第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層

1、第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1 1頁頁第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2 2頁頁2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)2.2 多路復(fù)用多路復(fù)用2.3 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換2.5 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 本章主要討論數(shù)據(jù)通信的基本概念、原理本章主要討論數(shù)據(jù)通信的基本概念、原理和技術(shù)，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議。和技術(shù)，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議。 2.4 物理層物理層第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3 3頁頁1.數(shù)據(jù)通信的定義數(shù)據(jù)通信的

2、定義 指按照一定的通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)以某種信號(hào)的方式，指按照一定的通信協(xié)議，將數(shù)據(jù)以某種信號(hào)的方式，通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)來完成數(shù)據(jù)信息的傳輸、交換、存儲(chǔ)和處理的過程。和處理的過程。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4 4頁頁 辨析：辨析： 信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)、數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)、數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信。信息信息:與與“不確定性不確定性”相聯(lián)系，是消息的本質(zhì)內(nèi)容相聯(lián)系，是消息的本質(zhì)內(nèi)容 定量描述定量描述I(x)= -lgP(x) (根據(jù)香農(nóng)理論根據(jù)香農(nóng)理論)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù):任何描述物體、概念、事實(shí)、

3、圖形圖像的數(shù)字、任何描述物體、概念、事實(shí)、圖形圖像的數(shù)字、 字母和符號(hào)。字母和符號(hào)。信號(hào)信號(hào):數(shù)據(jù)在介質(zhì)上的具體表現(xiàn)形式數(shù)據(jù)在介質(zhì)上的具體表現(xiàn)形式(表現(xiàn)為電、磁、表現(xiàn)為電、磁、 光的編碼光的編碼)數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信數(shù)字通信與數(shù)據(jù)通信:概念不同，不同在哪？概念不同，不同在哪？第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5 5頁頁2.數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量指標(biāo)（1）有效性：）有效性：指在給定的信道中單位時(shí)間內(nèi)能傳輸信息指在給定的信道中單位時(shí)間內(nèi)能傳輸信息量的多少，即用傳輸信息的速率來衡量。量的多少，即用傳輸信息的速率來衡量。 信息速率信息速率，也

4、稱信息傳輸速率（或稱比特率），用，也稱信息傳輸速率（或稱比特率），用Rb來標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過信道的來標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)通過信道的信息量信息量，單位，單位:比特比特/秒（秒（b/s或或bps）。）。 碼元速率碼元速率，也稱碼元傳輸速率（或稱調(diào)制速率、波，也稱碼元傳輸速率（或稱調(diào)制速率、波特率），用特率），用Rs標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)信道上實(shí)際傳輸標(biāo)記，它表示單位時(shí)間內(nèi)信道上實(shí)際傳輸碼元個(gè)數(shù)碼元個(gè)數(shù)或脈沖個(gè)數(shù)，單位或脈沖個(gè)數(shù)，單位:波特（波特（Baud）。）。 Baud T1Rs第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第6 6頁頁例：當(dāng)波特率

5、為例：當(dāng)波特率為9600時(shí)時(shí)若若M=2M=2進(jìn)制，數(shù)據(jù)傳輸率為進(jìn)制，數(shù)據(jù)傳輸率為9600b/s9600b/s若若M=16M=16進(jìn)制，數(shù)據(jù)傳輸率為進(jìn)制，數(shù)據(jù)傳輸率為38.4kb/s38.4kb/s第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第7 7頁頁（2）可靠性：）可靠性：指接收信息的準(zhǔn)確程度，可用錯(cuò)誤率（差指接收信息的準(zhǔn)確程度，可用錯(cuò)誤率（差錯(cuò)率）來度量。錯(cuò)率）來度量。誤比特率（誤信率）誤比特率（誤信率）: :傳傳輸輸總總比比特特?cái)?shù)數(shù)錯(cuò)錯(cuò)誤誤比比特特?cái)?shù)數(shù)bP誤碼元率（誤符號(hào)率）誤碼元率（誤符號(hào)率）: : 傳傳輸輸總總碼碼元元數(shù)數(shù)錯(cuò)錯(cuò)誤誤碼碼元元數(shù)數(shù)s

6、P 常用誤比特率，通常要求小于常用誤比特率，通常要求小于10-810-9；有效性與可靠性是相互矛盾又相互聯(lián)系的兩個(gè)方面，有效性與可靠性是相互矛盾又相互聯(lián)系的兩個(gè)方面， 兩者可以互換。兩者可以互換。若不能滿足怎么辦？差錯(cuò)控制！第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第8 8頁頁二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型二、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，通過通信線路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是指以計(jì)算機(jī)為中心，通過通信線路連接分布在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)終端設(shè)備而傳輸數(shù)據(jù)信息的通信連接分布在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)終端設(shè)備而傳輸數(shù)據(jù)信息的通信系統(tǒng)。系統(tǒng)。 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由從

7、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)終端設(shè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備（備（DTE，Data Terminal Equipment）、數(shù)據(jù)電路端接）、數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（設(shè)備（DCE，Data Circuit-terminating Equipment）和和傳傳輸信道輸信道三個(gè)主要部分構(gòu)成。三個(gè)主要部分構(gòu)成。 DTE DTE是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及發(fā)送和接收是具有一定的數(shù)據(jù)處理能力以及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)能力的設(shè)備。數(shù)據(jù)能力的設(shè)備。 DCE DCE的作用就是在的作用就是在DTEDTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋

8、放數(shù)據(jù)鏈路的連接。路的連接。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第9 9頁頁 接接口口 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入輸輸出出設(shè)設(shè)備備 傳傳輸輸控控制制器器 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)電電路路終終接接設(shè)設(shè)備備 傳傳輸輸信信道道 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)電電路路終終接接設(shè)設(shè)備備 通通信信控控制制器器 中中央央處處理理機(jī)機(jī) DTE DCE DTE 接接口口 DCE 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)電電路路 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)站站 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)站站 圖圖1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型(課本課本P32)DCE功能：進(jìn)行信號(hào)變換，包括：碼型變換、功能：進(jìn)行信號(hào)變換，包括：碼型變換、電平轉(zhuǎn)換、線路特性均衡、時(shí)鐘同步、控

9、制與維護(hù)等電平轉(zhuǎn)換、線路特性均衡、時(shí)鐘同步、控制與維護(hù)等第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1010頁頁圖圖2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)例數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)例 傳輸傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)輸輸入入信信息息輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送發(fā)送的信號(hào)的信號(hào)接收接收的信號(hào)的信號(hào)輸輸出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)源點(diǎn)源點(diǎn)終點(diǎn)終點(diǎn)發(fā)送器發(fā)送器接收器接收器調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)機(jī)公用電話網(wǎng)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào)模擬信號(hào) 正文正文正文正文數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸輸出出信信息息PC 機(jī)機(jī)第二章

10、第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1111頁頁三、信道及技術(shù)參數(shù)三、信道及技術(shù)參數(shù) 1.信道的定義信道的定義 狹義信道、廣義信道狹義信道、廣義信道 廣廣義義信信道道（調(diào)調(diào)制制信信道道） 編編碼碼器器 信信源源 信信宿宿 調(diào)調(diào)制制器器 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器 解解調(diào)調(diào)器器 譯譯碼碼器器 傳傳輸輸媒媒介介 狹狹義義信信道道 廣廣義義信信道道（編編碼碼信信道道） 圖圖3 狹義信道和廣義信道狹義信道和廣義信道(課本課本P33)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1212頁頁2.信道類型信道類型（1）有線

11、有線信道和信道和無線無線信道信道 （2）模擬模擬信道和信道和數(shù)字?jǐn)?shù)字信道信道 （3）專用信道和公共信道）專用信道和公共信道 （4）物理信道和邏輯信道）物理信道和邏輯信道 （5）前向信道和反向信道）前向信道和反向信道 3.信道技術(shù)參數(shù)信道技術(shù)參數(shù)（1）帶寬）帶寬 （2）頻帶利用率）頻帶利用率 （3）信道容量信道容量 2Slog1 b/sNCB22log b/sCBM第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1313頁頁四、物理層下的傳輸介質(zhì)四、物理層下的傳輸介質(zhì)分為：有線介質(zhì)與無線介質(zhì)分為：有線介質(zhì)與無線介質(zhì)有線介質(zhì)包括：雙絞線有線介質(zhì)包括：雙絞線(t

12、wisted pair line) 同軸電纜同軸電纜(coaxial cable) 光纖光纖(fiber)無線介質(zhì)包括：微波、紅外線、衛(wèi)星通信無線介質(zhì)包括：微波、紅外線、衛(wèi)星通信第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1414頁頁（1）雙絞線）雙絞線(纏繞克服纏繞克服EMI，UTP/STP:Unshielded/Shielded) 圖圖5 雙絞線雙絞線和RJ45插頭和插座(課本課本P36)指標(biāo)：傳輸帶寬250kHz左右，無中繼傳輸距離10km。應(yīng)用：常用于10BASE-T和100BASE-T等高速LAN。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)

13、鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1515頁頁銅芯銅芯絕緣層絕緣層外導(dǎo)體外導(dǎo)體屏蔽層屏蔽層保護(hù)套保護(hù)套（2）同軸電纜）同軸電纜 分類：分類： 按特性阻抗：按特性阻抗：50與與75 按粗細(xì)：粗芯線與細(xì)芯線按粗細(xì)：粗芯線與細(xì)芯線指標(biāo)：傳輸帶寬幾十指標(biāo)：傳輸帶寬幾十M左右，左右， 無中繼傳輸距離無中繼傳輸距離110km。應(yīng)用：應(yīng)用：外徑外徑10mm標(biāo)準(zhǔn)電纜用標(biāo)準(zhǔn)電纜用10BASE5外徑外徑5mm細(xì)芯電纜用細(xì)芯電纜用100BASE2第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1616頁頁（3）光纖光纖 單芯光纜單芯光纜多芯光纜多芯光纜玻璃玻璃封套封套塑

14、料外套塑料外套玻璃內(nèi)玻璃內(nèi)芯芯玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外外殼殼圖圖6 光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu) (課本課本P37)根據(jù)光波傳輸模式分類：?jiǎn)文９饫w根據(jù)光波傳輸模式分類：?jiǎn)文９饫w(SMF)和多模光纖和多模光纖(MMF)主要特點(diǎn)：細(xì)而主要特點(diǎn)：細(xì)而輕輕、頻帶、頻帶寬寬、中繼間隔、中繼間隔長(zhǎng)長(zhǎng)(10100km)、抗干、抗干 擾能力擾能力強(qiáng)強(qiáng)、不能不能作為輸電線路、易作為輸電線路、易碎碎應(yīng)用場(chǎng)合：高速主干網(wǎng)（國(guó)際海底線路）、局域網(wǎng)、應(yīng)用場(chǎng)合：高速主干網(wǎng)（國(guó)際海底線路）、局域網(wǎng)、WDM等等第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1717頁頁（4

15、）微波）微波地面站之間的直視線路地面站之間的直視線路 微波傳送塔微波傳送塔特點(diǎn)：容量大，投資小。通過地面站之間中繼接特點(diǎn)：容量大，投資小。通過地面站之間中繼接力傳送力傳送、接力站之間距離接力站之間距離:50-100 km，多徑衰落、，多徑衰落、易受雨霧影響。易受雨霧影響。圖圖7 微波通信微波通信 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1818頁頁（5）無線電波）無線電波兩者的區(qū)別：無線電波是一個(gè)廣義的概念，兩者的區(qū)別：無線電波是一個(gè)廣義的概念，從含義上講，無線電波是從含義上講，無線電波是全向全向傳播，而微波是傳播，而微波是定向定向傳播。傳播。BS

16、基站覆蓋的無線電區(qū)域基站覆蓋的無線電區(qū)域BS基站基站 用戶計(jì)算機(jī)和終端用戶計(jì)算機(jī)和終端圖圖8 無線移動(dòng)通信無線移動(dòng)通信 特點(diǎn)：穿透力強(qiáng)，抗干擾和安全性差第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第1919頁頁（6）紅外線）紅外線 （7）衛(wèi)星通信）衛(wèi)星通信圖圖9 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 (課本課本P37)衛(wèi)星通信：覆蓋廣、容量大、質(zhì)量好，延遲大，成本衛(wèi)星通信：覆蓋廣、容量大、質(zhì)量好，延遲大，成本高，易受天氣影響高，易受天氣影響特點(diǎn)特點(diǎn):方向性好、不易受電磁波干擾、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、穿透能力差方向性好、不易受電磁波干擾、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、穿透能力差第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路

17、層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2020頁頁傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)傳輸方式傳輸方式速率速率/工作頻帶工作頻帶傳輸距離傳輸距離性能性能價(jià)格價(jià)格應(yīng)用應(yīng)用雙絞線雙絞線寬帶寬帶基帶基帶1Gb/s模擬模擬: 10km數(shù)字?jǐn)?shù)字: 500m較好較好低低模擬模擬/數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)傳輸信號(hào)傳輸50同軸電纜同軸電纜基帶基帶10Mb/s3km較好較好較低較低基帶數(shù)字信基帶數(shù)字信號(hào)號(hào)75同軸電纜同軸電纜寬帶寬帶450MHz100km較好較好較低較低模擬電視、模擬電視、數(shù)據(jù)及音頻數(shù)據(jù)及音頻光纖光纖基帶基帶40Gb/s20km以上以上很好很好較高較高遠(yuǎn)距離高速遠(yuǎn)距離高速數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸微波微波寬帶寬帶4-6

18、GHz幾百幾百km好好中等中等遠(yuǎn)程通信遠(yuǎn)程通信衛(wèi)星衛(wèi)星寬帶寬帶1-10GHz18000km很好很好高高遠(yuǎn)程通信遠(yuǎn)程通信第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2121頁頁五、數(shù)據(jù)編碼方法和類型五、數(shù)據(jù)編碼方法和類型數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼振幅鍵控ASK移頻鍵控FSK移相鍵控PSK非歸零碼NRZ曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼編碼第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2222頁頁 時(shí)鐘信號(hào)時(shí)鐘信號(hào)雙極性雙極性NRZManchester差分差分Manchester圖圖10 基帶傳輸碼型基帶傳輸碼型

19、(課本課本P40) 其他幾種碼型舉例第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2323頁頁n基帶傳輸與寬帶傳輸?shù)谋容^第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2424頁頁七、傳輸方式七、傳輸方式1.并行傳輸和串行傳輸并行傳輸和串行傳輸(按傳輸數(shù)據(jù)時(shí)空順序分按傳輸數(shù)據(jù)時(shí)空順序分)應(yīng)用舉例第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2525頁頁2.單工、半雙工和全雙工通信單工、半雙工和全雙工通信(按信息傳輸方向和時(shí)間關(guān)系分按信息傳輸方向和時(shí)間關(guān)系分) 能否舉例說明！第二

20、章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2626頁頁3.同步傳輸和同步傳輸和異步傳輸異步傳輸(課本課本P42)塊開始標(biāo) 志 數(shù)據(jù)塊 塊校驗(yàn)序列 塊結(jié)束標(biāo) 志 一個(gè)或多個(gè)SYN字符控制字符數(shù)據(jù)字符SYNSYN控制字符同步傳輸同步傳輸(Synchronous Transmission)，又稱為字符同步字符同步 起始位 8 位數(shù)據(jù) （1 個(gè)字符） 停止位 校驗(yàn)位 線路空閑或前面字符的停止位 線路空閑 傳輸方向 異步傳輸異步傳輸(Asynchronous Transmission)，又稱為起止同步，又稱為起止同步此外，還包括另一種同步方式：幀同步，在此外，還包

21、括另一種同步方式：幀同步，在HDLC、ISDN中使用。中使用。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2727頁頁八、傳輸形式八、傳輸形式1.基帶傳輸基帶傳輸基帶基帶(Base Band):由計(jì)算機(jī)或終端產(chǎn)生的信號(hào)的頻譜從由計(jì)算機(jī)或終端產(chǎn)生的信號(hào)的頻譜從零開始，未經(jīng)調(diào)制的原始數(shù)字信號(hào)所占用的固有頻帶范圍。零開始，未經(jīng)調(diào)制的原始數(shù)字信號(hào)所占用的固有頻帶范圍?；鶐鬏敾鶐鬏? :在數(shù)字信道上直接傳送基帶信號(hào)的方法。在數(shù)字信道上直接傳送基帶信號(hào)的方法。2.頻帶傳輸頻帶傳輸對(duì)原始基帶信號(hào)進(jìn)行對(duì)原始基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制調(diào)制后送入模擬信道傳輸，利用模后送入模擬信

22、道傳輸，利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法。擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法。 基帶與頻帶舉例？第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2828頁頁2.2 多路復(fù)用與差錯(cuò)控制多路復(fù)用與差錯(cuò)控制 一、多路復(fù)用原理一、多路復(fù)用原理(課本課本P44) 信號(hào)正交化處理單元 1 復(fù) 合 器 信道 )(1tf)(tfn)( 1tf)( tfn信號(hào)正交化處理單元 n 信號(hào)正交分離處理單元 1 信號(hào)正交分離處理單元 n )( tfn)(1tf在同一介質(zhì)上，同時(shí)傳輸多個(gè)有限帶寬信號(hào)的方法，在同一介質(zhì)上，同時(shí)傳輸多個(gè)有限帶寬信號(hào)的方法， 稱為多路復(fù)用（稱為多路復(fù)用（Multipl

23、exingMultiplexing）。）。為什么能在一個(gè)信道傳輸多路信號(hào)？信號(hào)分隔原理，為什么能在一個(gè)信道傳輸多路信號(hào)？信號(hào)分隔原理， 信號(hào)之間的信號(hào)之間的差別差別體現(xiàn)在：信號(hào)的頻率、時(shí)間、碼型不同體現(xiàn)在：信號(hào)的頻率、時(shí)間、碼型不同第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第2929頁頁二、頻分多路復(fù)用二、頻分多路復(fù)用(FDM)指按照指按照頻率參量頻率參量的差別來分割各路信號(hào)的。在發(fā)送端使的差別來分割各路信號(hào)的。在發(fā)送端使各復(fù)用信號(hào)的頻譜互不重疊，在接收端用濾波器把各路各復(fù)用信號(hào)的頻譜互不重疊，在接收端用濾波器把各路信號(hào)區(qū)分開。信號(hào)區(qū)分開。 ( (回憶

24、？應(yīng)用實(shí)例？廣播電視、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)回憶？應(yīng)用實(shí)例？廣播電視、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)) )CH2CH1CH3原帶寬原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬移頻后帶寬MUXCH1 CH2 CH3帶寬復(fù)用信號(hào)帶寬復(fù)用信號(hào)f復(fù)用器復(fù)用器第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3030頁頁三、時(shí)分多路復(fù)用三、時(shí)分多路復(fù)用(TDM) 按照時(shí)間參量的差別來分割各路信號(hào)。將信道工作按照時(shí)間參量的差別來分割各路信號(hào)。將信道工作時(shí)間劃分為周期時(shí)間劃分為周期T T，每一周期又再劃分為若干時(shí)間間隔，每一周期又再劃分為若干時(shí)間間隔，在一個(gè)周期內(nèi)每一路信號(hào)占用一個(gè)時(shí)間間隔（通常稱為在一個(gè)周期內(nèi)每一路

25、信號(hào)占用一個(gè)時(shí)間間隔（通常稱為時(shí)隙）。時(shí)隙）。 (應(yīng)用實(shí)例？應(yīng)用實(shí)例？PCM話音系統(tǒng)話音系統(tǒng))1.時(shí)分多路復(fù)用原理時(shí)分多路復(fù)用原理A2A1A3原始信號(hào)D2D1D3數(shù)字化信號(hào)MUX復(fù)用后的數(shù)據(jù)流復(fù)用后的數(shù)據(jù)流時(shí)隙號(hào)時(shí)隙號(hào)1231D3D2D1時(shí)間片時(shí)間片12時(shí)間片時(shí)間片2D1時(shí)隙時(shí)隙D2復(fù)用器復(fù)用器t第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3131頁頁圖 數(shù)字電話系統(tǒng)采樣周期T1系統(tǒng)圖 更高速下線路多路復(fù)用的T1流第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3232頁頁2.多級(jí)復(fù)用多級(jí)復(fù)用路數(shù)路數(shù)速率速率 Mb

26、ps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps路數(shù)路數(shù)速率速率 Mbps歐洲歐洲/中國(guó)中國(guó)302.0481208.44848034.3681920139.264北美北美241.544966.31267244.7364032274.176日本日本241.544966.31248032.064144097.728四次群四次群一次群一次群二次群二次群三次群三次群定義：多次復(fù)用形成更高速數(shù)據(jù)流的復(fù)用方法。定義：多次復(fù)用形成更高速數(shù)據(jù)流的復(fù)用方法。一次群：又稱為基群，即一次群：又稱為基群，即PCM30/32PCM30/32數(shù)字電話速率。數(shù)字電話速率。二次群：將四個(gè)基群數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)用的方法復(fù)

27、用速率二次群：將四個(gè)基群數(shù)字信號(hào)按時(shí)分復(fù)用的方法復(fù)用速率。主流標(biāo)準(zhǔn)：歐洲主流標(biāo)準(zhǔn)：歐洲& &中國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，北美中國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，北美& &日本方案日本方案第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3333頁頁3.統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(Statistic TDM) (課本課本P46)ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)待發(fā)數(shù)據(jù)t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2時(shí)間片時(shí)間片1時(shí)間片時(shí)間片2同步同步TDM帶寬浪費(fèi)帶寬浪費(fèi)A1B1B2時(shí)間片時(shí)間片1時(shí)間片時(shí)間片2統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)TDM可用帶寬可用帶寬C2第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層

28、和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3434頁頁四、波分復(fù)用四、波分復(fù)用(WDM) 波分復(fù)用即為頻分復(fù)用運(yùn)用于光纖信道，波分復(fù)用即為頻分復(fù)用運(yùn)用于光纖信道，實(shí)質(zhì)就是實(shí)質(zhì)就是光的頻分復(fù)用光的頻分復(fù)用(理由？理由？)，與，與FDM的區(qū)別僅在于的區(qū)別僅在于WDM使用使用光復(fù)用器和光分用器。光復(fù)用器和光分用器。 F2F1F3光譜光譜F1F2F3共享光纖的光譜共享光纖的光譜光纖光纖2光纖光纖3光纖光纖1共享光纖共享光纖 棱柱棱柱/衍射光柵衍射光柵第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3535頁頁五、碼分復(fù)用五、碼分復(fù)用(CDM) 碼分多址碼分多

29、址 CDMA(Code Division Multiple Access)。 每每1個(gè)比特時(shí)間劃分為個(gè)比特時(shí)間劃分為 m 個(gè)短的間隔，稱為碼片個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1或或0碼元被劃分為碼元被劃分為m個(gè)較短的碼片個(gè)較短的碼片(一般一般m=64或或m=128)。u 如發(fā)送比特如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列。碼片序列。u 如發(fā)送比特如發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列二進(jìn)制反碼。，則發(fā)送該碼片序列二進(jìn)制反碼。 運(yùn)算規(guī)則運(yùn)算規(guī)則u 任一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的歸一化內(nèi)積都是任一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的歸一化內(nèi)積都是1 。u 一個(gè)碼片向量和該碼

30、片反碼的向量的歸一化內(nèi)積值是一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的歸一化內(nèi)積值是 1。u 兩個(gè)不同碼元兩個(gè)不同碼元(1和和0)的正交碼片序列歸一化內(nèi)積是的正交碼片序列歸一化內(nèi)積是 0。原理說明原理說明(課本課本P48)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3636頁頁 發(fā)送數(shù)據(jù)碼元序列 t t t t t t A 站發(fā)送信號(hào)序列 SA B 站發(fā)送信號(hào)序列 SB A 站碼片（8 個(gè)） B 站碼片（8 個(gè)） 接收信號(hào) SA+SB SB和 A 站碼片序列 歸一化內(nèi)積 SA和 A 站碼片序列 歸一化內(nèi)積 1 1 0 補(bǔ)充：歸一化內(nèi)積公式：補(bǔ)充：歸一化內(nèi)積公式：

31、miiiYXmYX11CDMA正交原理分析1(課本P48)CDMA特點(diǎn)：l抗干擾強(qiáng)l容量大l可靠性高l發(fā)送功率小應(yīng)用：l移動(dòng)通信l無線局域網(wǎng)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3737頁頁S 站的碼片序列 S110ttttttm 個(gè)碼片tS 站發(fā)送的信號(hào) SxT 站發(fā)送的信號(hào) Tx總的發(fā)送信號(hào) Sx + Tx歸一化內(nèi)積 S Sx歸一化內(nèi)積 S Tx數(shù)據(jù)碼元比特發(fā)送端接收端CDMA正交原理分析2第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3838頁頁2.3 數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換 數(shù)據(jù)交換本身不關(guān)心傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)

32、容，僅執(zhí)行交換數(shù)據(jù)交換本身不關(guān)心傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)容，僅執(zhí)行交換的動(dòng)作，經(jīng)歷的動(dòng)作，經(jīng)歷電路交換、報(bào)文交換和分組交換電路交換、報(bào)文交換和分組交換幾個(gè)階段。幾個(gè)階段。 一、電路交換一、電路交換(線路交換線路交換) (課本課本P49) 主機(jī) A 主機(jī) B 結(jié)點(diǎn) 1 結(jié)點(diǎn) 2 結(jié)點(diǎn) 3 比特流 電路交換示意圖特點(diǎn)：l實(shí)時(shí)性好l設(shè)備簡(jiǎn)單l效率低l所需時(shí)間長(zhǎng)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第3939頁頁二、報(bào)文交換二、報(bào)文交換(比如：電報(bào)系統(tǒng)比如：電報(bào)系統(tǒng))基本思想：存儲(chǔ)基本思想：存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)(store-and-forward exchanging) 主

33、機(jī) B 主機(jī) E 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 特點(diǎn)：l線路利用率高l差錯(cuò)檢測(cè)l延遲影響第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4040頁頁三、分組交換三、分組交換報(bào)文交換的一種報(bào)文交換的一種改進(jìn)形式改進(jìn)形式。分組交換有兩種管理數(shù)據(jù)分組的方法：分組交換有兩種管理數(shù)據(jù)分組的方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。 1.數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式(課本課本P52) 主機(jī) B 主機(jī) E 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 123213213重新排序11213第二章第二

34、章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4141頁頁2.虛電路方式虛電路方式 主機(jī) B 主機(jī) E 結(jié)點(diǎn) 主機(jī) A 主機(jī) C 主機(jī) D 主機(jī) F 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 結(jié)點(diǎn) 2 1 3 1213順序到達(dá)11122223333傳輸過程傳輸過程(課本課本P53)應(yīng)用：X.25網(wǎng)，ATM網(wǎng)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4242頁頁信號(hào)流程信號(hào)流程第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4343頁頁四、數(shù)據(jù)交換方式比較四、數(shù)據(jù)交換方式比較(課本課本P54) 建

35、立連接 數(shù)據(jù)傳輸 釋放連接 數(shù)據(jù) 報(bào)文 分組 分組 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 A B C D A B C D A B C D A B C D （a）電路交換 （b）報(bào)文交換 （c） 數(shù)據(jù)報(bào)交換 （d） 虛電路交換 時(shí)間 小結(jié)各交換方式的區(qū)別與聯(lián)系？第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4444頁頁表數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的比較第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4545頁頁2.4 物理層物理層 物理層是設(shè)備之間的物理接口，它定義了傳輸線的物理層是設(shè)備之間的物理

36、接口，它定義了傳輸線的機(jī)機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程特性械的、電氣的、功能的和規(guī)程特性，以便于將不同廠家生，以便于將不同廠家生產(chǎn)的物理設(shè)備連接成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的產(chǎn)的物理設(shè)備連接成網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的比特流比特流透明傳輸。透明傳輸。 一、物理層功能及服務(wù)一、物理層功能及服務(wù)1.物理層功能物理層功能l物理連接的建立與拆除物理連接的建立與拆除l物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳輸物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳輸l物理層管理物理層管理 2.物理層提供的服務(wù)物理層提供的服務(wù)(課本課本P56) 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4646頁頁二、物理層接口基本特性二、

37、物理層接口基本特性 物理層接口協(xié)議是用于定義物理層接口協(xié)議是用于定義DTE與與DCE之間之間的物理的物理接口，并為物理接口規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)特性。接口，并為物理接口規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的四個(gè)特性。 1.機(jī)械特性機(jī)械特性:指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目指明接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數(shù)目和排列、固定和鎖定裝置等。和排列、固定和鎖定裝置等。 2.電氣特性電氣特性:指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。（語法）3.功能特性功能特性:指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義意義。（語義）4.規(guī)程特性規(guī)程特性:指明

38、對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。（同步）第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4747頁頁三、一些物理層的重要標(biāo)準(zhǔn)三、一些物理層的重要標(biāo)準(zhǔn)ISO 2110：稱為“數(shù)據(jù)通信-25芯DTE/DCE接口連接器和插針分配”。它與EIA（美國(guó)電子工業(yè)會(huì)）的RS-232-C基本兼容。ISO 2593：稱為“數(shù)據(jù)通信-34芯DTE/DCE接口連接器和插針分配”。ISO 4092：稱為“數(shù)據(jù)通信-37芯DTE/DEC接口連接器和插針分配”，與EIA的RS-449兼容。CCITT V.24：稱為“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）

39、和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備之間的接口電路定義表”，其功能與EIA的RS-232-C及RS-449兼容。EIA-232的的DB-25與與DB-9第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4848頁頁2.5 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路是構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路是構(gòu)成邏輯信道邏輯信道的一段結(jié)點(diǎn)的一段結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通路，結(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通路，是在一條數(shù)據(jù)電路基礎(chǔ)上通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議建立起來的，是在一條數(shù)據(jù)電路基礎(chǔ)上通過數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議建立起來的，具有它自己的具有它自己的數(shù)據(jù)傳輸格式（幀）數(shù)據(jù)傳輸格式（幀）和傳輸控制功能的結(jié)點(diǎn)和傳輸控制功能的結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)間的邏輯連接。結(jié)點(diǎn)間的邏輯

40、連接。 數(shù)據(jù)鏈路層將物理層提供的數(shù)據(jù)鏈路層將物理層提供的可能出錯(cuò)的物理連接可能出錯(cuò)的物理連接改造成改造成為為邏輯上無差錯(cuò)邏輯上無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，從而向網(wǎng)絡(luò)層提供透明和可的數(shù)據(jù)鏈路，從而向網(wǎng)絡(luò)層提供透明和可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)?？康臄?shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 一、數(shù)據(jù)鏈路層功能及服務(wù)一、數(shù)據(jù)鏈路層功能及服務(wù) 1.數(shù)據(jù)鏈路層功能數(shù)據(jù)鏈路層功能 數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)層遞交來的數(shù)據(jù)在鄰接的兩結(jié)點(diǎn)之間，實(shí)現(xiàn)遞交來的數(shù)據(jù)在鄰接的兩結(jié)點(diǎn)之間，實(shí)現(xiàn)透明的、高可靠透明的、高可靠的傳輸。的傳輸。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信

41、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第4949頁頁2.數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務(wù)是將源主機(jī)中網(wǎng)絡(luò)層送來的數(shù)據(jù)鏈路層最基本的服務(wù)是將源主機(jī)中網(wǎng)絡(luò)層送來的數(shù)據(jù)可靠地傳輸給目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)可靠地傳輸給目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層。 (1)無確認(rèn)無連接無確認(rèn)無連接服務(wù)服務(wù) 適合于誤碼率低的局域網(wǎng)適合于誤碼率低的局域網(wǎng),點(diǎn)到點(diǎn)通信、廣播通信和組播點(diǎn)到點(diǎn)通信、廣播通信和組播通信。通信。(2)有確認(rèn)無連接有確認(rèn)無連接服務(wù)服務(wù) 適用于無線通信系統(tǒng)之類的不可靠信道。適用于無線通信系統(tǒng)之類的不可靠信道。(3)有確認(rèn)面向連接有確認(rèn)面向連接服務(wù)服務(wù) 適用于在不可靠的鏈路上發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀的情況。適用于在不可靠的鏈路上

42、發(fā)送大量數(shù)據(jù)幀的情況。第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5050頁頁二、數(shù)據(jù)鏈路層流量控制協(xié)議二、數(shù)據(jù)鏈路層流量控制協(xié)議 如果發(fā)送方發(fā)送能力比接收方能力強(qiáng)時(shí)，即使傳輸過如果發(fā)送方發(fā)送能力比接收方能力強(qiáng)時(shí)，即使傳輸過程中毫無差錯(cuò)，也會(huì)發(fā)生幀丟失的現(xiàn)象。該層提供相鄰實(shí)程中毫無差錯(cuò)，也會(huì)發(fā)生幀丟失的現(xiàn)象。該層提供相鄰實(shí)體間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸控制規(guī)程，包括體間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸控制規(guī)程，包括基本數(shù)據(jù)傳輸控制規(guī)基本數(shù)據(jù)傳輸控制規(guī)程程和和高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程，比如，比如HDLCHDLC。 1.停止停止-等待協(xié)議等待協(xié)議(Stop and Wa

43、it) ACK(Acknowledgement):應(yīng)答確認(rèn)幀應(yīng)答確認(rèn)幀NAK(Negative Acknowledgement) :否認(rèn)應(yīng)答確認(rèn)幀否認(rèn)應(yīng)答確認(rèn)幀CRC(Cyclic redundancy check ):循環(huán)冗余校驗(yàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5151頁頁 A B DATA0 DATA1 ACK ACK 送主機(jī) 送主機(jī) 時(shí)間 重發(fā) A B DATA0 DATA0 NAK ACK 送主機(jī) 出錯(cuò) A B DATA0 DATA0 ACK 送主機(jī) 重發(fā) 丟失 tout A B DATA0 DATA0 ACK ACK

44、丟棄 重發(fā) 丟失 tout 送主機(jī) （a）正常情況 （b）數(shù)據(jù)幀出錯(cuò) （c）數(shù)據(jù)幀丟失 （d）確認(rèn)幀丟失 重復(fù) u數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)膸追N情況數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)膸追N情況(課本課本P62) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：協(xié)議簡(jiǎn)單，信道利用率較協(xié)議簡(jiǎn)單，信道利用率較低低，只適合，只適合半雙工半雙工通信。通信。 第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5252頁頁2.連續(xù)連續(xù)ARQ協(xié)議協(xié)議 基本思想：基本思想：在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)在發(fā)送完一個(gè)數(shù)據(jù)幀后，不是停下來等待確認(rèn)幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。如果收到了接收幀，而是可以連續(xù)再發(fā)送若干個(gè)數(shù)據(jù)幀。如果收到了接

45、收端發(fā)來的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。端發(fā)來的確認(rèn)幀，那么還可以接著發(fā)送數(shù)據(jù)幀。 3.選擇重傳選擇重傳ARQ協(xié)議協(xié)議 基本思想：基本思想：只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀或計(jì)時(shí)器超時(shí)的數(shù)據(jù)只重傳出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)幀或計(jì)時(shí)器超時(shí)的數(shù)據(jù)幀。幀。 上述兩種控制方式傳輸效率高，但控制復(fù)雜、且需全雙工鏈路上述兩種控制方式傳輸效率高，但控制復(fù)雜、且需全雙工鏈路第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5353頁頁發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端ACK0ACK1NAKACK2ACK3( (a a) )連續(xù)方式連續(xù)方式ACK0ACK1NAKACK2ACK6( (b b) )選擇重發(fā)

46、方式選擇重發(fā)方式ACK3ACK4ACK5丟棄丟棄重傳重傳重傳重傳01234523456012345234560123452678901234526789發(fā)送端發(fā)送端接收端接收端丟棄丟棄u連續(xù)工作方式連續(xù)工作方式連續(xù)方式連續(xù)方式選擇重發(fā)方式選擇重發(fā)方式第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5454頁頁如果連續(xù)發(fā)送的幀過多，則需重傳的幀也會(huì)增多，使效如果連續(xù)發(fā)送的幀過多，則需重傳的幀也會(huì)增多，使效 率降低；率降低；序號(hào)用幀頭中的字段表示，比特?cái)?shù)是有限的；因此，必序號(hào)用幀頭中的字段表示，比特?cái)?shù)是有限的；因此，必 須限制連續(xù)發(fā)送的幀數(shù)；須限制連續(xù)發(fā)送的幀

47、數(shù)；此時(shí)協(xié)議的運(yùn)轉(zhuǎn)此時(shí)協(xié)議的運(yùn)轉(zhuǎn)表現(xiàn)為表現(xiàn)為“滑動(dòng)窗口滑動(dòng)窗口”形式形式，可認(rèn)為發(fā)送端，可認(rèn)為發(fā)送端和和 接收端分別設(shè)定了發(fā)送窗口和接收窗口接收端分別設(shè)定了發(fā)送窗口和接收窗口 。4.滑動(dòng)窗口協(xié)議滑動(dòng)窗口協(xié)議(課本課本P64) （a）初態(tài)初態(tài)（b）發(fā)發(fā) 送送0號(hào)幀號(hào)幀（c）發(fā)發(fā) 送送1號(hào)幀號(hào)幀（f）發(fā)發(fā) 送送2號(hào)幀號(hào)幀（d）接接 收收0號(hào)幀號(hào)幀（e）接接 收收 確確認(rèn)認(rèn)0號(hào)幀號(hào)幀（g）接接 收收1號(hào)幀號(hào)幀（h）接接 收收 確確認(rèn)認(rèn)1號(hào)幀號(hào)幀發(fā)送發(fā)送方方接收接收方方條件：WT=2，WR=1第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路層計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信第第5555頁頁01234567012發(fā)送窗口WT不允許發(fā)送這些幀允許發(fā)送 5 個(gè)幀(a)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送 4 個(gè)幀WT已發(fā)送(b)01234567012不允許發(fā)送這些幀WT已發(fā)送(c)01234567012不允許發(fā)送這些幀還允許發(fā)送 3 個(gè)幀WT已發(fā)送 已發(fā)送并已收到確認(rèn)(d)WT=5第二章第二章 物理層和數(shù)據(jù)鏈路層物理層和數(shù)據(jù)鏈路