機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制

復(fù)習(xí)通信的基本概念通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的基本概念傳輸方式

信息、信息量信號(hào)通信系統(tǒng)模型：模擬、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)：模擬、數(shù)字基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成數(shù)據(jù)傳輸代碼并行傳輸與串行傳輸；異步傳輸與同步傳輸單工、半雙工和全雙工傳輸；基帶、頻帶和寬帶傳輸△△**數(shù)據(jù)編碼與傳輸(一）

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼△第一節(jié)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼

模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

有線傳輸介質(zhì)＊第三節(jié)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)無(wú)線傳輸介質(zhì)

同步技術(shù)第四節(jié)同步技術(shù)與交換技術(shù)交換技術(shù)第一節(jié)

數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制技術(shù)

家庭用戶很多采用電話撥號(hào)上網(wǎng)，電話線（模擬信道）中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，而計(jì)算機(jī)中的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，怎樣能使數(shù)字信號(hào)通過(guò)模擬信道進(jìn)行傳輸？我們現(xiàn)在使用的數(shù)字電話是怎樣傳輸模擬音頻信號(hào)的？？數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)，源站的數(shù)據(jù)通過(guò)調(diào)制或編碼變成信號(hào)，沿傳輸介質(zhì)傳播到目的地。調(diào)制后的模擬信號(hào)編碼后的數(shù)字信號(hào)在通信網(wǎng)的發(fā)展初期，所有的通信信道都是模擬信道。但由于數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字信道可提供更高的通信服務(wù)質(zhì)量，因此，過(guò)去建造的模擬信道正在被數(shù)字信道所代替?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)通信所使用的通信信道在主干線路上已基本是數(shù)字信道。通信信道分為模擬信道和數(shù)字信道，傳輸數(shù)據(jù)分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。①什么是模擬數(shù)據(jù)？②什么是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)？編碼類(lèi)型有以下4種：

1．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼）利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱(chēng)作數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在傳輸之前，需要進(jìn)行數(shù)字編碼。對(duì)于傳輸數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，最普通且最容易的方法是用兩個(gè)不同的電壓值來(lái)表示兩個(gè)二進(jìn)制值。1．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼非歸零碼（Non-ReturntoZero，NRZ）曼徹斯特編碼（Manchester）差分曼徹斯特編碼（DifferenceManchester）

1．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼（1）非歸零編碼用負(fù)電平表示邏輯“0”，正電平表示邏輯“1”（2）曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼是目前應(yīng)用最廣泛的編碼方法之一，每一位二進(jìn)制信號(hào)的中間都有跳變，從低電平跳變到高電平，表示數(shù)字信號(hào)“0”；從高電平跳變到低電平，表示數(shù)字信號(hào)“1”。（書(shū)上錯(cuò)了）（3）差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼是對(duì)曼徹斯特編碼的改進(jìn)。與曼徹斯特編碼不同的是，每位二進(jìn)制數(shù)據(jù)的取值根據(jù)其開(kāi)始邊界是否發(fā)生跳變決定。若一個(gè)比特開(kāi)始處“有跳變”，則表示“0”；若一個(gè)比特開(kāi)始處“無(wú)跳變”，則表示“1”。2．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制（數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼）撥號(hào)上網(wǎng)：為了利用模擬語(yǔ)音通信的電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸，必須首先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，也就是要對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。發(fā)送端將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)變換成模擬數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制（Modulation），調(diào)制設(shè)備就稱(chēng)為調(diào)制器（Modulator）；接收端將模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為解調(diào)（Demodulation），解調(diào)設(shè)備就稱(chēng)為解調(diào)器（Demodulator）。若進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的發(fā)送端和接收端以雙工方式進(jìn)行通信時(shí)，就需要同時(shí)具備調(diào)制和解調(diào)功能的設(shè)備，稱(chēng)為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。2．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制幅移鍵控法(幅度調(diào)制)用調(diào)制信號(hào)的振幅變化來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)：如用A1表示1，用A2表示0，而載波信號(hào)的參數(shù)f和φ恒定。頻移鍵控法(頻率調(diào)制)用調(diào)制信號(hào)的頻率變化來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)的：例如用f1高頻率表示1，用f2表示0,載波信號(hào)的A和φ不變。相移鍵控法(相位調(diào)制)用調(diào)制信號(hào)的相位變化來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)：例如用0°相位表示0，用180°相位表示1,而載波信號(hào)的A和f不變。

2．?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制

3．模擬數(shù)據(jù)的編碼（模擬數(shù)字的數(shù)字信號(hào)編碼）脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation，PCM）技術(shù)把模擬信號(hào)數(shù)字化的3個(gè)步驟如下：采樣：以采樣頻率把模擬信號(hào)的值采出。量化：采用一定的量化級(jí)，使連續(xù)模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間軸上的離散值。編碼：將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制碼。比如在圖2-9中采用8個(gè)量化級(jí)，每個(gè)采樣值用3位二進(jìn)制數(shù)表示。3．模擬數(shù)據(jù)的編碼脈沖編碼調(diào)制（PulseCodeModulation，PCM）3步驟采樣

量化編碼

固定電話和移動(dòng)電話采用的傳輸介質(zhì)分別是什么？常見(jiàn)的傳輸介質(zhì)有哪些？它們通常應(yīng)用于哪些場(chǎng)合？？常用的傳輸介質(zhì)第三節(jié)

數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)1雙絞線

雙絞線是由一對(duì)或多對(duì)絕緣銅導(dǎo)線組成，為了減少信號(hào)傳輸中串?dāng)_及電磁干擾（EMI）影響的程度，通常將這些線按一定的密度互相纏繞在一起?？煞譃榉瞧帘坞p絞線UTP（UnshieldedTwistedPair）和屏蔽雙絞線STP（ShieldedTwistedPair）。UTP易彎曲、易安裝，具有阻燃性，布線靈活。STP價(jià)格高，安裝困難，需連結(jié)器，抗干擾性好。按性能可分九個(gè)不同的等級(jí)，級(jí)別越高性能越好。

UTP和STP雙絞線

優(yōu)點(diǎn)：是模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信最普通的傳輸媒體，主要應(yīng)用范圍是電話系統(tǒng)中的模擬話音傳輸，最適合于較短距離的信息傳輸；價(jià)格便宜，安裝容易，使用廣泛。缺點(diǎn)：對(duì)電磁干擾比較敏感，不適合傳輸高速數(shù)據(jù)。當(dāng)超過(guò)幾千米時(shí)信號(hào)因衰減可能會(huì)產(chǎn)生畸變，這時(shí)就要使用中繼器（Repeater）來(lái)放大信號(hào)和再生波形。2同軸電纜同軸電纜是由繞同一軸線的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，即內(nèi)導(dǎo)體（銅芯導(dǎo)線）和外導(dǎo)體(屏蔽層)，外導(dǎo)體的作用是屏蔽電磁干擾和輻射，兩導(dǎo)體之間用絕緣材料隔離。同軸電纜具有較高的帶寬和極好的抗干擾特性。同軸電纜的規(guī)格是指電纜粗細(xì)程度的度量，按射頻級(jí)測(cè)量單位（RG）來(lái)度量，RG越高，銅芯導(dǎo)線越細(xì)，RG越低，銅芯導(dǎo)線越粗。同軸電纜又分為基帶同軸電纜（阻抗50）和寬帶同軸電纜（阻抗為75）?；鶐S電纜用于數(shù)字傳輸，寬帶同軸電纜用于模擬傳輸。CATV電纜就是寬帶同軸電纜。在局域網(wǎng)中多使用基帶同軸電纜，基帶同軸電纜又分為粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜。與雙絞線比較，同軸電纜可支持極寬的頻寬和具備極好的噪音抑制特性，故可同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、話音及影像。常用同軸電纜的型號(hào)和應(yīng)用如下：阻抗為50歐姆的粗纜RG-8或RG-11，用于粗纜以太網(wǎng)；阻抗為50歐姆的細(xì)纜RG-58A/U或C/U，用于細(xì)纜以太網(wǎng)；阻抗為75歐姆的電纜RG-59，用于有線電視CATV。

電纜類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型電纜電阻/端接器(?)RG-810Base5以太網(wǎng)50RG-1110Base5以太網(wǎng)50RG-58A/U10Base2以太網(wǎng)50RG-59/UARCnet網(wǎng)，有線電視網(wǎng)75RG-62A/UARCnet網(wǎng)933光導(dǎo)纖維根據(jù)使用的光源和傳輸模式，光纖可分為多模光纖和單模光纖。多模光纖：采用發(fā)光二極管產(chǎn)生可見(jiàn)光作為光源。纖芯的直徑較粗，光纖中可能有許多種沿不同途徑同時(shí)傳播的模式單模光纖：采用注入式激光二極管作為光源，芯線直徑一般為幾個(gè)光波的波長(zhǎng)，當(dāng)激光束進(jìn)人玻璃芯中的角度差別很小時(shí)，能以單一的模式無(wú)反射地沿軸向直線傳播。單模光纖的傳輸率較高，信號(hào)衰減小，傳輸距離長(zhǎng)，但比多模光纖更難制造，價(jià)格更高發(fā)送端采用發(fā)光二極管LED或半導(dǎo)體激光器作為光源，它們?cè)陔娒}沖的作用下產(chǎn)生光脈沖，光脈沖通過(guò)玻璃芯從而傳遞信息。在接收端利用光電二極管作為光檢測(cè)器，還原出電脈沖。光纜的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)的損耗小、頻帶寬、傳輸率高，從l00Mbps到l000Mbps，甚至更高，且不受外界電磁干擾。另外，由于它本身沒(méi)有電磁輻射，所以它傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽(tīng)，保密性能好。但是它的成本高并且連接技術(shù)比較復(fù)雜。光纜主要用于長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的主干線。4.無(wú)線電傳輸

根據(jù)距離的遠(yuǎn)近和對(duì)通信速率的要求，可以選用不同的有線介質(zhì)，但是，若通信線路要通過(guò)一些高山、島嶼或河流時(shí)，鋪設(shè)線路就非常困難，而且成本非常高，這時(shí)候就可以考慮使用無(wú)線電波在自由空間的傳播實(shí)現(xiàn)多種通信。4.無(wú)線電傳輸無(wú)線電波主要應(yīng)用于無(wú)線電廣播、電視廣播及通信領(lǐng)域。ITU-R已將無(wú)線電波的頻率劃分為若干波段，即低頻（LF）、中頻（MF）、高頻（HF）、甚高頻（VHF）、特高頻（SHF）、超高頻（UHF）和極高頻（EHF）。低頻的范圍約30kHz～300kHz，中頻的范圍約300kHz～3MHz，依次類(lèi)推。微波的頻率范圍為300MHz～300GHz（特高頻以上），但主要是使用2～40GHz的頻率范圍。微波在空間主要是直線傳播。微波通信有兩種主要的方式：地面微波接力通信衛(wèi)星通信地球地面站之間的直視線路微波傳送塔（1）地面微波接力在物理線路昂貴或地理?xiàng)l件不允許的情況下適用；通過(guò)地球表面的大氣傳播，易受到建筑物或天氣的影響；但受外界干擾比較小，傳輸質(zhì)量較高。微波波段頻率很高，其頻段范圍也很寬，因此其通信信道的容量很大。建設(shè)投資少，見(jiàn)效快。隱蔽性和保密性較差。地球地面站地面站優(yōu)點(diǎn)：通信距離遠(yuǎn)，在電波覆蓋范圍內(nèi)，任何一處都可以通信，且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。受陸地災(zāi)害影響小，可靠性高；易于實(shí)現(xiàn)廣播通信和多址通信；缺點(diǎn)：通信費(fèi)用高，延時(shí)較大；10GHZ以上雨衰較大；易受太陽(yáng)噪聲的干擾；衛(wèi)星通信是微波通信的一種方式，其使用的波段和微波通信一樣，目前用得較多的是4/6GHz頻段，只不過(guò)它是依靠地球同步衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)。（2）衛(wèi)星通信（3）常用傳輸媒體的比較同步就是要接收方按照發(fā)送方發(fā)送的每個(gè)碼元/比特起止時(shí)刻和速率來(lái)接收數(shù)據(jù)，否則，收發(fā)之間會(huì)產(chǎn)生誤差，即使是很小的誤差，隨著時(shí)間增加的逐步累積，也會(huì)造成傳輸?shù)臄?shù)據(jù)出錯(cuò)。在通信時(shí)，接收端要校準(zhǔn)自己的時(shí)間和重復(fù)頻率，以便和發(fā)送端保持一致，這一過(guò)程稱(chēng)為“同步過(guò)程”。并行傳輸中同步問(wèn)題的解決方法為增加幾條交互信號(hào)線。在串行通信中，為了節(jié)省信道或者適應(yīng)現(xiàn)有的信道，通常不能另外加入控制信號(hào)線。這樣就無(wú)法在硬件上保證同步了，只能通過(guò)嚴(yán)密的通信協(xié)議來(lái)保證同步。第四節(jié)

同步技術(shù)與交換技術(shù)一、同步技術(shù)1．同步傳輸通常，同步方式的信息格式是一組字符或一個(gè)二進(jìn)制位組成的數(shù)據(jù)塊（也稱(chēng)為幀）。對(duì)這些數(shù)據(jù)，不需要附加起始位或停止位，而是在發(fā)送一組字符或數(shù)據(jù)塊之前先發(fā)送一個(gè)同步字符SYN（以01101000表示）或一個(gè)同步字節(jié)（01111110），用于接收方進(jìn)行同步檢測(cè)，從而使收發(fā)雙方進(jìn)入同步狀態(tài)。在同步字符或字節(jié)之后，可以連續(xù)發(fā)送任意多個(gè)字符或數(shù)據(jù)塊，發(fā)送數(shù)據(jù)完畢后，再使用同步字符或字節(jié)來(lái)標(biāo)識(shí)整個(gè)發(fā)送過(guò)程的結(jié)束。2．異步傳輸異步傳輸?shù)拿總€(gè)字符都獨(dú)立傳輸（字符/次），傳輸時(shí)，在每個(gè)字符前加上起始位，在它的后面加上結(jié)束位，以這種方式來(lái)確定一個(gè)字節(jié)的開(kāi)始和結(jié)束；雙方以約定的速率傳送字符，接收時(shí)：接收方以接收到的起始位確認(rèn)接收開(kāi)始。異步傳輸通過(guò)約定傳輸速率來(lái)實(shí)現(xiàn)位同步，通過(guò)起始位和結(jié)束位來(lái)實(shí)現(xiàn)字符同步，通過(guò)特殊字符來(lái)保證幀同步。二、

數(shù)據(jù)交換技術(shù)

我們從一個(gè)城市到另一個(gè)城市，如果沒(méi)有直達(dá)車(chē)的話，通常只能采取中途換乘的方式。在多個(gè)通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)也很難實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩端直接相連傳送，通常要通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)。那么，怎么實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與轉(zhuǎn)發(fā)？有哪些數(shù)據(jù)交換方式？？二、數(shù)據(jù)交換技術(shù)當(dāng)信源和信宿間沒(méi)有線路直接相連時(shí)，信源發(fā)出的數(shù)據(jù)先到達(dá)與之相連的中間節(jié)點(diǎn)，再?gòu)脑撝虚g節(jié)點(diǎn)傳到下一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，直至到信宿，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為交換。交換系統(tǒng)的基本功能是提供用戶通信接口之間的連接。在不同的交換方式中，其連接可以是物理的，也可以是邏輯的。物理連接，是指用戶通信過(guò)程中，不論用戶有無(wú)信息傳送，交換網(wǎng)絡(luò)始終按預(yù)先分配的方法保持其專(zhuān)用的接續(xù)通路；邏輯連接則只有在用戶有信息傳送時(shí)，才按需分配提供接續(xù)通路。因此，邏輯連接也稱(chēng)之為虛連接(VirtualConnection)。1電路交換也稱(chēng)為線路交換，是一種直接的交換方式，為一對(duì)需要進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)之間提供一條臨時(shí)的專(zhuān)用通道。這條通道既可以是物理通道又可以是邏輯通道。它是由節(jié)點(diǎn)內(nèi)部電路對(duì)節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑經(jīng)過(guò)適當(dāng)選擇、連接而完成的，是一條由多個(gè)節(jié)點(diǎn)和多條節(jié)點(diǎn)間傳輸路徑組成的鏈路。電路交換通信的3個(gè)階段建立電路數(shù)據(jù)傳輸電路拆除＊電路交換原理實(shí)現(xiàn)電路交換的核心設(shè)備是電路交換機(jī)，它由交換電路部分和控制電路部分構(gòu)成。△交換電路部分：實(shí)現(xiàn)主、被叫用戶的連接，其核心是交換網(wǎng)，可以采用空分交換方式和時(shí)分交換方式?！骺刂齐娐凡糠郑焊鶕?jù)主叫用戶的選線信號(hào)控制交換電路完成接續(xù)。按具體實(shí)現(xiàn)的控制電路，分為布線邏輯控制（簡(jiǎn)稱(chēng)布控）和存儲(chǔ)程序控制（簡(jiǎn)稱(chēng)程控）。布控為硬件控制交換機(jī)的動(dòng)作，而程控是用軟件來(lái)控制交換機(jī)的動(dòng)作。優(yōu)點(diǎn)：傳輸延遲小，唯一的延遲是物理信號(hào)的傳播延遲：一旦建立物理連接，便不再需要交換開(kāi)銷(xiāo)；一旦線路建立，便不會(huì)發(fā)生沖突。獨(dú)享物理線路缺點(diǎn)：建立物理線路所需的時(shí)間長(zhǎng)：這個(gè)過(guò)程常常需要10秒甚至更長(zhǎng)的時(shí)間（呼叫市內(nèi)電話、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途和國(guó)際長(zhǎng)途，需要的時(shí)間是不同的）；電路交換的信道利用率低；適用于實(shí)時(shí)大批量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。2報(bào)文交換（1）報(bào)文交換概念報(bào)文交換的基本思想是“存儲(chǔ)一轉(zhuǎn)發(fā)”，即當(dāng)用戶的報(bào)文到達(dá)交換機(jī)時(shí)，先將報(bào)文存儲(chǔ)在交換機(jī)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)所需要的輸出電路有空閑時(shí)，再將該報(bào)文發(fā)向接收交換機(jī)或用戶終端。在報(bào)文交換方式中，信息是以報(bào)文為單位接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。一份報(bào)文應(yīng)包括3個(gè)部分。①報(bào)頭或標(biāo)題：包括收/發(fā)信站地址和其他輔助控制信息等。②報(bào)文正文：傳輸用戶信息。③報(bào)尾：表示報(bào)文的結(jié)束標(biāo)志。2報(bào)文交換（2）報(bào)文交換原理

（3）報(bào)文交換的特點(diǎn)報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地。可以建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文在節(jié)點(diǎn)可優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)。報(bào)文大小不一，因此存儲(chǔ)管理較為復(fù)雜。大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)容量要求較高。出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文必須全部重發(fā)。報(bào)文交換只適用于傳輸數(shù)字信號(hào)。3分組交換屬于“存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)”交換，它不像報(bào)文交換以報(bào)文為單位進(jìn)行交換、傳輸，而是以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的“報(bào)文分組”為單位進(jìn)行交換傳輸。假如A站有一份比較長(zhǎng)的報(bào)文要發(fā)送給C站。則它首先將報(bào)文按規(guī)定長(zhǎng)度劃分成若干分組，每個(gè)分組附加上地址及糾錯(cuò)等其他信息，然后將這些分組順序發(fā)送到交換網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)C。分組交換又分為