《数据通信技术》PPT课件.ppt

2.3.1并/串行通信,并行通信定义数据中多个数据位，以成组方式在两条以上的并行信道上同时传输。,2.3数据通信方式,发送端10011101,接收端10011101,并行通信信道,发送端10011101,接收端10011101,适用情况通信距离较近的情况优点字符同步、速度快缺点需要传输信道多、设备复杂、成本高,2.串行通信定义数据流以串行方式在一条信道上传输。,适用情况通信距离较远的情况优点该方法实现简单，采用较多缺点为解决收、发方码组或字符同步，需要外加同步措施；速度慢。,2.3.2异步传输和同步传输,同步技术在串行通信过程中，为保证发送端发送的信息能够被接收端正确无误地接收,要求接收端和发送端动作的起始时间和频率保持一致的技术。需解决：数据从什么时候开始，什么时候结束同步脉冲频率,1.异步传输定义以字符为单位传输数据，数据低位在前，高位在后。每个字符前加1个起始位，表示一个字符开始；后加1到2个停止位，表示一个字符结束。特点：每两个字符之间的间隔时间不固定；优点频率的漂移不会积累；实现简单。缺点传输效率低,2.同步传输定义以数据块为单位传输数据。在数据块的开头一般加1到2个字节的SYN(同步字符)。而后以固定的时钟节拍来发送数据信号。优点效率高。缺点频率的漂移会积累；实现复杂。,2.3.3单/双工通信,1.单工通信定义数据单向传输适用无线电广播、有线电广播、电视,2.半双工通信定义信息流可以在两个方向上传输，但同一时刻只限于在一个方向传输。适用对讲机优点节省传输线路缺点效率低,信息,传输信道,发送设备,接收设备,接收设备,发送设备,3.全双工通信定义数据能同时沿信道的两个方向传输，即通信的一方在发送信息的同时也能接收信息，其收、发信道分开设置。适用计算机网络中数据通信特点效率高但结构复杂、成本高,信息,传输信道,发送设备,A,接收设备,A,接收设备,B,发送设备,B,传输信道,1.基带传输在信道上直接用基带信号（方波）传送数据。2.频带传输将数字信号调制成模拟信号后再发送和传输的方式。可以实现多路复用。3.宽带传输将信道划分成多个相互独立的子信道，分别用这些子信道来传输多路信号。多用于广域网接入，如ADSL。,2.3.4基带/频带/宽带传输,同轴电缆(粗、细),金属导体,光纤,无线,无线电、微波、红外线,2.4传输介质,双绞线,2.4.1双绞线（TwistPair，TP）,-螺旋绞合的双导线-每根4对-典型连接距离100m（LAN）-RJ45插座、插头-优缺点：成本低安装容易（综合布线系统）抗干扰性一般,内导体芯线,绝缘,内屏蔽,外屏蔽,外套,非屏蔽双绞线(UTP),以铜网或铝箔屏蔽以减少干扰和串音，应用较少,无任何屏蔽层，应用广泛,2.4传输介质,双绞线的分类,屏蔽双绞线(STP),4类双绞线最高传输速率为16Mb/s，可用于语音传输和数据传输。,双绞线分类,3类双绞线最高传输速率为10Mb/s，用于语音和数据传输。,5类双绞线最高传输速率达到100Mb/s。,超5类双绞线最高传输速率达到1000Mb/s。,6类双绞线用于千兆以太网。,双绞线的连接标准,ANSI/EIA/TIA568商业大楼电信布线标准规定了两种双绞线的线序。,EIA-568A绿白绿橙白蓝蓝白橙棕白棕,EIA-568B橙白橙绿白蓝蓝白绿棕白棕,应用：交叉线：同种接口交换机-交换机、PC-PC、HUB-HUB(标准端口)直连线：异种接口PC/路由器-交换机/HUB、HUB-HUB(级连端口),交叉线和直连线,交叉线,直连线,2.4.2同轴电缆,组成,分类,细缆,粗缆,2.4.3光纤,传输原理光的全反射,光从折射率高的介质（纤芯）射到折射率低的介质（玻璃包层）时会产生折射。当入射角临界值时产生全反射，不泄漏。,光从折射率高的介质（纤芯）射到折射率低的介质（玻璃包层）时，当入射角临界值时产生全反射，不泄漏。,折射角,入射角,包层（低折射率的媒体）,纤芯（高折射率的媒体）,包层,纤芯,有光脉冲-1，无光脉冲-0,2.4.3光纤,传输原理光的全反射,光纤的分类,多模光纤,单模光纤,可以让多条光波以不同的入射角（但必须大于临界值）进入同一条纤芯进行传输，将这类光纤称为多模光纤。,当光纤的直径减小到只允许一个波长的光波传输时，这时的光纤就如同一根波导体，没有反射，而是沿直线传输，这种光纤称为单模光纤。,多模光纤与单模光纤,多模光纤,由光发送机产生光束，将表示数字代码的电信号转变成光信号，在光纤中传播；接受端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并将其还原成为电信号。光纤收发器集成了光发送机和光接收机的功能：既负责光的发送也负责光的接收。,光传输系统,光纤的优缺点,传输带宽高：仅受光电转换器件的限制（100Gb/s）传输损耗小，适合长距离传输抗干扰性能极好、误码率低，保密性好轻便价格较高需要光电转换,2.4.4无线传输介质,主要类型,应用领域,无线电微波红外线,适用于长距离或不便布线的场合,缺点：易受干扰，为障碍物所阻隔,地面微波通过地面站之间接力传送接力站之间距离：50-100km速率：每信道45Mb/s,地球同步卫星与地面站相对固定位置用3颗卫星可覆盖全球传输延迟时间长（270ms）广播式传输,什么是信道复用？当信道的传输能力远大于每个信源的平均传输需求时，把公共信道划分成多个子信道，每个子信道传输一路数据，这种技术称为信道多路复用。,2.5信道复用技术,定义当物理信道的可用带宽远超过单个信号所需带宽的情况下，将信道的总带宽划分成若干个与单个信号带宽相同(或略宽)的子频带，将各信号的频谱移到不同频段上，频谱不重叠，达到共用一个信道的目的。例：,2.5.1频分多路复用FDM,CH2,CH1,CH3,原带宽,CH1,CH2,CH3,移频后带宽,CH1,CH2,CH3,带宽复用信号,f,复用器,原理整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。,2.5.2波分多路复用光的频分复用,F2,F1,F3,光谱,F1,F2,F3,共享光纤的光谱,光纤2,光纤3,光纤1,共享光纤,棱柱/衍射光栅,2.5.3时分多路复用TDM,定义如果物理信道可支持的位传输速率超过单个原始信号要求的数据传输速率，可将信道传输时间划分成工作周期T（时间片），再将每个周期划分成若干时隙，轮流分配给n个信源来使用公共线路，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。,1.同步时分复用,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,在收发双方各加了一对快速旋转的电子开关SA1和SA（两个开关实际上是一组分路门），SA1、SA2旋转频率相同，初始位置相互对应，称之为同步动作。,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：时分复用能正常进行的关键是收发双方同步工作，否则通信将无法进行。,1.同步时分多路复用（STDM）,把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。,A,B,C,D,a,b,d,b,c,a,t,t,t,t,t,4个时分复用帧,#1,a,c,c,d,时分复用,#2,#3,#4,用户,1,2,3,4,b,a,b,c,2.异步时分多路复用（ATDM）,在异步时分复用中，时隙序号与信道号之间不再存在固定的对应关系。各信道发出的数据都需要附带双方地址，由通信线路两端的多路复用设备来识别地址。,