《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用》課件(第二章)

1、1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示是指在不同計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號的二進(jìn)制代碼字母、數(shù)字、符號的二進(jìn)制代碼0 0、1 1比特序列比特序列的過程。的過程。2.1 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.1.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 信息的載體可以是數(shù)字、文字、語音、圖信息的載體可以是數(shù)字、文字、語音、圖形或圖像。計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)形或圖像。計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的信息一般是字母、數(shù)字、符號的組合。字、符號的組合。2表表2-1 ASCII碼表碼表(部分部分)字符字符二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼字符字符二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼字符字符二進(jìn)制碼二進(jìn)制碼00110000A1000001SOH0

2、00000110110001B1000010STX000001020110010C1000011ETX000001130110011D1000100EOT000010040110100E1000101ENQ000010150110101F1000110ACK000011060110110G1000111NAK001010170110111H1001000ETB001011180111000I1001001SYN001011090111001J1001010 3 例：英文單詞例：英文單詞NETWORKNETWORK（大寫）的（大寫）的ASCIIASCII碼碼編碼的二進(jìn)制比特序列（不考慮校驗(yàn)位）應(yīng)

3、該編碼的二進(jìn)制比特序列（不考慮校驗(yàn)位）應(yīng)該是：是： 1001110 1000101 1010100 1001110 1000101 1010100 1010111 1001111 10100l0 1001011 1010111 1001111 10100l0 1001011二進(jìn)制編碼按高位到低位（二進(jìn)制編碼按高位到低位（b6 b5 b4 b3 b2 b1 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0b0）的順序排列，而）的順序排列，而b7b7位一般用于字符的校驗(yàn)。位一般用于字符的校驗(yàn)。4 數(shù)據(jù)通信的任務(wù)數(shù)據(jù)通信的任務(wù)就是要傳輸二進(jìn)制代碼比就是要傳輸二進(jìn)制代碼比特序列，而不需要解釋代碼所表示的內(nèi)容。

4、特序列，而不需要解釋代碼所表示的內(nèi)容。 對于數(shù)據(jù)通信來說，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼對于數(shù)據(jù)通信來說，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱為稱為“數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)（datadata）”； 數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)據(jù)涉及對事物的表數(shù)據(jù)是信息的載體。數(shù)據(jù)涉及對事物的表示形式，信息涉及對數(shù)據(jù)所表示內(nèi)容的解釋。示形式，信息涉及對數(shù)據(jù)所表示內(nèi)容的解釋。5在數(shù)據(jù)通信中，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼在數(shù)據(jù)通信中，被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼0 0、1 1是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電信號的表示形是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電信號的表示形式。式。分為分為模擬信號模擬信號和和數(shù)字信號數(shù)字信號6 數(shù)字信號（數(shù)字信號（digital signal）：）：計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生用兩計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生用

5、兩種不同的電平表示種不同的電平表示0、1 比特序列的電壓脈沖信號。比特序列的電壓脈沖信號。模擬信號（模擬信號（analog signal） ：電話線上傳送電話線上傳送的按照聲音的強(qiáng)弱幅度連續(xù)變化的電信號稱為的按照聲音的強(qiáng)弱幅度連續(xù)變化的電信號稱為模擬信號。信號電平是連續(xù)變化的。模擬信號。信號電平是連續(xù)變化的。 （聲音和，視頻，溫度，壓力等）（聲音和，視頻，溫度，壓力等）7圖圖2-1 模擬信號與數(shù)字信號模擬信號與數(shù)字信號8 為什么要進(jìn)行數(shù)字化？為什么要進(jìn)行數(shù)字化？ （1 1）抗干擾、抗噪聲性能好；）抗干擾、抗噪聲性能好； （2 2）差錯(cuò)可控；）差錯(cuò)可控； （3 3）易加密。）易加密。 按照在傳輸

6、介質(zhì)上傳輸?shù)男盘栴愋停砂凑赵趥鬏斀橘|(zhì)上傳輸?shù)男盘栴愋?，可以相?yīng)地將通信系統(tǒng)分為：以相應(yīng)地將通信系統(tǒng)分為： 模擬通信系統(tǒng)模擬通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)9計(jì)算機(jī)：二進(jìn)制數(shù)字信號計(jì)算機(jī)：二進(jìn)制數(shù)字信號數(shù)據(jù)通信：有的通信信道不允許傳輸數(shù)字信號數(shù)據(jù)通信：有的通信信道不允許傳輸數(shù)字信號 =在發(fā)送端將數(shù)字信號變換成模擬信號在發(fā)送端將數(shù)字信號變換成模擬信號 在接收端將模擬信號還原成數(shù)字信號在接收端將模擬信號還原成數(shù)字信號 2.2.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信101、調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào) 在發(fā)送端將在發(fā)送端將數(shù)字信號數(shù)字信號變換成變換成模擬信號模擬信號 在接收端將在接收端將模擬信號模擬信號還原

7、成還原成數(shù)字信號數(shù)字信號 用來完成調(diào)制解調(diào)功能的設(shè)備用來完成調(diào)制解調(diào)功能的設(shè)備= 調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器（modem）112.2.3 數(shù)字通信方式數(shù)字通信方式1、串行通信串行通信與與并行通信并行通信 （1）串行通信串行通信 將待傳送的每個(gè)字符的將待傳送的每個(gè)字符的二進(jìn)制代碼按由低位到高位的順序依次發(fā)送的方式二進(jìn)制代碼按由低位到高位的順序依次發(fā)送的方式圖圖2-2（a）串行通信）串行通信12 （2）并行通信并行通信 利用多條并行的通信利用多條并行的通信線路，將表示一個(gè)字符的線路，將表示一個(gè)字符的8位二進(jìn)制代碼同時(shí)通位二進(jìn)制代碼同時(shí)通過過8條對應(yīng)的通信信道發(fā)送出去，每次發(fā)送一個(gè)條對應(yīng)的通信信道發(fā)送出去

8、，每次發(fā)送一個(gè)字符代碼字符代碼13圖圖2-2（b）并行通信）并行通信142、單工單工、半雙工半雙工與與全雙工全雙工通信通信 數(shù)據(jù)通信按照信號傳送方向與時(shí)間的關(guān)系分為：數(shù)據(jù)通信按照信號傳送方向與時(shí)間的關(guān)系分為： （1）單工通信單工通信 信號只能向一個(gè)方向傳輸信號只能向一個(gè)方向傳輸圖圖2-3（a）單工通信）單工通信 15 （2 2）半雙工通信半雙工通信 信號可以雙向傳送，信號可以雙向傳送，但必須交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳但必須交替進(jìn)行，一個(gè)時(shí)間只能向一個(gè)方向傳送。送。圖圖2-3（b）半雙工通信）半雙工通信16（3 3）全雙工通信全雙工通信 信號可以同時(shí)雙向傳送。信號可以同時(shí)雙向傳送。 在硬

9、件上增加一條數(shù)據(jù)傳輸線路，在硬件上增加一條數(shù)據(jù)傳輸線路， 而不是通過開關(guān)的切換而不是通過開關(guān)的切換圖圖2-3（c）全雙工通信）全雙工通信17 串行傳輸：以位為單位在一條信道上按時(shí)串行傳輸：以位為單位在一條信道上按時(shí)間順序逐位傳輸間順序逐位傳輸 =通信雙方要采取同步措施通信雙方要采取同步措施3 3、同步傳輸同步傳輸與與異步傳輸異步傳輸18 實(shí)現(xiàn)字符或數(shù)據(jù)塊之間在起止時(shí)間上同步實(shí)現(xiàn)字符或數(shù)據(jù)塊之間在起止時(shí)間上同步的常用方法：的常用方法：同步傳輸，異步傳輸同步傳輸，異步傳輸通信過程中收、發(fā)雙方在時(shí)間上保持同步通信過程中收、發(fā)雙方在時(shí)間上保持同步= 碼元之間要保持同步碼元之間要保持同步 由碼元組成的字

10、符或數(shù)據(jù)塊之間在由碼元組成的字符或數(shù)據(jù)塊之間在 起止時(shí)間上保持同步起止時(shí)間上保持同步19 接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時(shí)間和時(shí)接收端根據(jù)發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的起止時(shí)間和時(shí)鐘頻率來校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率。鐘頻率來校正自己的時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率。（1）同步傳輸同步傳輸20實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)位同步位同步的方法有：的方法有： 外同步法外同步法 在發(fā)送端發(fā)送一路數(shù)據(jù)在發(fā)送端發(fā)送一路數(shù)據(jù)信號的同時(shí)，另外發(fā)送一路同步時(shí)鐘信號。接信號的同時(shí)，另外發(fā)送一路同步時(shí)鐘信號。接收端根據(jù)接收到的同步時(shí)鐘信號來校正時(shí)間基收端根據(jù)接收到的同步時(shí)鐘信號來校正時(shí)間基準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率，實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的位同步。準(zhǔn)與時(shí)鐘頻率，實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的位同步。

11、 內(nèi)同步法內(nèi)同步法 從自含時(shí)鐘編碼的發(fā)送從自含時(shí)鐘編碼的發(fā)送數(shù)據(jù)中提取同步時(shí)鐘的方法。數(shù)據(jù)中提取同步時(shí)鐘的方法。 21 字符同步字符同步：保證收發(fā)雙方正確傳輸字符的過程保證收發(fā)雙方正確傳輸字符的過程* *ASCIIASCII字符：字符：8bit8bit二進(jìn)制二進(jìn)制0 0、1 1組成組成* *發(fā)送端：以發(fā)送端：以8bit8bit為一個(gè)字符單元來發(fā)送為一個(gè)字符單元來發(fā)送* *接收端：以接收端：以8bit8bit的字符單元來接收的字符單元來接收22字符同步方法的種類：字符同步方法的種類： 起止式起止式（start-stop） 又稱又稱異步式異步式（asynchronous）。采用異步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳）

12、。采用異步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 就 叫 做輸 就 叫 做 異 步 傳 輸異 步 傳 輸 （ a s y n c h r o n o u s transmission）。）。 特點(diǎn)是：特點(diǎn)是：每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)每個(gè)字符作為一個(gè)獨(dú)立的整體進(jìn)行發(fā)送，字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。行發(fā)送，字符之間的時(shí)間間隔可以是任意的。 23 同步式同步式 (synchronous) 采用同步方式采用同步方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸就叫做進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸就叫做同步傳輸同步傳輸(synchronous transmission), 將字符組織成組，以將字符組織成組，以組組為單位連續(xù)為單位連續(xù)傳送。傳送。圖圖2-4 同步傳輸?shù)脑?/p>

13、理同步傳輸?shù)脑?4 （2 2）異步傳輸異步傳輸組成字符的各個(gè)數(shù)據(jù)位將被連續(xù)發(fā)送，每個(gè)數(shù)組成字符的各個(gè)數(shù)據(jù)位將被連續(xù)發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)位所持續(xù)的時(shí)間相等據(jù)位所持續(xù)的時(shí)間相等=發(fā)送端和接收端在數(shù)據(jù)位級別上保持同步發(fā)送端和接收端在數(shù)據(jù)位級別上保持同步的，而在字符級別收發(fā)雙方則不必進(jìn)行同步的，而在字符級別收發(fā)雙方則不必進(jìn)行同步25* *沒有字符被發(fā)送時(shí)：傳輸線路保持空閑狀態(tài)，沒有字符被發(fā)送時(shí)：傳輸線路保持空閑狀態(tài)， 信號電平信號電平“1”1”* *發(fā)送字符時(shí)：在字符的前面附加一個(gè)起始位發(fā)送字符時(shí)：在字符的前面附加一個(gè)起始位 長度為長度為1 1位，信號電平位，信號電平”0” 0” = =新字符到達(dá)，與發(fā)送

14、端取得同步新字符到達(dá)，與發(fā)送端取得同步* *字符傳輸結(jié)束：在字符代碼的最后附加停止位字符傳輸結(jié)束：在字符代碼的最后附加停止位 長度長度1 1、1.51.5或或2 2位，信號電平位，信號電平”1”1”26圖圖2-5 異步串行通信的數(shù)據(jù)格式異步串行通信的數(shù)據(jù)格式 27異步方式特點(diǎn)：異步方式特點(diǎn)： * *接收端通過檢測接收端通過檢測起始位和停止起始位和停止k k位位來接收新字符來接收新字符 =收發(fā)雙方每傳輸一個(gè)字符就重新校正同步關(guān)系，收發(fā)雙方每傳輸一個(gè)字符就重新校正同步關(guān)系， 不需要專門的時(shí)鐘控制信息，實(shí)現(xiàn)簡單不需要專門的時(shí)鐘控制信息，實(shí)現(xiàn)簡單 * *每傳輸一個(gè)字符就要添加起始位和停止位每傳輸一個(gè)字

15、符就要添加起始位和停止位 * *字符與字符之間夾有不定長度的時(shí)間間隙字符與字符之間夾有不定長度的時(shí)間間隙 =數(shù)據(jù)傳輸效率較低數(shù)據(jù)傳輸效率較低 28異步傳輸和同步傳輸?shù)膮^(qū)別：異步傳輸和同步傳輸?shù)膮^(qū)別： 1、異步：面向字符，同步：面向比特、異步：面向字符，同步：面向比特 2、異步：傳輸?shù)膯挝皇亲址?，同步：單位是幀、異步：傳輸?shù)膯挝皇亲址剑簡挝皇菐?、異步：通過字符起止的開始和停止碼實(shí)現(xiàn)，、異步：通過字符起止的開始和停止碼實(shí)現(xiàn)， 同步：從數(shù)據(jù)中抽取同步信息同步：從數(shù)據(jù)中抽取同步信息 4、異步：對時(shí)序的要求較低，同步：通過特定、異步：對時(shí)序的要求較低，同步：通過特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序的時(shí)鐘線路協(xié)

16、調(diào)時(shí)序5、異步：相對于同步傳輸效率較低、異步：相對于同步傳輸效率較低 292.3 傳輸介質(zhì)及主要特性傳輸介質(zhì)及主要特性2.3.1 傳輸介質(zhì)的主要類型傳輸介質(zhì)的主要類型* 傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通路，也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。也是通信中實(shí)際傳送信息的載體。*從傳輸介質(zhì)的角度來看，數(shù)據(jù)通信主要有兩從傳輸介質(zhì)的角度來看，數(shù)據(jù)通信主要有兩種方式：種方式：有線通信方式有線通信方式和和無線通信方式無線通信方式。301、有線通信方式的傳輸介質(zhì)、有線通信方式的傳輸介質(zhì) 雙絞線雙絞線 同軸電纜同軸電纜 光纖電纜光纖電纜2、無線通信方式的傳輸介質(zhì)、無線通信方

17、式的傳輸介質(zhì) 無線通信信道無線通信信道 衛(wèi)星通信信道衛(wèi)星通信信道 312.3.2 雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性最常用的傳輸介質(zhì)最常用的傳輸介質(zhì)* *模擬信號模擬信號, ,數(shù)字信號數(shù)字信號 * *廣域網(wǎng)廣域網(wǎng), ,局域網(wǎng)局域網(wǎng)1、物理特性、物理特性* *按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)（電磁干擾?。┡帕械膬筛?、四根按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)（電磁干擾?。┡帕械膬筛?、四根或八根絕緣導(dǎo)線或八根絕緣導(dǎo)線* *一對線可以作為一條通信線路一對線可以作為一條通信線路32局域網(wǎng)中所使用的雙絞線分為兩類：局域網(wǎng)中所使用的雙絞線分為兩類： 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線（STP，Shielded Twisted Pair） 非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞

18、線（UTP，Unshielded Twisted Pair） 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線由由外部保護(hù)層外部保護(hù)層、屏蔽層屏蔽層與與多對多對雙絞線雙絞線組成。組成。非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線由由外部保護(hù)層外部保護(hù)層與與多多對雙絞線對雙絞線組成。組成。 33圖圖2-6 2-6 雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖雙絞線結(jié)構(gòu)示意圖 2 2、傳輸特性、傳輸特性 美國電器工業(yè)協(xié)會(huì)（美國電器工業(yè)協(xié)會(huì)（EIAEIA）規(guī)定了五種質(zhì)）規(guī)定了五種質(zhì)量級別的雙絞線量級別的雙絞線 1 1類線：最低，類線：最低，5 5類線：最高。類線：最高。343 3、連通性、連通性 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接，多點(diǎn)連接用于點(diǎn)到點(diǎn)連接，多點(diǎn)連接4 4、地理范圍、地理范圍 用

19、做遠(yuǎn)程中繼線：最大距離可達(dá)用做遠(yuǎn)程中繼線：最大距離可達(dá)1515公里；公里； 用于用于10Mbps10Mbps局域網(wǎng)：與集線器的距離最大為局域網(wǎng)：與集線器的距離最大為100100米米5 5、抗干擾性、抗干擾性 取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當(dāng)屏蔽取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當(dāng)屏蔽6 6、價(jià)格、價(jià)格 低于其它傳輸介質(zhì)，并且安裝、維護(hù)方便低于其它傳輸介質(zhì)，并且安裝、維護(hù)方便35* *由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體及外部保護(hù)層組成由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣層、外導(dǎo)體及外部保護(hù)層組成* *外部保護(hù)層是能夠起保護(hù)作用的塑料外皮外部保護(hù)層是能夠起保護(hù)作用的塑料外皮* *外導(dǎo)體充當(dāng)導(dǎo)體的一部分，還能起到屏蔽作用外

20、導(dǎo)體充當(dāng)導(dǎo)體的一部分，還能起到屏蔽作用1、物理特性、物理特性36圖圖2-7 同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖同軸電纜結(jié)構(gòu)示意圖 372 2、傳輸特性、傳輸特性 * *既可傳輸模擬信號又可傳輸數(shù)字信號。既可傳輸模擬信號又可傳輸數(shù)字信號。* *廣泛應(yīng)用于有線電視和某些局域網(wǎng)廣泛應(yīng)用于有線電視和某些局域網(wǎng)* *與雙絞線相比，同軸電纜抗干擾能力強(qiáng)與雙絞線相比，同軸電纜抗干擾能力強(qiáng)* *對其性能造成影響的主要因素來自衰損和熱噪聲對其性能造成影響的主要因素來自衰損和熱噪聲38根據(jù)同軸電纜的帶寬不同、可以分為兩類：根據(jù)同軸電纜的帶寬不同、可以分為兩類： 基帶同軸電纜基帶同軸電纜 用于數(shù)字信號的傳輸用于數(shù)字信號的傳輸 寬帶

21、同軸電纜寬帶同軸電纜 頻帶劃分成多條通信信道，頻帶劃分成多條通信信道， 使用各種調(diào)制方式，支持多路傳輸使用各種調(diào)制方式，支持多路傳輸39*基帶同軸電纜使用的最大距離幾公里范圍內(nèi)基帶同軸電纜使用的最大距離幾公里范圍內(nèi)*寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里左右寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里左右3、連通性、連通性*既支持點(diǎn)到點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接既支持點(diǎn)到點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接*基帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)百臺設(shè)備的連接基帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)百臺設(shè)備的連接*寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺設(shè)備的連接寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺設(shè)備的連接4、覆蓋范圍、覆蓋范圍40造價(jià)介于雙絞線與光纜之間，使用與維護(hù)方便造價(jià)介于雙絞線與光纜之

22、間，使用與維護(hù)方便5、抗干擾能力、抗干擾能力同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)同軸電纜的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)6 、價(jià)格、價(jià)格41* *傳輸光信號傳輸光信號* *光纖芯：橫截面積很小的光導(dǎo)纖維光纖芯：橫截面積很小的光導(dǎo)纖維* *包層：折射率比纖芯小的材料制成包層：折射率比纖芯小的材料制成* *外部保護(hù)層：使內(nèi)層纖芯和包層免受外部影響外部保護(hù)層：使內(nèi)層纖芯和包層免受外部影響1、物理特性、物理特性42圖圖2-8 光纜的結(jié)構(gòu)光纜的結(jié)構(gòu)43光纖的折射系數(shù)高于外部包層的折射系數(shù)光纖的折射系數(shù)高于外部包層的折射系數(shù)=可以形成光波在光纖與包層界面上的全反射可以形成光波在光纖與包層界面上的全反射=光信號

23、通過全反射在纖芯中不斷向前傳播光信號通過全反射在纖芯中不斷向前傳播2、傳輸特性、傳輸特性44圖圖2-9 光纖內(nèi)部光的全反射傳輸過程光纖內(nèi)部光的全反射傳輸過程 圖圖2-10 光纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖光纜傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 45多模光纖：多模光纖： 指光纖的光信號與光纖軸成多個(gè)可分辨角指光纖的光信號與光纖軸成多個(gè)可分辨角度的多光線傳輸。度的多光線傳輸。 多束光線從光源出發(fā)，在纖芯中以不同的光多束光線從光源出發(fā)，在纖芯中以不同的光路進(jìn)行傳播。路進(jìn)行傳播。46圖圖2-11 多模突變光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖多模突變光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖 47圖圖2-12 多模漸變光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖多模漸變光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖 48

24、單模光纖：單模光纖： 指光纖的光信號僅與光纖軸成單個(gè)可分辨指光纖的光信號僅與光纖軸成單個(gè)可分辨角度的單光線傳輸角度的單光線傳輸 它需要有高度集中的光源，其中只存在一它需要有高度集中的光源，其中只存在一條軸向光線才能通過條軸向光線才能通過49圖圖2-13 單模光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖單模光纖數(shù)據(jù)傳輸示意圖 50衰減極小，在衰減極小，在68公里的距離內(nèi)，不使用中繼公里的距離內(nèi)，不使用中繼器實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸器實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸3、連通性、連通性最普遍的連接：點(diǎn)到點(diǎn)方式最普遍的連接：點(diǎn)到點(diǎn)方式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中：多點(diǎn)連接方式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中：多點(diǎn)連接方式4、覆蓋范圍、覆蓋范圍51 光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，

25、能光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長距離、高速率的傳輸中保持低誤碼率。光在長距離、高速率的傳輸中保持低誤碼率。光纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。5、抗干擾能力、抗干擾能力52 光纖價(jià)格高于同軸電纜與雙絞線光纖價(jià)格高于同軸電纜與雙絞線 安裝與維護(hù)工作也不易進(jìn)行安裝與維護(hù)工作也不易進(jìn)行6、價(jià)格、價(jià)格53 當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們產(chǎn)生可以自由傳播當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們產(chǎn)生可以自由傳播（甚至在真空中）的電磁波。這種波由英國科（甚至在真空中）的電磁波。這種波由英國科學(xué)家麥克斯韋爾（學(xué)家麥克斯韋爾（James Clark Maxwell）于）于1865年預(yù)言，并且于年預(yù)言，并且于188

26、7年由德國物理學(xué)家赫年由德國物理學(xué)家赫茲（茲（Heinrich Hertz）首次發(fā)現(xiàn)。）首次發(fā)現(xiàn)。 1、電磁波譜、電磁波譜54圖圖2-14 電磁波譜與通信類型的關(guān)系電磁波譜與通信類型的關(guān)系 55 （2）在）在有限制的空間區(qū)域內(nèi)有限制的空間區(qū)域內(nèi)傳播，即通傳播，即通過過有線方式傳播有線方式傳播：同軸電纜、雙絞線、光纖傳：同軸電纜、雙絞線、光纖傳輸電磁波（固定物體之間的通信）輸電磁波（固定物體之間的通信）電磁波的傳播有兩種方式：電磁波的傳播有兩種方式： （1）在）在自由空間自由空間中傳播，即通過中傳播，即通過無線方式無線方式傳播傳播56移動(dòng)物體之間的通信：無線通信，主要有以下移動(dòng)物體之間的通信：無

27、線通信，主要有以下幾種：幾種： 無線通信系統(tǒng)無線通信系統(tǒng) 微波通信系統(tǒng)微波通信系統(tǒng) 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)57圖圖2-15 無線電波傳輸示意無線電波傳輸示意 58圖圖2-16 地球表面的微波通信地球表面的微波通信 59每個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為很多小區(qū)域每個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為很多小區(qū)域-蜂窩單元蜂窩單元單元的大小并非固定，人口密度較高的區(qū)域單元的大小并非固定，人口密度較高的區(qū)域 被分成數(shù)量較多但面積較小的蜂窩單元被分成數(shù)量較多但面積較小的蜂窩單元每個(gè)蜂窩單元都有一個(gè)由基站控制的天線每個(gè)蜂窩單元都有一個(gè)由基站控制的天線基站是由移動(dòng)電話交換局控制基站是由移動(dòng)電話交換局控

28、制 蜂窩通信蜂窩通信-移動(dòng)通信移動(dòng)通信60圖圖2-17 蜂窩移動(dòng)通信蜂窩移動(dòng)通信 61 工作原理：工作原理：呼叫方輸入電話號碼，移動(dòng)電話掃描波段，找到信號最呼叫方輸入電話號碼，移動(dòng)電話掃描波段，找到信號最強(qiáng)的信道并與之建立連接強(qiáng)的信道并與之建立連接將電話號碼信息傳至該信道對應(yīng)的基站將電話號碼信息傳至該信道對應(yīng)的基站電話號碼再經(jīng)由移動(dòng)電話交換局傳至中央電話站電話號碼再經(jīng)由移動(dòng)電話交換局傳至中央電話站若被呼叫方同意接收，中央電話站為其建立連接，并將若被呼叫方同意接收，中央電話站為其建立連接，并將結(jié)果反饋給移動(dòng)電話交換局結(jié)果反饋給移動(dòng)電話交換局雙方在移動(dòng)電話交換局新分配的空閑信道上開始語音通雙方在移

29、動(dòng)電話交換局新分配的空閑信道上開始語音通信信 62圖圖2-18 衛(wèi)星微波通信衛(wèi)星微波通信 63根據(jù)數(shù)據(jù)通信類型，常用的通信信道分為兩類：根據(jù)數(shù)據(jù)通信類型，常用的通信信道分為兩類： 模擬通信信道模擬通信信道 數(shù)字通信信道數(shù)字通信信道相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼方式也分為兩類：相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼方式也分為兩類： 模擬數(shù)據(jù)編碼模擬數(shù)據(jù)編碼 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼64數(shù)據(jù)編碼方法數(shù)據(jù)編碼方法模擬數(shù)據(jù)編碼模擬數(shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼振幅鍵控振幅鍵控ASKASK移頻鍵控移頻鍵控FSKFSK移相鍵控移相鍵控PSKPSK非歸零碼非歸零碼NRZNRZ曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼網(wǎng)絡(luò)中常用的數(shù)

30、據(jù)編碼方式：網(wǎng)絡(luò)中常用的數(shù)據(jù)編碼方式：65 最簡單、最基本的碼型，便于實(shí)現(xiàn)最簡單、最基本的碼型，便于實(shí)現(xiàn) 用一個(gè)正電平表示用一個(gè)正電平表示1 1 用一個(gè)負(fù)電平表示用一個(gè)負(fù)電平表示0 0 難于確定一個(gè)比特的開始和停止時(shí)刻難于確定一個(gè)比特的開始和停止時(shí)刻 （連續(xù)的（連續(xù)的1 1或連續(xù)的或連續(xù)的0 0） 收發(fā)雙方需要從其它途徑獲取同步信息收發(fā)雙方需要從其它途徑獲取同步信息1 1、二電平碼、二電平碼-非歸零電平碼非歸零電平碼2.4.3 2.4.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼方法66圖圖2-22 2-22 非歸零電平碼非歸零電平碼 67（1 1）曼徹斯特碼）曼徹斯特碼 將出現(xiàn)在比特將出現(xiàn)在比特中點(diǎn)位置

31、中點(diǎn)位置的電平跳變既作為的電平跳變既作為數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息 又作為又作為同步信息同步信息 從從負(fù)電平到正電平負(fù)電平到正電平的跳變表示二進(jìn)制的的跳變表示二進(jìn)制的1 1 從從正電平到負(fù)電平正電平到負(fù)電平的跳變表示二進(jìn)制的的跳變表示二進(jìn)制的0 0 2 2、裂相碼、裂相碼在比特中點(diǎn)位置上電平跳轉(zhuǎn)為相反極的碼型在比特中點(diǎn)位置上電平跳轉(zhuǎn)為相反極的碼型68圖圖2-28 2-28 曼徹斯特碼曼徹斯特碼 69 （2 2）差分曼徹斯特碼）差分曼徹斯特碼以以比特比特中點(diǎn)位置中點(diǎn)位置的電平跳轉(zhuǎn)作為的電平跳轉(zhuǎn)作為同步信息同步信息以比特以比特開始時(shí)刻開始時(shí)刻是否出現(xiàn)電平跳變作為是否出現(xiàn)電平跳變作為數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息： 電平跳

32、變表示電平跳變表示0 0，否則表示，否則表示1 170圖圖2-29 2-29 差分曼徹斯特碼差分曼徹斯特碼 71表表2-5 2-5 碼型的編碼方式碼型的編碼方式 碼型碼型編碼方式編碼方式非歸零電平碼非歸零電平碼1 1一正電平一正電平0 0一負(fù)電平一負(fù)電平非歸零反相碼非歸零反相碼1 1一比特起始時(shí)刻出現(xiàn)電平跳變一比特起始時(shí)刻出現(xiàn)電平跳變0 0一比特起始時(shí)刻不出現(xiàn)電平跳變一比特起始時(shí)刻不出現(xiàn)電平跳變雙極性信號雙極性信號交替反轉(zhuǎn)碼交替反轉(zhuǎn)碼1 1一正電平或負(fù)電平，兩種電平交替表示一正電平或負(fù)電平，兩種電平交替表示0 0一零值電平一零值電平曼徹斯特碼曼徹斯特碼1 1一比特中點(diǎn)位置上從負(fù)電平到正電平的跳

33、變一比特中點(diǎn)位置上從負(fù)電平到正電平的跳變0 0一比特中點(diǎn)位置上從正電平到負(fù)電平的跳變一比特中點(diǎn)位置上從正電平到負(fù)電平的跳變差分差分曼徹斯特碼曼徹斯特碼比特中點(diǎn)位置上出現(xiàn)跳變，但這不表示數(shù)據(jù)信息比特中點(diǎn)位置上出現(xiàn)跳變，但這不表示數(shù)據(jù)信息1 1一比特起始時(shí)刻不出現(xiàn)電平跳變一比特起始時(shí)刻不出現(xiàn)電平跳變0 0一比特起始時(shí)刻出現(xiàn)電平跳變一比特起始時(shí)刻出現(xiàn)電平跳變密勒碼密勒碼1 1一比特中點(diǎn)位置上出現(xiàn)電平跳轉(zhuǎn)一比特中點(diǎn)位置上出現(xiàn)電平跳轉(zhuǎn)0 0一比特中點(diǎn)位置上不出現(xiàn)電平跳轉(zhuǎn)；若后面緊跟一比特中點(diǎn)位置上不出現(xiàn)電平跳轉(zhuǎn)；若后面緊跟另一個(gè)另一個(gè)0 0，則該比特末尾出現(xiàn)電平跳變，則該比特末尾出現(xiàn)電平跳變雙二進(jìn)制碼雙

34、二進(jìn)制碼1 1一正電平或負(fù)電平，兩種電平交替表示，當(dāng)兩個(gè)一正電平或負(fù)電平，兩種電平交替表示，當(dāng)兩個(gè)0 0之間有奇數(shù)個(gè)之間有奇數(shù)個(gè)1 1時(shí)才改變電平極性時(shí)才改變電平極性0 0一零值電平一零值電平72 在兩地之間同時(shí)傳送多路信號的方法：在兩地之間同時(shí)傳送多路信號的方法： 1 1、使用多條線路，在每條線路上傳送一路、使用多條線路，在每條線路上傳送一路信號，由這些物理線路組成傳輸通路。信號，由這些物理線路組成傳輸通路。 2 2、利用一條高速線路傳送多路低速信號。、利用一條高速線路傳送多路低速信號。 多路復(fù)用多路復(fù)用（MultiplexingMultiplexing）：）：同時(shí)攜帶多同時(shí)攜帶多個(gè)信號來高

35、效的使用傳輸介質(zhì)個(gè)信號來高效的使用傳輸介質(zhì)73目的：擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率目的：擴(kuò)大傳輸容量和提高傳輸效率多路復(fù)用：多路復(fù)用：將一些彼此無關(guān)的低速信號按照一將一些彼此無關(guān)的低速信號按照一定的方法和規(guī)則合并成一路復(fù)用信號，并在一定的方法和規(guī)則合并成一路復(fù)用信號，并在一條公用信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，到達(dá)接收端后再條公用信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，到達(dá)接收端后再進(jìn)行分離。進(jìn)行分離。74圖圖2-35 2-35 多路復(fù)用技術(shù)示意圖多路復(fù)用技術(shù)示意圖 75發(fā)送端發(fā)送端：復(fù)用器將信號流組合成一個(gè)單獨(dú)的傳輸流：復(fù)用器將信號流組合成一個(gè)單獨(dú)的傳輸流接收端接收端：傳輸流被解復(fù)用器分解成原來的獨(dú)立數(shù)據(jù)流：傳輸流被解復(fù)用器分

36、解成原來的獨(dú)立數(shù)據(jù)流通路：通路：一條物理鏈路一條物理鏈路通道通道：通路中用來完成一路信號傳輸?shù)膯挝?，：通路中用來完成一路信號傳輸?shù)膯挝唬?也稱為信道也稱為信道 =一條通路可以有多個(gè)通道一條通路可以有多個(gè)通道76* *問題：如何在單一的物理通信線路上建立多條并行通問題：如何在單一的物理通信線路上建立多條并行通信信道信信道* *多路復(fù)用系統(tǒng)：多路復(fù)用系統(tǒng)： 將一個(gè)區(qū)域的多個(gè)用戶的信息，通過多路復(fù)用器匯將一個(gè)區(qū)域的多個(gè)用戶的信息，通過多路復(fù)用器匯集為信息群，通過一條物理線路傳送到接收設(shè)備；集為信息群，通過一條物理線路傳送到接收設(shè)備； 接收設(shè)備通過多路復(fù)用器將信息群分離成各個(gè)單獨(dú)接收設(shè)備通過多路復(fù)用器

37、將信息群分離成各個(gè)單獨(dú)的信息，然后分發(fā)到多個(gè)用戶。的信息，然后分發(fā)到多個(gè)用戶。* *實(shí)現(xiàn)：用一對多路復(fù)用器、一條通信線路，來代替多實(shí)現(xiàn)：用一對多路復(fù)用器、一條通信線路，來代替多套發(fā)送、接收設(shè)備與多條通信線路。套發(fā)送、接收設(shè)備與多條通信線路。77 多路復(fù)用一般可以分為以下三種基本形式：多路復(fù)用一般可以分為以下三種基本形式： 頻 分 多 路 復(fù) 用 頻 分 多 路 復(fù) 用 （ F D MF D M ， F r e q u e n c y F r e q u e n c y Division MultiplexingDivision Multiplexing） 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用（WDMWDM

38、， Wavelength Wavelength Division MultiplexingDivision Multiplexing） 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用（TDMTDM，Time Division Time Division MultiplexingMultiplexing） 78 按照按照頻率參量頻率參量的差別來分割信號的差別來分割信號 條件：傳輸介質(zhì)的帶寬大于所有信號的帶寬之和條件：傳輸介質(zhì)的帶寬大于所有信號的帶寬之和 工作原理：工作原理： 復(fù)用器用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號復(fù)用器用不同的頻率調(diào)制每一個(gè)信號 調(diào)制后的信號被組合成可通過媒介傳輸?shù)膹?fù)合信號調(diào)制后的信號被組合成可通過媒介傳輸

39、的復(fù)合信號 保證載波頻率之間的間距要足夠大（帶寬不重疊）保證載波頻率之間的間距要足夠大（帶寬不重疊） 在接收端，信號又被分割成多路狀態(tài)，在接收端，信號又被分割成多路狀態(tài)， 經(jīng)解調(diào)器后恢復(fù)為原始多路信號。經(jīng)解調(diào)器后恢復(fù)為原始多路信號。79圖圖2-36 2-36 頻分多路復(fù)用（頻分多路復(fù)用（FDMFDM） 80圖圖2- 372- 37（a a） 頻分復(fù)用發(fā)送器頻分復(fù)用發(fā)送器 81圖圖2- 37 2- 37 （b b） 頻分復(fù)用接收器頻分復(fù)用接收器 82FDMFDM系統(tǒng)最常見的應(yīng)用：系統(tǒng)最常見的應(yīng)用： 電話系統(tǒng)，有線電視傳輸電話系統(tǒng)，有線電視傳輸例：有線電視系統(tǒng)中使用的同軸電纜的傳輸例：有線電視系統(tǒng)

40、中使用的同軸電纜的傳輸帶寬大約有帶寬大約有500MHz500MHz。一個(gè)電視頻道大約需要。一個(gè)電視頻道大約需要6MHz6MHz的傳輸帶寬。一條同軸電纜可以同時(shí)承的傳輸帶寬。一條同軸電纜可以同時(shí)承載載8383個(gè)電視頻道（需要保護(hù)頻帶，要小于理個(gè)電視頻道（需要保護(hù)頻帶，要小于理論值論值8383）。）。 83 將信道用于傳輸?shù)膶⑿诺烙糜趥鬏數(shù)臅r(shí)間時(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間片，每劃分為若干個(gè)時(shí)間片，每個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片，在其占有的時(shí)間片內(nèi)，用個(gè)用戶分得一個(gè)時(shí)間片，在其占有的時(shí)間片內(nèi)，用戶使用通信信道的全部帶寬。戶使用通信信道的全部帶寬。 例：有例：有1010條信道復(fù)用一條通信線路，傳輸時(shí)間周條信道復(fù)用一條

41、通信線路，傳輸時(shí)間周期為期為1 1秒，則通信線路的傳輸時(shí)間的時(shí)間片為秒，則通信線路的傳輸時(shí)間的時(shí)間片為0.10.1秒。秒。在每個(gè)周期內(nèi)，將第在每個(gè)周期內(nèi)，將第1 1個(gè)時(shí)間片分配給第個(gè)時(shí)間片分配給第1 1路信路信號，號， ，將第，將第1010個(gè)時(shí)間片分配給第個(gè)時(shí)間片分配給第1010路信號。路信號。 不考慮信道是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送，造成資源浪費(fèi)不考慮信道是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送，造成資源浪費(fèi)84圖圖2-38 2-38 時(shí)分多路復(fù)用原理示意圖時(shí)分多路復(fù)用原理示意圖 85 光纖通道（光纖通道（Fiber Optic ChannelFiber Optic Channel）技術(shù)采用了）技術(shù)采用了波長分隔波長分隔多路復(fù)

42、用方法，簡稱為波分復(fù)用（多路復(fù)用方法，簡稱為波分復(fù)用（WDMWDM，Wavelength Division MultiplexingWavelength Division Multiplexing） 和頻分多路復(fù)用相似和頻分多路復(fù)用相似 波長與頻率的關(guān)系：波長與頻率的關(guān)系： 頻率不相同頻率不相同波長不重疊波長不重疊86工作原理工作原理：兩束光波的頻率不同，通過棱鏡（或：兩束光波的頻率不同，通過棱鏡（或光柵）之后，使用了一條共享的光纖傳輸；到達(dá)光柵）之后，使用了一條共享的光纖傳輸；到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)后，再經(jīng)過棱鏡（或光柵）重新分成兩目的結(jié)點(diǎn)后，再經(jīng)過棱鏡（或光柵）重新分成兩束光波。束光波。頻分多路復(fù)用

43、：傳輸不同頻率的頻分多路復(fù)用：傳輸不同頻率的電信號電信號波分多路復(fù)用：傳輸不同頻率的波分多路復(fù)用：傳輸不同頻率的光波信號光波信號87圖圖2-40 2-40 波分多路復(fù)用原理示意圖波分多路復(fù)用原理示意圖 88 交換即轉(zhuǎn)接，是在交換通信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸交換即轉(zhuǎn)接，是在交換通信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋夭豢缮俚募夹g(shù)。的必不可少的技術(shù)。 常用的交換技術(shù)有三種：常用的交換技術(shù)有三種：電路交換電路交換（線路交（線路交換）、換）、報(bào)文交換報(bào)文交換和和分組交換分組交換（包交換）（包交換）89圖圖2-41 2-41 交換網(wǎng)絡(luò)示意交換網(wǎng)絡(luò)示意 90 電路交換是一種直接的交換方式，它為一電路交換是一種直接的交換方式，它為

44、一對需要進(jìn)行通信的裝置（站）之間提供一條臨對需要進(jìn)行通信的裝置（站）之間提供一條臨時(shí)的專用通道。時(shí)的專用通道。 通道是由結(jié)點(diǎn)內(nèi)部電路對結(jié)點(diǎn)間傳輸路徑通道是由結(jié)點(diǎn)內(nèi)部電路對結(jié)點(diǎn)間傳輸路徑經(jīng)過適當(dāng)選擇、連接而完成的，由多個(gè)結(jié)點(diǎn)和經(jīng)過適當(dāng)選擇、連接而完成的，由多個(gè)結(jié)點(diǎn)和多條結(jié)點(diǎn)間傳輸路徑組成的鏈路。多條結(jié)點(diǎn)間傳輸路徑組成的鏈路。 公用電話網(wǎng)廣泛使用電路交換公用電話網(wǎng)廣泛使用電路交換91 （1 1）電路建立：）電路建立： 建立起一條由源站到目的站的傳輸通道。建立起一條由源站到目的站的傳輸通道。例：例：A A，D D間要完成通信，間要完成通信，A A向結(jié)點(diǎn)向結(jié)點(diǎn)4 4申請，申請，A A到到4 4是專用是

45、專用線，結(jié)點(diǎn)線，結(jié)點(diǎn)4 4在在4-14-1，4-54-5，4-74-7三條傳輸路徑中選擇三條傳輸路徑中選擇4-54-5，在結(jié)點(diǎn)在結(jié)點(diǎn)4 4內(nèi)部建立內(nèi)部建立A-4A-4路徑與路徑與4-54-5路徑間的連接，依次路徑間的連接，依次類推，完成類推，完成A-DA-D之間的傳輸通道為之間的傳輸通道為A-4-5-3-DA-4-5-3-D。1 1、電路交換通信的三個(gè)階段、電路交換通信的三個(gè)階段92（2 2）數(shù)據(jù)傳輸）數(shù)據(jù)傳輸： 信號可以從信號可以從A A經(jīng)建立的鏈路傳送到經(jīng)建立的鏈路傳送到D D，通常，通常為全雙工傳輸。為全雙工傳輸。（3 3）電路拆除）電路拆除：在完成數(shù)據(jù)或信號的傳輸后，：在完成數(shù)據(jù)或信號

46、的傳輸后，由源站或目的站提出終止通信，各結(jié)點(diǎn)相應(yīng)拆由源站或目的站提出終止通信，各結(jié)點(diǎn)相應(yīng)拆除該電路的對應(yīng)連接，釋放由該電路占用的結(jié)除該電路的對應(yīng)連接，釋放由該電路占用的結(jié)點(diǎn)和信道資源。點(diǎn)和信道資源。93 （1 1）呼叫建立時(shí)間長且存在呼損。）呼叫建立時(shí)間長且存在呼損。 呼叫建立時(shí)間：呼叫建立時(shí)間：兩站間建立專用通路花費(fèi)的時(shí)間兩站間建立專用通路花費(fèi)的時(shí)間 呼損：呼損：由于交換網(wǎng)繁忙等原因而使建立失敗，由于交換網(wǎng)繁忙等原因而使建立失敗， 拆除已建立的部分電路，用戶需掛斷重?fù)懿鸪呀⒌牟糠蛛娐罚脩粜钂鞌嘀負(fù)? 2、電路交換的特點(diǎn)、電路交換的特點(diǎn)94（2 2）電路連通后提供給用戶的是）電路連通后提

47、供給用戶的是“透明通路透明通路” 交換網(wǎng)對用戶信息的編碼方法、信息格式以及傳輸交換網(wǎng)對用戶信息的編碼方法、信息格式以及傳輸控制程序等都不加限制，但通信雙方必須做到雙方的控制程序等都不加限制，但通信雙方必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式、傳輸控制等一致才收發(fā)速度、編碼方法、信息格式、傳輸控制等一致才能完成通信能完成通信（3 3）一旦電路建立后，）一旦電路建立后，數(shù)據(jù)以固定的數(shù)據(jù)率傳輸數(shù)據(jù)以固定的數(shù)據(jù)率傳輸，除，除通過傳輸鏈路的傳播延遲以外，沒有別的延遲，在每通過傳輸鏈路的傳播延遲以外，沒有別的延遲，在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的延遲是可以忽略的，適用于實(shí)時(shí)大批量連續(xù)個(gè)結(jié)點(diǎn)的延遲是可以忽略的，適用于實(shí)時(shí)大批

48、量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。的數(shù)據(jù)傳輸。95（4 4）線路（信道）利用率低。）線路（信道）利用率低。 電路建立，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，直至通信鏈路拆電路建立，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，直至通信鏈路拆除為止，信道是專用的，再加上通信建立時(shí)間、除為止，信道是專用的，再加上通信建立時(shí)間、拆除時(shí)間和呼損，其利用率較低。拆除時(shí)間和呼損，其利用率較低。96 計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)接收一個(gè)報(bào)文后，存放在存儲設(shè)計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)接收一個(gè)報(bào)文后，存放在存儲設(shè)備之中，輸出線路空閑時(shí)，再根據(jù)報(bào)文中所附的備之中，輸出線路空閑時(shí)，再根據(jù)報(bào)文中所附的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直到報(bào)文到達(dá)終點(diǎn)目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直到報(bào)文到達(dá)終點(diǎn) 也稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)（也稱為存儲轉(zhuǎn)發(fā)（st

49、ore and forwardstore and forward）97例：主機(jī)例：主機(jī)A A要求發(fā)送一個(gè)報(bào)文給主機(jī)要求發(fā)送一個(gè)報(bào)文給主機(jī)E E，A A首先將首先將報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)報(bào)文發(fā)送到結(jié)點(diǎn)4 4；結(jié)點(diǎn)；結(jié)點(diǎn)4 4根據(jù)報(bào)文附加的目標(biāo)地根據(jù)報(bào)文附加的目標(biāo)地址選擇結(jié)點(diǎn)址選擇結(jié)點(diǎn)5 5（或（或7 7）；結(jié)點(diǎn)）；結(jié)點(diǎn)5 5（或（或7 7）接收并存儲）接收并存儲所收到的報(bào)文，當(dāng)輸出線路有空時(shí)，把該報(bào)文轉(zhuǎn)所收到的報(bào)文，當(dāng)輸出線路有空時(shí)，把該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到它所選擇的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)到它所選擇的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)6 6；結(jié)點(diǎn)；結(jié)點(diǎn)6 6收到報(bào)文后收到報(bào)文后交給主機(jī)交給主機(jī)E E，完成報(bào)文傳輸。，完成報(bào)文傳輸。98（1 1）在

50、通信時(shí)不需建立一條專用的通路）在通信時(shí)不需建立一條專用的通路（2 2）沒有建立線路和拆除線路所需的等待和時(shí)延。）沒有建立線路和拆除線路所需的等待和時(shí)延。（3 3）結(jié)點(diǎn)間可根據(jù)不同情況選擇，線路利用率高）結(jié)點(diǎn)間可根據(jù)不同情況選擇，線路利用率高（4 4）要求結(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存放能力）要求結(jié)點(diǎn)具備足夠的報(bào)文數(shù)據(jù)存放能力（5 5）傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中，）傳輸?shù)目煽啃愿?，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中， 都進(jìn)行差錯(cuò)控制，即檢錯(cuò)、糾錯(cuò)。都進(jìn)行差錯(cuò)控制，即檢錯(cuò)、糾錯(cuò)。1 1、報(bào)文交換的特征、報(bào)文交換的特征99* * 以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的“報(bào)文分組報(bào)文分組”（packetpacket）

51、為單）為單位進(jìn)行位進(jìn)行“存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)”* *可分為兩類：可分為兩類： 數(shù)據(jù)報(bào)傳輸分組交換數(shù)據(jù)報(bào)傳輸分組交換或或虛電路傳輸分組交換虛電路傳輸分組交換100 * *交換網(wǎng)把任一個(gè)分組都當(dāng)作單獨(dú)的交換網(wǎng)把任一個(gè)分組都當(dāng)作單獨(dú)的“小報(bào)文小報(bào)文”（數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)）據(jù)報(bào)）來處理，而不管它屬于哪個(gè)報(bào)文的分組。來處理，而不管它屬于哪個(gè)報(bào)文的分組。 * *例：例：A A站將報(bào)文分成站將報(bào)文分成3 3個(gè)分組（個(gè)分組（P1P1，P2P2，P3P3），按序），按序連串地發(fā)送給結(jié)點(diǎn)連串地發(fā)送給結(jié)點(diǎn)4 4，結(jié)點(diǎn)，結(jié)點(diǎn)4 4每接收一個(gè)分組都先存儲每接收一個(gè)分組都先存儲下來，分別對他們進(jìn)行單獨(dú)的路徑選擇，每個(gè)分組都下來，分別對

52、他們進(jìn)行單獨(dú)的路徑選擇，每個(gè)分組都帶有地址和分組序列，雖然他們不一定經(jīng)過同一路徑，帶有地址和分組序列，雖然他們不一定經(jīng)過同一路徑，但最終都能到達(dá)同一目的結(jié)點(diǎn)。目的結(jié)點(diǎn)可負(fù)責(zé)對分但最終都能到達(dá)同一目的結(jié)點(diǎn)。目的結(jié)點(diǎn)可負(fù)責(zé)對分組進(jìn)行排序和重裝。組進(jìn)行排序和重裝。1 1、數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)姆纸M交換、數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)姆纸M交換101 虛電路：虛電路：兩個(gè)用戶的終端設(shè)備在開始互相發(fā)送兩個(gè)用戶的終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前要通過通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，和接收數(shù)據(jù)之前要通過通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，直至用戶不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)清除連接。直至用戶不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)清除連接。（1 1）主要的特點(diǎn)）主要的特點(diǎn)

53、 所有分組都必須沿著事先建立的虛電路傳輸所有分組都必須沿著事先建立的虛電路傳輸 存在一個(gè)虛呼叫建立階段和拆除階段存在一個(gè)虛呼叫建立階段和拆除階段 選定了特定路徑傳輸，分組途經(jīng)的所有結(jié)點(diǎn)選定了特定路徑傳輸，分組途經(jīng)的所有結(jié)點(diǎn) 都對這些分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)都對這些分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)2 2、虛電路傳輸?shù)姆纸M交換、虛電路傳輸?shù)姆纸M交換102差錯(cuò)：差錯(cuò)：通過通信信道后接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一通過通信信道后接收數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象致的現(xiàn)象差錯(cuò)控制方法：差錯(cuò)控制方法：分析差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類型，分析差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類型，研究檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)及如何糾正的方法研究檢查是否出現(xiàn)差錯(cuò)及如何糾正的方法103圖圖2

54、-42 2-42 差錯(cuò)產(chǎn)生過程差錯(cuò)產(chǎn)生過程 104通信信道的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲：通信信道的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲：（1 1）熱噪聲熱噪聲：傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的特點(diǎn)：時(shí)刻存在，幅度較小，強(qiáng)度與頻率無關(guān)，但特點(diǎn)：時(shí)刻存在，幅度較小，強(qiáng)度與頻率無關(guān)，但頻譜很寬，是一類隨機(jī)的噪聲。引起的差錯(cuò)是一類頻譜很寬，是一類隨機(jī)的噪聲。引起的差錯(cuò)是一類隨機(jī)差錯(cuò)隨機(jī)差錯(cuò)。105（2 2）沖擊噪聲沖擊噪聲：是由：是由外界電磁干擾外界電磁干擾引起的引起的 特點(diǎn)：幅度較大，是引起差錯(cuò)的主要原因。特點(diǎn)：幅度較大，是引起差錯(cuò)的主要原因。持續(xù)時(shí)間可能較長，因而沖擊噪聲引起的相鄰持

55、續(xù)時(shí)間可能較長，因而沖擊噪聲引起的相鄰多個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò)呈突發(fā)性。沖擊噪聲引起的傳多個(gè)數(shù)據(jù)位出錯(cuò)呈突發(fā)性。沖擊噪聲引起的傳輸差錯(cuò)為輸差錯(cuò)為突發(fā)差錯(cuò)突發(fā)差錯(cuò)（burst errorburst error）。）。 * *在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)在通信過程中產(chǎn)生的傳輸差錯(cuò)，是由隨機(jī)差錯(cuò)與突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的。差錯(cuò)與突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成的。106 誤碼率誤碼率是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳是指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率：錯(cuò)的概率： PePeNeNeN NN N為傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)，為傳輸?shù)亩M(jìn)制碼元總數(shù)，NeNe為被傳錯(cuò)的碼元數(shù)。為被傳錯(cuò)的碼元數(shù)。107 常用的差錯(cuò)檢驗(yàn)方法：奇偶校

56、驗(yàn)和循環(huán)冗余檢錯(cuò)常用的差錯(cuò)檢驗(yàn)方法：奇偶校驗(yàn)和循環(huán)冗余檢錯(cuò) 1 1、奇偶校驗(yàn)、奇偶校驗(yàn)每個(gè)每個(gè)7 7位位ASCIIASCII字符最后加上一個(gè)奇偶位。字符最后加上一個(gè)奇偶位。偶校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)偶校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)8 8位中的位中的1 1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。的個(gè)數(shù)為偶數(shù)。奇校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)奇校驗(yàn)：奇偶位使整個(gè)8 8位中的位中的1 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。的個(gè)數(shù)為奇數(shù)。108 例：發(fā)送例：發(fā)送 G G（11100011110001），采用奇校驗(yàn)時(shí)，奇），采用奇校驗(yàn)時(shí)，奇偶位為偶位為1 1，即傳輸，即傳輸1110001111100011。接收器檢查接收到的。接收器檢查接收到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的1 1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，就認(rèn)

57、為無錯(cuò)誤發(fā)生。的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，就認(rèn)為無錯(cuò)誤發(fā)生。* *若其中兩位同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，檢測不出錯(cuò)誤若其中兩位同時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，檢測不出錯(cuò)誤* *只能檢錯(cuò)，不能糾錯(cuò)只能檢錯(cuò)，不能糾錯(cuò) 109 利用循環(huán)冗余碼（利用循環(huán)冗余碼（CRCCRC，Cyclic Redundancy CodeCyclic Redundancy Code）進(jìn)行糾錯(cuò)的方法進(jìn)行糾錯(cuò)的方法 CRCCRC碼檢錯(cuò)方法碼檢錯(cuò)方法： 將要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特序列當(dāng)做一個(gè)多項(xiàng)式將要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特序列當(dāng)做一個(gè)多項(xiàng)式f f（x)x)的的系數(shù)，在發(fā)送端用收發(fā)雙方預(yù)先約定的生成多項(xiàng)式系數(shù)，在發(fā)送端用收發(fā)雙方預(yù)先約定的生成多項(xiàng)式G(x)G(x)去除，求得一個(gè)余數(shù)多項(xiàng)式。

58、去除，求得一個(gè)余數(shù)多項(xiàng)式。 將余數(shù)多項(xiàng)式加到數(shù)據(jù)多項(xiàng)式之后發(fā)送到接收端將余數(shù)多項(xiàng)式加到數(shù)據(jù)多項(xiàng)式之后發(fā)送到接收端2 2、循環(huán)冗余檢錯(cuò)（、循環(huán)冗余檢錯(cuò)（CRCCRC）110 在接收端用同樣的生成多項(xiàng)式在接收端用同樣的生成多項(xiàng)式G(x)G(x)去除接去除接收數(shù)據(jù)多項(xiàng)式收數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f(x)f(x)，得到計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式。，得到計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式。 如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式與接收余數(shù)多項(xiàng)式相如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式與接收余數(shù)多項(xiàng)式相同，則表示傳輸無差錯(cuò)；如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式同，則表示傳輸無差錯(cuò)；如果計(jì)算余數(shù)多項(xiàng)式與接收余數(shù)多項(xiàng)式不相同，則表示傳輸有差錯(cuò)，與接收余數(shù)多項(xiàng)式不相同，則表示傳輸有差錯(cuò)，由發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)，直至正確

59、為止。由發(fā)送方重發(fā)數(shù)據(jù)，直至正確為止。111圖圖2-43 CRC2-43 CRC校驗(yàn)的基本工作原理校驗(yàn)的基本工作原理 112 CRCCRC生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x)G(x)由協(xié)議規(guī)定，目前已有由協(xié)議規(guī)定，目前已有多種生成多項(xiàng)式列入國際標(biāo)準(zhǔn)中，多種生成多項(xiàng)式列入國際標(biāo)準(zhǔn)中， 例如：例如： CRC-12 G（x）= x12+x11+x3+x2+x+1 CRC-16 G（x）= x16+x15+x2+1 CRC-CCITT G（x）= x16+x12+x5+1 CRC-32 G（x）= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11 +x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1 113圖

60、圖2-432-43所示的所示的CRCCRC校驗(yàn)的工作過程：校驗(yàn)的工作過程：（1 1）在發(fā)送端，將發(fā)送數(shù)據(jù)多項(xiàng)式）在發(fā)送端，將發(fā)送數(shù)據(jù)多項(xiàng)式f(x)xf(x)xk k，其中其中k k為生成多項(xiàng)式的最高冪值，例如為生成多項(xiàng)式的最高冪值，例如CRC-12CRC-12的的最高冪值為最高冪值為1212，則發(fā)送，則發(fā)送f f（x x）xx1212；對于二進(jìn)；對于二進(jìn)制乘法來說，制乘法來說，f f（x x）xx1212的意義是將發(fā)送數(shù)據(jù)的意義是將發(fā)送數(shù)據(jù)比特序列左移比特序列左移1212位，用來放入余數(shù)；位，用來放入余數(shù)；114（2 2）將）將f f（x x）xxk k除以生成多項(xiàng)式除以生成多項(xiàng)式G G（x