《计算机网络与通信》数据通信基础PPT课件

第2章数据通信基础2.1数据通信方式的分类2.2数字传输2.3模拟传输2.4传输损耗和传输速率2.5传输媒介2.6多路复用《计算机网络与通信》-韩毅刚1《计算机网络与通信》-韩毅刚2.1数据通信方式的分类2.1.1并行通信和串行通信2.1.2单工、半双工和全双工通信2.1.3异步通信和同步通信2.1.4数字通信和模拟通信2.1.1并行通信和串行通信3并行传输渐被淘汰串行传输SATAPCIExpress2.1.2单工、半双工、全双工通信单工通信半双工通信全双工通信《计算机网络技术》-韩毅刚4单工通信只允许数据向一个方向传输《计算机网络技术》-韩毅刚5发送设备接收设备数据流通信连接(a)单工半双工通信双方不能同时发送信号《计算机网络技术》-韩毅刚6接收设备数据流通信连接(b)半双工发送设备接收设备发送设备全双工通信双方可同时发送信号，同时接收信号《计算机网络技术》-韩毅刚7接收设备数据流通信连接(c)全双工发送设备接收设备发送设备2.1.3异步通信和同步通信位同步《计算机网络技术》-韩毅刚8异步通信异步通信《计算机网络技术》-韩毅刚9线路空闲线路空闲1位起始位1位校验位1、1.5、2位停止位5～8位数据同步通信位同步时钟专线数据信号编码帧同步《计算机网络技术》-韩毅刚102.1.4数字通信和模拟通信传输特性《计算机网络技术》-韩毅刚11发端放大器收端信号噪声(a)模拟通信发端中继器收端信号噪声(b)数字通信《计算机网络与通信》-韩毅刚2.2数字传输2.2.1数字信号的波形2.2.2数字信号编码方案2.2.3编码技术的评价12《计算机网络与通信》-韩毅刚2.2.1数字信号的波形单极性码和双极性码不归零码和归零码绝对码和差分码差分编码数据采用跳变而不是电平来表示检测信号的跳变更为可靠在复杂的传输结构中，信号的正负极很容易失去意义如引脚接反《计算机网络与通信》-韩毅刚132.2.2数字信号编码方案典型不归零码不归零电平(NRZ-L)不归零1制(NRZI)典型归零码传号交替反转码AMI伪三进制码曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码《计算机网络与通信》-韩毅刚1415典型不归零码(NRZ)两个不同的电平来表示0和1比特周期内电平恒定没有变化,不会回到零电平例如.没有电压代表二进制0,恒定的正电压代表二进制1（单极性：1正0零）双极性：1正0负01001011数据NRZ16不归零电平(NRZ-L)0正1负17不归零1制（NRZI）NonReturntozeroinvertedonones（NRZ-1）是差分编码按1翻转跳变(由低到高或者由高到低)代表二进制1没有跳变代表二进制018NRZ码的优缺点优点易于设计带宽利用率高缺点含直流成分缺少同步能力用于磁记录信号传输不常用19典型归零码(RZ)编码规则：1正0负，中途归零。RZ码可鉴别是否丢了信号1011001典型归零码RZ20传号极性反转码AMI0用无信号表示1用正或负脉冲表示脉冲极性交替改变长1不会丢失同步（长0有问题）没有净直流成分带宽低易于检错21伪三进制码1用无信号表示0用正负交替表示与双极性AMI码的优缺点相同22曼彻斯特码每位的中间跳变跳变用作时钟和数据从低到高表示1（正跳为1）从高到低表示0（负跳为0）用于IEEE802.323曼彻斯特码的优缺点缺点每位至少有一次跳变，也可能是2次跳变最大调制速率是NRZ的2倍需要更大的带宽优点每位中间的跳变用于同步（自同步）无直流分量可进行差错检测当预期的跳变不存在时THANKYOUSUCCESS2020/2/2324可编辑25差分曼彻斯特码中间的跳变只用于时钟位开始时跳变表示0（有跳为0）位开始时无跳变表示1（无跳为1）是一种差分编码方案用于IEEE802.52.2.3编码技术的评价信号频谱信号的自同步信号的检测和纠错。设备的复杂性和成本《计算机网络与通信》-韩毅刚26《计算机网络与通信》-韩毅刚2.3模拟传输2.3.1幅移键控2.3.2频移键控2.3.3相移键控2.3.4正交幅度调制27《计算机网络与通信》-韩毅刚2.3.1幅移键控载波信号不同幅值代表二进制的两个数值通常，其中一个载波的振幅值为0即，用载波的存在与否来表示1或0281)2cos(00)(二进制二进制tfActs1100110011tt数字序列{bk}s(t)ASK2.3.2频移键控FSK最通常的形式是双值FSK(BFSK)两个不同频率来表示二进制数的两个值(载波频率附近)291)2cos(0)2cos(12)(二进制二进制tfAtfAts1100110011数字序列{bk}tBFSK2.3.3相移键控用载波信号的相位偏移来表示数据双值相移键控（BPSK）差分相移键控（DPSK）正交相移键控（QPSK）《计算机网络与通信》-韩毅刚302.3.4正交幅度调制调相调幅星座图《计算机网络与通信》-韩毅刚318QAM16QAM8PSK001010011000111110101100《计算机网络与通信》-韩毅刚2.4传输损耗和传输速率2.4.1衰减2.4.2噪声2.4.3传输速率2.4.4信道容量32《计算机网络与通信》-韩毅刚2.4.1衰减信号强度随距离而衰减信号强度：W或mW，dBW或dBm依赖于媒介接收到的信号强度:必须足以探测到必须远大于噪声衰减是频率的递增函数《计算机网络与通信》-韩毅刚332.4.2噪声热噪声互调噪声串扰冲激噪声《计算机网络与通信》-韩毅刚342.4.3传输速率《计算机网络与通信》-韩毅刚35数据传输速率符号速率带宽2.4.4信道容量信道容量的概念最大数据传输速率《计算机网络与通信》-韩毅刚3637Nyquist带宽假定信道带宽为B（Hz），则最大符号速率为2B(baud)二进制信号，BHz带宽支持的数据速率是2BbpsM进制信号：C=2Blog2M38香农定理白噪声、带宽受限信道的最大容量数据率越高，误码率越高信道容量与信噪比有关：噪声功率：信号功率：信道带宽nPsPBnsbpsPPBC)()1(log2《计算机网络与通信》-韩毅刚2.5传输媒介2.5.1有线媒介2.5.2无线媒介39《计算机网络与通信》-韩毅刚2.5.1有线媒介双绞线同轴电缆光纤电力线《计算机网络与通信》-韩毅刚402.5.2无线媒介微波卫星短波激光红外线《计算机网络与通信》-韩毅刚41《计算机网络与通信》-韩毅刚2.6多路复用2.6.1频分多路复用2.6.2波分多路复用2.6.3时分多路复用2.6.4码分多路复用42《计算机网络与通信》-韩毅刚2.6.1频分多路复用把传输频带分成若干个较窄的频带每个窄频带构成一个子通道《计算机网络与通信》-韩毅刚43FDM原理《计算机网络与通信》-韩毅刚44信道5f5信道1f1信道2f2信道3f3信道4f4时间频率2.6.2波分多路复用WDMWaveLengthDivisionMultiplex单股光纤上传送多个波长的光《计算机网络与通信》-韩毅刚45WDM实现《计算机网络与通信》-韩毅刚46光源1光源2光源3检波器1检波器2检波器n合波器分波器S1S2Sn¡­¡­12n单根光纤1,1,¡­n¡­12nS1S2Sn¡­THANKYOUSUCCESS2020/2/2347可编辑