第二章 复用技术与数据交换
40页1、第2章 计算机网络技术基础,目录,2.1 数据通信基本概念 2.2 数据编码技术与时钟同步 2.3 数据交换技术 2.5 差错控制方法 2.6 同步数字网络SDH,2.2.3 模拟数据的数字信号编码,模拟数据转换成数字数据,需要进行数字信号编码。 常用方法是脉码调制PCM。是一种模/数转换技术,它是美国物理学家里弗斯于1937年提出。 原理:以采样定理为基础,若对连续变化的模拟信号进行周期性采样,只要采样频率大于等于有效信号最高频率或其带宽的两倍,则采样值便可包含原始信号的全部信息。,脉码调制PCM,脉码调制的过程包括:采样、量化、编码三个步骤。 1.采样,以采样频率Fs(FsFmax)把模拟信号的值采出; 2.量化,使连续模拟信号变为时间轴上的离散值,也就是分级的过程,把采样的值按量级取整,得到一个个不连续的值。 3.编码,将离散值编成一定位数的二进制数值。图中是8个量化等级,故取3位二进制编码就可以了。,传输和接收,在发送端经过PCM之后,可将模拟信号转换成二进制脉冲序列,然后通过信道进行传输。 在接收端,先进行译码,将二进制的数码转换成原来的模拟信号的幅度不等的量化脉冲,然后再经
2、过滤波,就可使幅度不同的量化脉冲还原成原来的模拟信号。,数据传输速率,根据原始信号的带宽,可以估算出脉码调制的数码脉冲速度。如果语音数据限于4000Hz以下的频率,那么每秒钟8000次的采样可以满足完整地表示语音信号的特征。 使用7位二进制表示每次采样的话,就允许有128个量化级,这就意味着,仅仅是语音信号就需要有每秒钟8000次采样每次采样7位=56000bps(即56kbps)的数据传输速率。,,在带宽为1000KHz的图像电话中,若其量化级个数为8,则数据传输速率为( )。 A. 2000Kbps B. 4000Kbps C. 6000Kbps,解:信道带宽为1000KHz,则最低的采样次数为2000K。 已知量化级个数为8,则每次采样需用3位二进制值来表示。 所以,数据传输速率= 2000K * 3=6000Kbps,2.2.4 多路复用技术,数据通信系统中,由于通信的需求快速增加,而铺设管线的成本很高。 为了有效利用通信线路,需要一条信道同时传输多路信号,这就是复用技术。 常用的复用技术包括:频分复用、时分复用、码分复用和波分复用。,1. 频分复用,频分复用(FDM,Freq
3、uency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道),每一个子信道传输一路信号。(形象理解:纵切),频分复用,频分复用中,多路原始信号在频分复用之前,先要通过频谱搬移技术将各路信号的频谱搬移到物理信道频谱的不同段上,使信号的带宽互不重叠,这可通过采用不同的载波频率进行调制来实现。,频分复用,为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰,应在各子信道之间设立隔离频带,这样就保证了各路信号互不干扰。 频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和。为什么? 频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作。,2. 时分复用,时分复用(TDM):将一条物理信道按时间分成若干个时间片(时隙)。(形象理解:横切) 每一个时间片(时隙)由复用的一个信号占用,多个时间片可以轮流分配给多个信号使用,实现了一条物理信道上传输多路数字信号的目的。 假设每个输入的数据比特率是9. 6kbit / s ,线路的最大比特率为76. 8 kbit/s ,则可传输8 路信号。,时分复用,时分复用中每一路信号传输都使用信道的全部带宽,但只能使用其中某个时隙
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