现代计算机网络技术刘功庆 第2章

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1、现代计算机网络技术第2章通信技术本章阐述了通信技术的基础知识，并且对信号与编码、数字数据传输以及交换技术等进行了详细的介绍，最后对差错校验和多路复用技术加以简单介绍学习目标掌握掌握掌握理解了解模拟信号与数字信号模拟数据编码和数字信号编码数据交换技术差错校验技术多路复用技术2.1信号与编码1.模拟信号模拟信号是指电信号的参量是连续取值的，其特点是幅度连续。常见的模拟信号有电话、传真和电视信号等。2.数字信号数字信号是离散的，从一个值到另一个值的改变是瞬时的，就像开启和关闭电源一样。数字信号的特点是幅度被限制在有限个数值之内。常见的数字信号有电报符号、数字数据等。2.1信号与编码3.数据编

2、码的方法（1）数字数据的数字信号编码：非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。（2）模拟数据的数字信号编码：采样、量化、编码PCM的应用。（3）模拟数据的模拟信号调制：调幅、调频、调相。（4）数字数据的模拟信号调制：幅移键控法、频移键控法、相移键控法。2.1信号与编码2.1.1数据的编码和调制技术通信信道分为模拟信道和数字信道，而依赖于信道传输的数据也分为模拟数据与数字数据。因此，数据的编码方法包括数字数据的编码与调制和模拟数据的编码与调制，如2-1图所示。图2-1数据的编码和调制技术2.1信号与编码1.数字数据的调制对数字数据调制的基本方法:(1)幅移键控ASK（Amplitude

3、ShiftKeying）(2)频移键控FSK（FrequencyShiftKeying）(3)相移键控PSK（PhaseShiftKeying）2.1信号与编码2.数字数据的编码（1）不归零编码：信号电平的一次反转代表0，电平不变化表示1，并且在表示完一个码元后，电压不需回到0。（2）曼彻斯特编码：（ManchesterEncoding），每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示“0”，从低到高跳变表示“1”。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示“0”或”1”，有跳变为“0”，无跳变为“1”。（3）差

4、分曼彻斯特编码(DifferentialManchesterencoding)的编码规则是：在信号位开始时不改变信号极性，表示辑“1”，在信号位开始时改变信号极性，表示逻辑“0”。2.1信号与编码3.数据的调制模拟数据的基带信号具有比较低的频率，不宜直接在信道中传输，需要对信号进行调制，将信号搬移到适合信道传输的频率范围内，接收端将接收的已调信号再搬回到原来信号的频率范围内，恢复成原来的消息，比如无线电广播。模拟数据的基本调制技术主要包括调幅AM、调频FM和调相PM。2.1信号与编码4.模拟数据的编码（1）脉冲码调制脉冲码调制（PulseCodeModulation，PCM）是模拟数据

5、数字化的主要方法。由于数字信号传输失真小、误码率低、数据传输速率高，因此，在网络中除计算机直接产生的数字信号外，语音、图像信息必须数字化才能经计算机处理。（2）PCM的工作原理：脉冲编码调制包括三部分：采样、量化和编码2.2数字数据传输在数字信道中传输数据信号称为数据信号的数字传输，简称数字数据传输。数据在传输信道上传递的方式。若按被传输的数据信号的特点，可分为基带传输、频带传输和数字数据传输；若按数据传输的顺序可分为并行传输和串行传输；若按数据传输的同步方式可分为同步传输和异步传输；若按数据传输的流向和时间可分为单工、半双工和全双工传输。2.3交换技术数据经编码后在通信线路上进行传输

6、，按数据传送技术划分，交换网络又可分为电路交换网、报文交换网和分组交换网。图2-11为一个交换网络的拓扑结构。图2.11交换网络的拓扑结构2.3交换技术2.3.1电路交换的工作原理1.电路交换的三个过程（1)电路建立：在传输任何数据之前，要先经过呼叫过程建立一条端到端的电路。（2)数据传输：电路ABC建立以后，数据就可以从A发送到B，再由B交换到C；C也可以经B向A发送数据。在整个数据传输过程中，所建立的电路必须始终保持连接状态。（3)电路拆除：数据传输结束后，由某一方（A或C）发出拆除请求，然后逐节拆除到对方节点。2.3交换技术2.3.1电路交换的工作原理2.电路交换技术的优缺点及其

7、特点（1)优点：数据传输可靠、迅速，数据不会丢失且保持原来的序列。（2)缺点：在某些情况下，电路空闲时的信道容易被浪费：在短时间数据传输时电路建立和拆除所用的时间得不偿失。因此，它适用于系统间要求高质量的大量数据传输的情况。（3)特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。对于猝发式的通信，电路交换效率不高。2.3交换技术2.3.2报文交换的工作原理1.报文交换原理报文交换方式的数据传输单位是报文