模块二 项目二 同步技术与多路复用技术（课件）-《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）同步精品课堂

2.2 同步技术与多路复用技术 计算机网络基础 同步精品课堂 河北科学技术出版社 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 目录 任务一 同步技术 任务二 多路复用技术 contents 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 一 01 了解同步技术的概念 02 03 掌握同步传输方式与异步传输方式 掌握常用的多路复用技术的工作原理 教学重难点 二 教学重点 常用的多路复用技术 教学难点 异步传输方式 导入新课 三 在收发信件时，经常会有收发不同步，出现信息差的情况，在当今计算机网络时代进行通信时，通信系统是如何解决这种信息收发不同步的情况呢？ 任务一 同步技术 新知讲授 四 在数据通信系统中接收端收到的信息应与发送端发出的信息完全一致，这就要求在通信中收发双方必须有统一的、协调一致的动作。否则收发双方之间就会出现误差，因此，需要采取”同步“技术，统一收发两端动作、保持收发步调一致的过程就称为”同步“。常用的同步技术有以下两种： 1 同步传输 方式 2 异步传输方式 新知讲授 四 同步传输方式 这种方式不以字符为单位，而以数据块（一组比特流或字符）为单位传输。在传输中，字符之间不加起始位和停止位，为了使接收方容易确定数据块的开始和结束，需要在每个数据块的前后加上起始和结束标志，以便使发送方和接收方之间能建立起一个同步的传输过程。 数据块起始和结束标志的特征取决于数据块是面向字符的还是面向比特的。 新知讲授 四 面向字符的传输 数据块的内容是由若干个字符组成的，并在每组字符前后各加一个同步字符（SYN）。当接收端接收到同步字符时开始接收数据，直到再次收到同步字符时停止接收，然后进入等待状态，准备下一次通信。 面向比特的传输 同步传输方式 数据块的内容是一串比特流，相应的首尾标志可以是某一特殊的位模式，并在发送过程的前后分别使用一个特殊的8位串（01111110）作为同步字节来表示发送的开始和结束。 新知讲授 四 面向字符的传输 面向比特的传输 新知讲授 四 在同步传输中将整个字符组作为一个单位进行传送，且附加位比较少，从而提高了数据传输效率。这种方式一般用于高速传输数据的系统中。但是要求收发双方的时钟严格同步，加重了数据通信设备的负担。如果传输的数据中出现与同步字符（或同步字节）相同的数据，则需要额外的技术来解决；如果一次传输有错，则需要将该次传输的整个数据块进行重传，且控制比较复杂。 同步传输的优缺点 新知讲授 四 异步传输方式 这种方式是计算机网络中常用的同步方式。在异步传输方式中，同一个字符内相邻两位的间隔是固定的，而两个字符之间的间隔是不固定的，即所谓的”字符内同步，字符间异步“。在异步传输方式中每个字符含相同的位数，字符每位的位宽相同，传送每个字符所用的时间由字符的起始位和停止位之间的时间间隔决定，为一固定值。起始位起到一个字符内的各位的同步作用。故异步传输方式又称为起止式同步。 新知讲授 四 异步传输方式 1 10101011 0 1 01101101 0 停止位 数据位 起始位 新知讲授 四 异步传输方式由于附加了起始位和停止位，增加了传输开销，所以传输效率有所下降。但如果出现错误，只需重发一个字符即可。这种方式控制简单，实现容易，适用于低速率场合。 异步传输的优缺点 任务二 多路复用技术 新知讲授 四 ❆产生原因:为了节省通信系统的建设、使用费用，提高通信系统的工作效率。 ❆多路复用的基本原理：数据通信系统或计算机网络系统中，传输媒体的带宽或容量往往会大于传输单一信号的需求，为了有效地利用通信线路，希望一个信道同时传输多路信号，这就是所谓的多路复用技术(Multiplexing)。复用技术过程如下图所示。 新知讲授 四 常见的多路复用技术 频分多路复用（FDM） 时分多路复用（TDM） 波分多路复用（WDM） 多路复用技术 统计时分多路复用（STDM） 新知讲授 四 多 路 复 用 器 （MUX） 多 路 复 用 器 （MUX） 子信道1 子信道2 子信道3 子信道4 用户1 用户4 f1 f2 f3 f4 …… 目的主机1 目的主机2 …… 频分多路复用（FDM） 新知讲授 四 概 念 特点 各子信道相互独立，各子信道上是并行传输的。在FDM中，各路信号以不同的载波频率进行调制，各路信号所占用的频带不相互重叠，相邻信号之问有保护频道，以防止多路信号之间的互相干扰。适用于模拟信号。 频分多路复用（FDM） 频分多路复用（FDM）是按频率区分信号的方法，将具有一定带宽的信道分割为若干个有较小频带的子信道，每个子信道传输一路信号。 物理带宽>=所有子信道带宽之和； 新知讲授 四 时分多路复用（TDM） 时分多路复用（TDM）就是将提供给整个信道传输信息的时间，划分成若干时间片（简称时隙），并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内，独占信道进行数据传输。 信道能达到的数据传输速率超过各路信号源所要求的数据传输速率。 所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。适合于传输数字信号。 概 念 特点 新知讲授 四 概 念 特点 统计时分多路复用是TDM的改进版。按需动态分配时隙。 统计时分多路复用（STDM） 统计时分多路复用（STDM）是一种根据信号源实际需要动态分配线路资源的时分复用方法。只有当信号源有数据要发送时才为其分配线路资源，当用户暂停发送数据时，不为其分配线路资源，从而线路的传输能力可以被其他用户使用，从而提高信道利用率。 新知讲授 四 概 念 特点 主要用于光纤通信。 波分多路复用（WDM） 波分多路复用（WDM)原理同频分多路复用相似，就是光的频分多路复用。将不同波长（频率）的光载波信号在发送端经合波器汇合在一起，在接收端经分波器分离的技术。 新知讲授 四 各种多路复用技术总结 1）频分复用的所有用户同样的时间占用不同的频带资源并通信；适用于模拟信号。如电话系统。”并行“ 2）时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度；”并发“ 3）统计时分复用是在时分复用的基础上动态的按需分配线路资源； 4）波分复用的原理同频分多路复用相似；主要用于光纤通信； 师生互动 五 1、利用计算机搜索“通信系统中的复用技术”相关知识，并进行讨论查询到的信息。 2、分小组讨论同步传输与异步传输的区别。 3、分小组讨论总结各种复用技术的特点及应用场合。 讨论 随堂练习 六 1、 为了提高信道的利用率，通信系统采用（）技术来传送多路信号。 A. 多路复用 B. 数据调制 C. 信息压缩 D. 数据编码 答案：A 解析：多路复用技术是为了提高信道的利用率而产生的。 随堂练习 六 2、 在面向比特的同步传输中，传输单位是（）。 A. 比特流 B. 字节流 C. 信息流 D. 文字流 答案：A 解析：同步传输技术中的面向比特传输方式的单位是比特流。 随堂练习 六 3、 多路复用技术主要包括______多路复用、______多路复用和______多路复用。 答案：频率 解析：频分多路复用FDM是按频率区分信号的方法。 4、 FDM是按______区分信号的方法。 答案：频分 时分 波分 解析：多路复用技术主要包括频分多路复用、时分多路复用和波分多路复用 随堂练习 六 5、WDM主要采用_____通信。 答案：光纤 解析：波分多路复用主要用于光纤通信。 课堂小结 七 谢谢 $$