數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)通信第三章第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)通信內(nèi)容研究的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多點(diǎn)鏈路討論的主題數(shù)據(jù)運(yùn)載問題3、數(shù)據(jù)傳輸形式、信號(hào)與信道特性4、傳輸媒體5、編碼6、數(shù)據(jù)通信接口可靠性問題7、數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議效率問題8、復(fù)用2第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)傳輸3.DataTransmission傳輸術(shù)語信號(hào)及其傳輸特性模擬數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸信號(hào)遭受損傷的類型信道容量第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications4數(shù)據(jù)傳輸概述數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕驹順?gòu)成了本書涉及的所有技術(shù)和概念的基礎(chǔ)編碼技術(shù)復(fù)用技術(shù)交換技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)的區(qū)別數(shù)字傳輸和模擬傳輸?shù)膮^(qū)別概念如衰減及噪聲等第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications5數(shù)據(jù)傳輸要點(diǎn)電磁信號(hào)表示各種形式的信息話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻電磁信號(hào)由頻率成分組成帶寬：組成該信號(hào)的頻率范圍的寬度傳輸損傷衰減、失真、噪聲通信設(shè)施考慮的因素帶寬、數(shù)據(jù)率、噪聲、差錯(cuò)率第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications6傳輸術(shù)語（1） 發(fā)送器接收器傳輸媒體導(dǎo)向媒體（guidedmedia）雙絞線、同軸電纜和光纖非導(dǎo)向媒體（unguidedmedia）（無線傳播）空氣、真空和海水發(fā)送器接收器傳輸媒體第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications7傳輸術(shù)語（2）直連鏈路（directlink）沒有中間設(shè)備存在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（point-to-point）一條直連鏈路僅被兩設(shè)備共享多點(diǎn)（multipoint）兩個(gè)以上的設(shè)備共享同一傳輸媒體第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日8TransmissionStructure第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日9Point-to-PointExamples第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日10MultipointExample第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications11傳輸術(shù)語（3）單工（simplex）信號(hào)僅向一個(gè)方向傳輸e.g.Television半雙工（half-duplex）都可以發(fā)送信號(hào)，但同一時(shí)間只一方發(fā)送e.g.policeradio全雙工（full-duplex）可同時(shí)發(fā)送接收信號(hào)e.g.telephone第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日12Simplex/HalfDuplex/FullDuplex第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日13思考題解釋導(dǎo)向媒體和非導(dǎo)向媒體，并給出例子。舉例說明直接的鏈路有哪幾種配置形式？數(shù)據(jù)傳輸根據(jù)設(shè)備之間信號(hào)流動(dòng)方向，有哪幾種傳輸方式？結(jié)合自己所了解的，各舉一例。第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日14頻率、頻譜和帶寬信號(hào)的特性包括時(shí)間特性和頻率特性對(duì)信號(hào)時(shí)間特性的分析在時(shí)域（TimeDomain）上進(jìn)行振幅、頻率、相位是在時(shí)域上描述信號(hào)的主要參數(shù)在時(shí)域上表示信號(hào)的圖象稱為時(shí)域圖任一信號(hào)都可看成由某個(gè)頻率范圍內(nèi)的頻譜成分組成信號(hào)的頻率特性對(duì)信號(hào)帶寬和數(shù)據(jù)率等至關(guān)重要對(duì)信號(hào)頻率特性的分析在頻域（FrequencyDomain）上進(jìn)行在頻域上表示信號(hào)的圖象稱為頻域圖頻域圖有最大振幅-頻率和相位-頻率兩種圖象在頻域上進(jìn)行信號(hào)分析通常比在時(shí)域上簡(jiǎn)便第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications15頻率、頻譜和帶寬時(shí)域（timedomain）概念模擬信號(hào)一段時(shí)間信號(hào)的變化模式是平滑的數(shù)字信號(hào)一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度保持某個(gè)常量值周期信號(hào)一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)模式重復(fù)非周期信號(hào)一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)沒有重復(fù)第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications16模擬波形和數(shù)字波形第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications17周期信號(hào)第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications18正弦波峰值振幅－PeakAmplitude(A)一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)值的最大值單位伏－volts頻率－Frequency(f)信號(hào)循環(huán)的速度用Hertz(Hz)表示信號(hào)周期：信號(hào)重復(fù)一周所花的時(shí)間T=1/f相位－Phase()信號(hào)在不同時(shí)間點(diǎn)的相對(duì)位置第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日19VaryingSineWaves第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications20波長(zhǎng)信號(hào)循環(huán)一個(gè)周期所占的空間長(zhǎng)度信號(hào)的兩個(gè)連續(xù)周期上相位相同兩點(diǎn)間的距離波長(zhǎng)－假設(shè)信號(hào)運(yùn)動(dòng)速度為－=Tf=c3*108ms-1(自由空間的光速)第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications21頻域概念 一個(gè)電磁信號(hào)是由多種頻率組成的頻率成分疊加如P45之圖3.4傅立葉分析的方法得出任何信號(hào)由不同正弦波的頻率成分組成任何一個(gè)信號(hào)存在時(shí)域函數(shù)，也存在頻域函數(shù)頻域的表示如P46之圖3.5第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日22Additionof

Frequency

Components第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日23Time-DomainandFrequency-DomainRepresentations第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日24SignalwithDCComponentDCComponentComponentofzerofrequency第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日25SignalwithDCComponent第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications26頻譜&帶寬頻譜－Spectrum信號(hào)包含的頻譜范圍絕對(duì)帶寬－Absolutebandwidth頻譜寬度有效帶寬－Effectivebandwidth通常就叫帶寬信號(hào)的絕大部分能量都集中在相當(dāng)窄的頻帶范圍直流成分－DCComponent信號(hào)包含有頻率為零的成分第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications27數(shù)據(jù)率和帶寬之間的關(guān)系任何傳輸系統(tǒng)都只能容納有限的頻率范圍系統(tǒng)限制了數(shù)據(jù)在傳輸媒體上傳送的數(shù)據(jù)率數(shù)據(jù)率、中心頻率與有效帶寬成正比第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications28模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)－Data傳達(dá)某種意義或信息的實(shí)體信號(hào)－Signals數(shù)據(jù)的電器或電磁表示方式信令－Signaling信號(hào)沿適當(dāng)媒體的物理傳播傳輸－Transmission用傳播并處理信號(hào)的方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)通信的過程第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications29模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)一段時(shí)間內(nèi)具有連續(xù)的值e.g.聲音,視頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)值是離散的e.g.正文,數(shù)字第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications30模擬和數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)傳播的方式模擬信號(hào)連續(xù)變化的不同類型的媒體上傳播雙絞線，同軸電纜，光纖，大氣或空間話音頻譜范圍在100Hz到7kHz之間電話系統(tǒng)的話音信號(hào)頻譜范圍在300Hz到3400Hz間視頻的帶寬是4MHz左右數(shù)字信號(hào)電壓脈沖序列采用兩個(gè)恒定電壓值（dc）第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications31數(shù)據(jù)和信號(hào)模擬信號(hào)表示模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可用模擬信號(hào)表示如調(diào)制解調(diào)器－Modem模擬數(shù)據(jù)可用數(shù)字信號(hào)表示如編解碼器－CompactDiscaudio第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications32數(shù)據(jù)的模擬信令方式模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬數(shù)據(jù)->模擬信號(hào)

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)->模擬信號(hào)第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications33數(shù)據(jù)的數(shù)字信令方式+5v-5v數(shù)字信號(hào)模擬數(shù)據(jù)->數(shù)字信號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)->數(shù)字信號(hào)第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日34模擬信號(hào)載送模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日35數(shù)字信號(hào)載送模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)AnalogData第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications36模擬傳輸傳輸信號(hào)不考慮信號(hào)的內(nèi)容信號(hào)可能是模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸一段距離后，信號(hào)會(huì)衰減使用放大器增強(qiáng)信號(hào)能量同時(shí)也增強(qiáng)了噪聲第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications37數(shù)字傳輸考慮信號(hào)的內(nèi)容數(shù)據(jù)的完整性受到衰減、噪聲或其他損傷的威脅使用轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)恢復(fù)為1，0模式重新傳輸新信號(hào)克服了衰減噪聲也不累積第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications38數(shù)字傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)數(shù)字技術(shù)－Digitaltechnology低價(jià)的LSI/VLSI技術(shù)數(shù)據(jù)完整性－Dataintegrity遠(yuǎn)距離傳輸，較低線路質(zhì)量要求容量利用率－Capacityutilization經(jīng)濟(jì)的高帶寬傳輸鏈路數(shù)字技術(shù)的高級(jí)復(fù)用技術(shù)有效利用其容量安全和保密－Security&Privacy加密技術(shù)綜合性－Integration能類似處理模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications39傳輸損傷接收到的信號(hào)與傳輸信號(hào)有差異模擬信號(hào)，損傷會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量對(duì)數(shù)字信號(hào)則導(dǎo)致比特差錯(cuò)重要的損傷：衰減和衰減失真－Attenuationandattenuationdistortion時(shí)延失真－Delaydistortion噪聲－Noise第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications40衰減衰減信號(hào)強(qiáng)度距離增長(zhǎng)而減弱衰減與傳輸媒體有關(guān)傳輸過程需要注意到三點(diǎn):接收到的信號(hào)必須有足夠的強(qiáng)度信號(hào)電平必須保持高于噪聲電平以接收無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)頻率越高衰減越嚴(yán)重即衰減是頻率的遞增函數(shù)利用加感線圈改變線路的某些電氣特性使用放大器第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日41第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications42時(shí)延失真時(shí)延失真接收到的信號(hào)因其頻率成分延遲的不同產(chǎn)生了失真在導(dǎo)向媒體中信號(hào)傳播速度隨頻率不同變化靠近中心頻率傳播速度最快，兩側(cè)較慢導(dǎo)致頻率之間的相移均衡技術(shù)第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日43何類信號(hào)對(duì)衰減與時(shí)延失真敏感？數(shù)字信號(hào)受衰減失真影響較小頻率特定：絕大部分內(nèi)容集中在基頻附近幅度特性：二值判定數(shù)字信號(hào)受時(shí)延失真影響較大產(chǎn)生比特序列混亂模擬信號(hào)主要受衰減影響幅值連續(xù)變化，信息分布在整個(gè)頻帶第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications44噪聲傳送和接收之間的某個(gè)地方插入進(jìn)來的無用信號(hào)為噪聲熱噪聲－Thermal導(dǎo)體內(nèi)電子熱運(yùn)動(dòng)造成的均勻分布－白噪聲互調(diào)噪聲－Intermodulationnoise不同頻率的信號(hào)共享同一傳輸媒體產(chǎn)生的串?dāng)_－Crosstalk在一條線路上獲得其他線路的信號(hào)第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日45第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日46噪聲的種類噪聲分為隨機(jī)噪聲、沖激噪聲或自然噪聲(大氣噪聲)等隨機(jī)噪聲包括熱噪聲、交調(diào)噪聲和串?dāng)_等，普遍存在且有著持續(xù)時(shí)間不斷的影響，是信號(hào)傳輸?shù)幕狙芯繉?duì)象Thermal熱噪聲N0=kT(W/Hz)DuetothermalagitationofelectronsUniformlydistributedWhitenoiseorGaussiannoise第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日47噪聲的種類IntermodulationSignalsthatarethesumanddifferenceoforiginalfrequenciessharingamedium交調(diào)噪聲交調(diào)噪聲產(chǎn)生于當(dāng)發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備及它們之間的傳輸系統(tǒng)中存在某些非線性之時(shí)或者產(chǎn)生于當(dāng)不同頻率的信號(hào)共用同一傳輸媒質(zhì)之時(shí)交調(diào)噪聲在系統(tǒng)的輸出端產(chǎn)生一些附加的頻率成分，它們是多個(gè)原輸入信號(hào)的頻率之和或差，甚至這些頻率的多倍數(shù)的組合交調(diào)噪聲可以用人為的方法，通過校正其中的非線性而部分地得以補(bǔ)償。第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日48噪聲的種類Crosstalk串?dāng)_AsignalfromonelineispickedupbyanotherInterferenceofnoisesonparallellinesNEXTandFEXT問題：目前雙絞線的抗擾能力已經(jīng)很強(qiáng)，說說它的原理？但仍然有近端串?dāng)_，這是什么原因？第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日49平行線上的噪聲效應(yīng)第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日50雙絞線上的噪聲效應(yīng)雙絞線的扭絞結(jié)構(gòu)是為了減少相鄰導(dǎo)線之間的串?dāng)_和消除外界干擾第五十頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications51噪聲的種類沖激噪聲－Impulsenoise不規(guī)則脈沖或尖峰持續(xù)時(shí)間短振幅較大外部電磁波干擾e.