數(shù)據(jù)與計算機通信第三章第一頁，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)點對點或多點鏈路討論的主題數(shù)據(jù)運載問題3、數(shù)據(jù)傳輸形式、信號與信道特性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)傳輸要點電磁信號表示各種形式的信息話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻電磁信號由頻率成分組成帶寬：組成該信號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)備存在點對點（point-to-point）一條直連鏈路僅被兩設(shè)備共享多點（multipoint）兩個以上的設(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）信號僅向一個方向傳輸e.g.Television半雙工（half-duplex）都可以發(fā)送信號，但同一時間只一方發(fā)送e.g.policeradio全雙工（full-duplex）可同時發(fā)送接收信號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)備之間信號流動方向，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、頻譜和帶寬信號的特性包括時間特性和頻率特性對信號時間特性的分析在時域（TimeDomain）上進行振幅、頻率、相位是在時域上描述信號的主要參數(shù)在時域上表示信號的圖象稱為時域圖任一信號都可看成由某個頻率范圍內(nèi)的頻譜成分組成信號的頻率特性對信號帶寬和數(shù)據(jù)率等至關(guān)重要對信號頻率特性的分析在頻域（FrequencyDomain）上進行在頻域上表示信號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行信號分析通常比在時域上簡便第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications15頻率、頻譜和帶寬時域（timedomain）概念模擬信號一段時間信號的變化模式是平滑的數(shù)字信號一段時間內(nèi)信號強度保持某個常量值周期信號一段時間內(nèi)信號模式重復(fù)非周期信號一段時間內(nèi)信號沒有重復(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)一段時間內(nèi)信號值的最大值單位伏－volts頻率－Frequency(f)信號循環(huán)的速度用Hertz(Hz)表示信號周期：信號重復(fù)一周所花的時間T=1/f相位－Phase()信號在不同時間點的相對位置第十八頁，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波長信號循環(huán)一個周期所占的空間長度信號的兩個連續(xù)周期上相位相同兩點間的距離波長－假設(shè)信號運動速度為－=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 一個電磁信號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由不同正弦波的頻率成分組成任何一個信號存在時域函數(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信號包含的頻譜范圍絕對帶寬－Absolutebandwidth頻譜寬度有效帶寬－Effectivebandwidth通常就叫帶寬信號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傳達某種意義或信息的實體信號－Signals數(shù)據(jù)的電器或電磁表示方式信令－Signaling信號沿適當(dāng)媒體的物理傳播傳輸－Transmission用傳播并處理信號的方式進行的數(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)字信號數(shù)據(jù)傳播的方式模擬信號連續(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)的話音信號頻譜范圍在300Hz到3400Hz間視頻的帶寬是4MHz左右數(shù)字信號電壓脈沖序列采用兩個恒定電壓值（dc）第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications31數(shù)據(jù)和信號模擬信號表示模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號表示數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可用模擬信號表示如調(diào)制解調(diào)器－Modem模擬數(shù)據(jù)可用數(shù)字信號表示如編解碼器－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模擬信號模擬數(shù)據(jù)->模擬信號

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)->模擬信號第三十二頁，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)字信號模擬數(shù)據(jù)->數(shù)字信號數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)->數(shù)字信號第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日34模擬信號載送模擬數(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模擬傳輸傳輸信號不考慮信號的內(nèi)容信號可能是模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸一段距離后，信號會衰減使用放大器增強信號能量同時也增強了噪聲第三十六頁，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)器接收信號恢復(fù)為1，0模式重新傳輸新信號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)勢數(shù)字技術(shù)－Digitaltechnology低價的LSI/VLSI技術(shù)數(shù)據(jù)完整性－Dataintegrity遠距離傳輸，較低線路質(zhì)量要求容量利用率－Capacityutilization經(jīng)濟的高帶寬傳輸鏈路數(shù)字技術(shù)的高級復(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與傳輸信號有差異模擬信號，損傷會降低信號質(zhì)量對數(shù)字信號則導(dǎo)致比特差錯重要的損傷：衰減和衰減失真－Attenuationandattenuationdistortion時延失真－Delaydistortion噪聲－Noise第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications40衰減衰減信號強度距離增長而減弱衰減與傳輸媒體有關(guān)傳輸過程需要注意到三點:接收到的信號必須有足夠的強度信號電平必須保持高于噪聲電平以接收無差錯的數(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時延失真時延失真接收到的信號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何類信號對衰減與時延失真敏感？數(shù)字信號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)字信號受時延失真影響較大產(chǎn)生比特序列混亂模擬信號主要受衰減影響幅值連續(xù)變化，信息分布在整個頻帶第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日DataandComputerCommunications44噪聲傳送和接收之間的某個地方插入進來的無用信號為噪聲熱噪聲－Thermal導(dǎo)體內(nèi)電子熱運動造成的均勻分布－白噪聲互調(diào)噪聲－Intermodulationnoise不同頻率的信號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噪聲、沖激噪聲或自然噪聲(大氣噪聲)等隨機噪聲包括熱噪聲、交調(diào)噪聲和串?dāng)_等，普遍存在且有著持續(xù)時間不斷的影響，是信號傳輸?shù)幕狙芯繉ο骉hermal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或者產(chǎn)生于當(dāng)不同頻率的信號共用同一傳輸媒質(zhì)之時交調(diào)噪聲在系統(tǒng)的輸出端產(chǎn)生一些附加的頻率成分，它們是多個原輸入信號的頻率之和或差，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，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)時間短振幅較大外部電磁波干擾e.