单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,网络世界有你有我,*,数据通信基础,差错控制技术,产生差错的原因及控制,1、,出现差错的必然性,外部电磁场的干扰,由传输导体内部电子热运动产生的热噪声,2、避免出错的方法,提高通信系统的通信质量,检测错误并加以纠正,检错常用的方法是在发送数据时加入校验码,网络世界有你有我,差错控制方法,检测与纠正,时间冗余法,设备冗余法,数据冗余法,对数据块进行某种,抗干扰编码,检错码&纠错码,奇偶校验码,循环冗余校验码(CRC),海明码（R.Hamming),网络世界有你有我,奇偶校验码,奇偶检验码是通过增加冗余位来使得码字中,“1”的个数保持为奇数或偶数,的编码方法它在通信中使用时又可以分为垂直奇偶检验、水平奇偶检验和水平垂直奇偶检验等类型垂直奇偶检验,编码效率为:R=p（p+1）,奇偶检验方法能检测出每列中的所有奇数个位的错，但检测不出偶数个位的错对于突发错误来说，奇数位错与偶数位错的概率接近于相等，因而,对差错的漏检率接近于1/2,水平奇偶检验,编码效率是 R=q（q+1）,对各个信息段的相应位横向进行编码，对应每一行产生一个奇偶检验冗余位;,不能在发送过程中边产生奇偶检验冗余位，边插入发送，而必须等要发送的完整信息块到齐后，才能产生冗余位，一定要使用记忆寄存器。
网络世界有你有我,奇偶校验码,同时进行水平奇偶检验和垂直奇偶检验就构成了水平垂直奇偶检验,它能检测出所有3位或3位以下的错误,奇数位错、突发长度p+1的突发错以及很大一部分偶数位错其还可以纠正部分差错，例如仅在某一行和某一列中有奇数位错时，就能确定错误的位置就在该行和该列的交叉处，从而得以纠正另外，当某一行出现偶数个错时，虽然水平检验不能发现，但在其垂直检验中还是可能被查出只有当有错的各行和各列中出错位数均为偶数时，才不可能被发现网络世界有你有我,奇偶校验码,在实际的数据通信中，,垂直奇偶检验主要用于异步传输,，通常情况下一列对应一个字符当采用ASCII编码时，P=7，其结果就是在7位表示字符的数据位上再附加第8位的奇偶位例如，字符A用ASCII码表示为1000001，采用偶检验，第8位应该是0水平检验码则是用于同步传输,，通常是把一群字符作为一个块传送，字符之间没有时间间隔（同步传输）结果产生一个附加的字符跟在块的后面通常人们还把这种水平检验编码称作块检验码（BCC），把所附加的字符叫做,块检验字符,网络世界有你有我,CRC,循环冗余码（CRC,-Cyclic Redundancy Code）,在计算机网络中用的最广泛，漏检率低，便于实现。
CRC码又称,多项式码,任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系：,一个K位帧可以看成是从X,K-1,到X,0,的K次多项式的系数序列，这个多项式的阶数为K-1，高位（最左边）是X,K-1,项的系数，下一位是X,K-2,的系数，依次类推例如，1011011有7位，表示成多项式是X,6,+X,4,+X,3,+X+1；而多项式X,5,+X,4,+X,2,+X对应的位串是110110f(x)=X,6,+X,4,+X,3,+X+1 系数对应 1011011,g(x)=X,5,+X,4,+X,2,+X 系数对应 110110,网络世界有你有我,CRC,K位信息 （k-1）次多项式K（x）,R位冗余位 （r-1）次多项式R（x）,N=K+R （n-1）次,多项式T（x）,T（x）=,x,r,K(x)+R（x）,信息位 1010001 K（x）=X,6,+X,4,+1,冗余位,1101,R（x）=X,3,+X,2,+1,码字 1010001,1101,T（x）=X,10,+X,8,+X,4,+X,3,+X,2,+1,由信息位产生冗余位的过程，就是已知K（x）求R（x）,CRC中，可以通过找到一个特定的r次多项式,G（x）,来实现。
网络世界有你有我,CRC,利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错这个规则，在差错控制理论中称为“生成多项式”生成多项式的最高幂次项系数是固定的1除法电路可以完成得到余式的编码操作网络世界有你有我,CRC,算法如下：,设G（x）为r阶，在帧的末尾附加r个零，使帧为,k+r,位，则其对应的多项式是,x,r,K(x),;,按模2除法用对应G（x）的位串去除对应x,r,K(x)的位串;,按模2减法从对应于x,r,K(x)的位串减去余数（总是等于或小于r位）结果就是要传送的带检验和的帧，叫多项式T（x）网络世界有你有我,CRC,G（x,）,）,x,r,K(x),网络世,界,界有你,有,有我,CRC,G（X,）,）由协,议,议规定,CRC-12,：,：x,12,+x,11,+x,3,+x,2,+x+1,CRC-16,：,：x,16,+x,15,+x,2,+1,CRC-CCITT,：,：x,16,+x,12,+x,5,+1,CRC-32,：,：x,32,+x,26,+x,23,+x,22,+x,16,+x,11,+x,10,+x,8,+x,7,+x,5,+x,4,+x,2,+x+1,网络世,界,界有你,有,有我,CRC,接收方,按模2,除,除法用,对,对应G,（,（x）,的,的位串,去,去除接,收,收到,的,的位串,：,：,若得出,的,的余数,R,=0,，,，则判,定,定这个,帧,帧没有,差,差错，,就,就接受(accept)；,若余数,R,0，则,判,判定这,个,个帧有,差,差错，,就,就丢弃。
但这种,检,检测方,法,法并不,能,能确定,究,究竟是,哪,哪一个,或,或哪几,个,个比特,出,出现了,差,差错只要经,过,过严格,的,的挑选,，,，并使,用,用位数,足,足够多,的,的除数,P,，那么,出,出现检,测,测不到,的,的差错,的,的概率,就,就很小,很,很小网络世,界,界有你,有,有我,CRC,在数据,后,后面添,加,加上的,冗,冗余码,称,称为帧检验,序,序列FCS(Frame Check Sequence)循环冗,余,余检验CRC 和,帧,帧检验,序,序列FCS,并,并不等,同,同CRC,是,是一,种,种常用,的,的检错方,法,法，而FCS,是,是添,加,加在数,据,据后面,的,的冗余码FCS,可,可以,用,用 CRC,这,这种方,法,法得出,，,，但CRC,并,并非,用,用来获,得,得 FCS,的,的唯一,方,方法网络世,界,界有你,有,有我,数据通,信,信基础,网络传,输,输介质,物理传,输,输介质,物理媒,体,体使得,电,电子信,号,号从一,台,台计算,机,机到另,一,一台计,算,算机的,传,传输成,为,为可能,；,；,站点之,间,间传送,的,的所有,信,信号都,是,是由某,种,种形式,的,的电磁,波,波组成,；,；,根据电,磁,磁波的,频,频率，,使,使用不,同,同的媒,体,体来传,送,送信号,。
网络世,界,界有你,有,有我,电磁频,谱,谱,频段,划分,低频,(LF),中频,(MF),高频,(HF),甚高频,(VHF),特高频,(UHF),超高频,(SHF),极高频,(EHF),频率范围,30300 kHz,300 kHz3 MHz,330 MHz,30300 MHz,300 MHz3 GHz,330 GHz,30 GHz,网络世,界,界有你,有,有我,传输介,质,质特性,价格,安装要,求,求,带宽,衰减,抗电磁,干,干扰性,网络世,界,界有你,有,有我,同轴电,缆,缆,外导体屏蔽层,绝缘层,绝缘保护套层,内导体,网络世,界,界有你,有,有我,同轴电,缆,缆,RG-8/RG-1150,RG-58,50,RG-597,5,RG-62,93,Coaxial Cable,网络世,界,界有你,有,有我,双绞线,网络世,界,界有你,有,有我,双绞线,A,扭绞距,线径,0.41.4 mm,B,近端串扰,远端串扰,为什么,绞,绞合在,一,一起？,网络世,界,界有你,有,有我,双绞线,T,wisted,P,air,Cat.1audio&20kHz,Cat2.1MHz(4Mbps),Cat3.16MHz(10Mbps),Cat4.20MHz(16Mbps),Cat5.100MHz(100Mbps),cat5E.100MHz(100Mbps),Cat6.250MHz(1000Mbps),Cat6E.250MHz(1000Mbps),Cat7.600MHz(10Gbps)(STP),ANSI/EIA/TIA-568A(B),ISO,S,hield&,U,nshield,网络世,界,界有你,有,有我,光纤,折射角,入射角,包层,（低折射率的媒体）,包层,（低折射率的媒体）,纤芯,（高折射率的媒体）,包层,纤芯,纤芯和,周,周围比,纤,纤芯的,折,折射率,稍,稍低的,材,材料做,成,成的包,层,层，将,射,射入纤,芯,芯的光,信,信号，,经,经包层,界,界面反,射,射，使,光,光信号,在,在纤芯,中,中传播,前,前进的,媒,媒体,网络世,界,界有你,有,有我,光纤,高折射率,(纤芯),低折射率,(包层),光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射,网络世,界,界有你,有,有我,光纤,光纤按,模,模式分,：,：,单模8.3-10,m/125,m,多模50,m/125,m、62.5,m/125,m,窗口（,波,波段）,800-900nm,1250-1350nm,1500-1600nm,单模：,850/1300nm,多模：,1310-1550nm,网络世,界,界有你,有,有我,输入脉冲,输出脉冲,单模光纤,光纤,输入脉冲,输出脉冲,多模光,纤,纤,网络世,界,界有你,有,有我,单模光,纤,纤和多,模,模光纤,多模光,纤,纤（multi-modefiber,）,）,内芯直,径,径稍大,其中,有,有多个,光,光沿不,同,同的方,向,向同时,传,传播。
直径为62.5,m,使用普,通,通发光,二,二极管,作,作为光,源,源,波长为0.85um,中继距,离,离2公,里,里,单模光,纤,纤（single-mode fiber）,内芯直,径,径较小,，,，与光,的,的波长,接,接近，,光,光沿同,一,一方向,传,传播直径为810,m,使用激,光,光源,波,波长为1.55um,中继距,离,离100公里,激光器,光检波器,单束光线沿直线传播,多束光线以不同的反射角传播,激光器,包层折射率低,纤芯折射率高,亮度调制,光检波器,网络世,界,界有你,有,有我,光纤,作为传,输,输介质,的,的光导纤,维,维，还需,要,要光源和检测器,光源:,发光二,极,极管(LightEmittingDiode),注入式,激,激光二,极,极管ILD(Injection Laser Diode)适用,于,于单模,光,光纤）,检测器,在接收,端,端用来,将,将光变,换,换成电,能,能的是光电二,极,极管网络世,界,界有你,有,有我,作业题,对于带,宽,宽为6MHz,的,的信道,，,，若用4种不,同,同的状,态,态来表,示,示数据,，,，在不,考,考虑热,噪,噪声的,情,情况下,，,，该信,道,道的最,大,大数据,传,传输速,率,率是多,少,少？,信道带,宽,宽为3KHz,，,，信噪,比,比为30db,，,，则每,秒,秒能发,送,送的比,特,特数不,会,会超过,多,多少？,对于带,宽,宽为4KHz,的,的语音,信,信号，,采,采用量,化,化级别,为,为128的PCM方,法,法编码,，,，问所,产,产生的,二,二进制,位,位要用,多,多大的,传,传输速,率,率的信,道,道才能,传,传输？,采用曼,彻,。
