人們普遍關(guān)注的緣故4 碼分多路復(fù)用擴(kuò)頻通信原理圖擴(kuò)頻通信原理圖 擴(kuò)頻通信原理圖 。