第三章物理層

1、第 3 章 物理層 n3.1 物理層的接口與協(xié)議n3.2 傳輸介質(zhì) n3.3 數(shù)據(jù)通信技術(shù) n3.4 數(shù)據(jù)編碼 n3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù) 3.1 物理層接口與協(xié)議 概述 物理層位于傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）之上 作用：屏蔽差異，為上層（數(shù)據(jù)鏈路層）提供統(tǒng)一的服務(wù)物理連接。 它既不是指具體的物理設(shè)備，也不是指信號(hào)傳輸?shù)慕橘|(zhì)。 物理層的定義：在物理信道實(shí)體之間合理地通過(guò)中間系統(tǒng)，為比特傳輸所需的物理連接的激活、保持、和去除提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程性的手段。 （以上是ISO對(duì)OSI模型的物理層所作的定義識(shí)記P29） 物理層定義：利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在DTE 和DCE之間實(shí)現(xiàn)對(duì)物理信道

2、的建立、保持和拆除功能。 （以上是ITU組織在X.25協(xié)議中對(duì)物理層所作的定義識(shí)記P29)n DTE(Data Terminal Equipment) 是數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是對(duì)屬于用戶所有的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或工作站的總稱，是通信的信源和信宿。如計(jì)算機(jī)、終端等。n DCE (Data Communication Equipment 或Data Circuit-terminating Equipment)是數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備或通信設(shè)備，是對(duì)為用戶提供入網(wǎng)連接點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)稱如調(diào)制解調(diào)器、交換機(jī)、集線器。 DTE 和 DCE(識(shí)記P29)2.11 物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，

3、即： n機(jī)械特性機(jī)械特性 指明采用的連接器的幾何尺寸、插件的引腳及分布位置。n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。n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意義。n規(guī)程特性規(guī)程特性 指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。n例：EIA-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)EIA RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)EIA RS-232-C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)在1969年頒布的一種目前使用最廣泛的串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS(Recommended Standard)的意思是“推薦標(biāo)準(zhǔn)”；232是標(biāo)識(shí)號(hào)碼；后綴“C”則表示該推薦標(biāo)準(zhǔn)已被修改過(guò)的次數(shù)。 物理層的主要功能是通過(guò)物理信道在相鄰

4、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正確的收發(fā)比特流信息。 機(jī)械特性 指明采用的連接器的幾何尺寸、插件的引腳及分 布位置。n 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、最大傳輸速率、互聯(lián)電纜的相關(guān)規(guī)則。DTE與 DCE接口的各根導(dǎo)線的電氣連接情況有以下三種方式：非平衡方式：1根導(dǎo)線/電路，收發(fā)共用1 根地線，較大串?dāng)_. 信號(hào)速率=20Kbps 傳播距離=15米 差動(dòng)接收器的非平衡方式，發(fā)送器使用非平衡式，但接收器使用差動(dòng)接收器，獨(dú)立的地線，串?dāng)_小，信號(hào)速率300Kbps ， 傳播距離101000米平衡方式：使用平衡發(fā)生器和差動(dòng)接收器， 2根導(dǎo)線/電路，構(gòu)成各自完全獨(dú)立的信號(hào)回路，串?dāng)_信號(hào)減至最小，信號(hào)速

5、率=10Kbps 傳播距離101000米n功能特性功能特性： 指明接口信號(hào)的來(lái)源、作用以及和其他信號(hào)的關(guān)系。接口信號(hào)線按功能一般可分為數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地信號(hào)線四類(lèi)。指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。n規(guī)程特性規(guī)程特性 ： 規(guī)定了使用交換電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制步驟控制步驟，這種步驟的應(yīng)用使得比特流得以傳輸。指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序出現(xiàn)順序。3.1.3物理層協(xié)議舉例uEIA RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)1969年頒布的串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)該串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)利用公用電話網(wǎng)絡(luò)作為傳輸介質(zhì)，并通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將遠(yuǎn)程設(shè)備連接起來(lái)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)用

6、于兩臺(tái)近地設(shè)備的連接。為使電纜兩端的DTE通過(guò)電纜看對(duì)方都好像是DCE,可以使用交叉跳線直接連接（零調(diào)制解調(diào)器）。n公用數(shù)據(jù)網(wǎng)nDnTnEnDnCnEnDTE/DCE接口nDnTnEnDnCnEnDTE/DCE接口DTE-DCT接口框圖EIA RS-232C及EIA RS-422和EIA RS-423接口標(biāo)準(zhǔn)比較接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)電氣特性電氣特性信號(hào)電平信號(hào)電平傳輸速率傳輸速率傳輸距離傳輸距離EIA RS-232C非平衡方式正負(fù)15V(正負(fù)5V過(guò)渡區(qū))=20Kbps=15mEIA RS-422平衡方式正負(fù)6V(正負(fù)2V過(guò)渡區(qū))100Kbps10Mbps10m1000mEIA RS-423差動(dòng)接收

7、器的非平衡方式.正負(fù)6V(正負(fù)4V過(guò)渡區(qū))10Kbps100Kbps10m100m注： EIA RS-422和EIA RS-423都是EIA RS-449的子標(biāo)準(zhǔn)100系列和系列和200系列接口標(biāo)準(zhǔn)，系列接口標(biāo)準(zhǔn)，X.21、X21bis建議（建議（識(shí)記識(shí)記P34-35）n100系列接口標(biāo)準(zhǔn)是DTE與不帶自動(dòng)呼叫設(shè)備的DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為200bps9600bps時(shí)采用25芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.28傳輸速率為48bps時(shí)采用34芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.35n200系列接口標(biāo)準(zhǔn)是DTE與帶自動(dòng)呼叫設(shè)備的DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)采用25芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.28nX.21是關(guān)于用戶計(jì)算機(jī)的DTE與數(shù)字化的DCE交

8、換信號(hào)的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)采用15芯標(biāo)準(zhǔn)連接器，支持最大的DTEDCE電纜距離是300米，傳輸速度最大可達(dá)100Mbps.nX.21bis是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中與V系列調(diào)制解調(diào)器接口的標(biāo)準(zhǔn)nX.21與X.21bis 為三種類(lèi)型的服務(wù)定義了物理電路。這三種服務(wù)是：租用電路服務(wù)、直接呼叫服務(wù)、設(shè)備地址呼叫服務(wù)3.2 物理層的傳輸介質(zhì)n傳輸介質(zhì)：它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送方和接收方之間的物理通路。n傳輸介質(zhì)可以分為有線、無(wú)線兩大類(lèi)（p36識(shí)記）有線：雙絞線、同軸電纜、光纖無(wú)線：無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光3.2.1 有線傳輸介質(zhì)n雙絞線雙絞線n屏蔽雙絞線 STP (Shielded Twisted Pair)n

9、無(wú)屏蔽雙絞線 UTP (Unshielded Twisted Pair) n同軸電纜同軸電纜n50同軸電纜n75同軸電纜n光纖光纖 n單模光纖n多模光纖銅線銅線聚氯乙烯 套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層無(wú)屏蔽雙絞線 UTP屏蔽雙絞線 STPn局域網(wǎng)中所使用的雙絞線有:屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。（1）雙絞線n把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起,然后用規(guī)則的方法絞合起來(lái)就構(gòu)成了雙絞線。n各個(gè)線對(duì)絞和的目的是為了使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。n雙絞線既可以傳輸模擬信號(hào)，也可以傳輸數(shù)字信號(hào)。雙絞線類(lèi)別帶寬典型應(yīng)用316 MHz低速網(wǎng)絡(luò)；模擬電話420 MHz16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)；短距離的10BAS

10、E-T以太網(wǎng)5100 MHz10BASE-T以太網(wǎng)；某些100BASE-T快速以太網(wǎng)5E（超5類(lèi)）100 MHz100BASE-T快速以太網(wǎng)；某些1000BASE-T千兆以太網(wǎng)6250 MHz1000BASE-T千兆以太網(wǎng)；ATM網(wǎng)絡(luò)7600 MHz屏蔽雙絞線，可能用于今后的萬(wàn)兆以太網(wǎng)常用的雙絞線的類(lèi)別.（2）同軸電纜 由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實(shí)心線或多股絞合線）、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層（也可以是箔狀）以及絕緣保護(hù)外層所組成。內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)導(dǎo)體絕緣層絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣保護(hù)外層絕緣保護(hù)外層同軸電纜的分類(lèi)n同軸電纜可分為基帶同軸電纜（基帶同軸電纜（阻抗阻抗50 ） 和 寬帶同軸電纜

11、寬帶同軸電纜（阻抗阻抗75）n基帶基帶同軸電纜 50同軸電纜同軸電纜，主要傳數(shù)字信號(hào)n基帶基帶同軸電纜又分為粗纜（最大傳速距離500米）和細(xì)纜（最大傳速距離185米）兩種n寬帶 （75）同軸電纜）同軸電纜，主要傳模擬信號(hào)傳送的信號(hào)采用了頻分復(fù)用的寬帶信號(hào)頻分復(fù)用的寬帶信號(hào)，因此又稱為寬帶寬帶同軸電纜。有線電視系統(tǒng)CATV中使用的就是是75同軸電纜，可采用頻分多路復(fù)用技術(shù)。2.2.3 模擬與數(shù)字模擬連續(xù) 數(shù)字離散（3）光纖（P37-38識(shí)記）光纖（光導(dǎo)纖維）是由能傳播光波的超細(xì)石英玻璃纖維外加保護(hù)層構(gòu)成，多條光纖組成一束，構(gòu)成一條光纜。光纖傳速信號(hào)時(shí)，發(fā)送端先將其轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，而接收端由光檢測(cè)器

12、還原成電信號(hào)。光纖具有低損耗、頻帶寬、數(shù)據(jù)傳速率高、抗干擾能力強(qiáng)、傳速距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。四芯四芯 光光 纜纜電信號(hào)驅(qū)動(dòng)器光源光信號(hào)電信號(hào)放大器光纖n根據(jù)使用的光源和傳輸模式的不同，可以分為：（1）單模光纖（2）多模光纖單模光纖采用注入型激光二極管ILD作為光源，激光的定向性強(qiáng)，單模光纖能以單一的模式無(wú)反射地沿軸方向傳播多模光纖采用發(fā)光二極管LED產(chǎn)生可見(jiàn)光作為光源，定向性較差，光束是以多種模式在芯內(nèi)不斷反射而向前傳播光纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖3.2.4 無(wú)線傳輸介質(zhì) n用自由空間作為傳輸介質(zhì)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 n特點(diǎn): 信號(hào)沿直線傳播n適用: 架設(shè)或鋪埋電

13、纜或光纜較困難的地方,廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂窩式無(wú)線電話網(wǎng)。n分類(lèi): 地面微波接力通信、衛(wèi)星通信、紅外線與毫米波通信電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜無(wú)線電微波紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無(wú)線電 調(diào)頻無(wú)線電 海事無(wú)線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動(dòng)無(wú)線電 （1）地面微波接力通信原理

14、:長(zhǎng)距離傳輸時(shí)每隔一段距離就需架中繼站,將前一信號(hào)放大向后傳。優(yōu)點(diǎn):頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見(jiàn)效快、靈活等。缺點(diǎn):相鄰站間必須直視，不能有障礙物；受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使用與維護(hù)問(wèn)題等。 （2）衛(wèi)星通信原理：用位于36000公里高空的人造同步衛(wèi)星做中繼器的一種微波接力通信。優(yōu)點(diǎn)：頻帶很寬,通信容量大,信號(hào)受干擾小；通信比較穩(wěn)定，通信距離遠(yuǎn)。缺點(diǎn)：保密性較差,造價(jià)較高，具有較大的傳輸延遲適用：廣播電視通信。 （3）紅外線與毫米波通信優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，易制造，有良好的安全性，不易被竊聽(tīng)。缺點(diǎn)：不能穿透堅(jiān)硬的物體。適用：被廣泛應(yīng)用于短距離通信，紅外線成為室內(nèi)無(wú)線

15、局域網(wǎng)的主要選擇對(duì)象。 性能雙絞線同軸電纜（基帶）同軸電纜（寬帶）光纖地面微波衛(wèi)星通信帶寬/Hz 1G100M 300M 300G0.3300G500M 距離/km0.32.5EBCDIC報(bào)文交換的缺點(diǎn)n不能滿足實(shí)時(shí)交互的通信要求，報(bào)文經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長(zhǎng)且不定。 所以，不能用于語(yǔ)音連接，也不適合交互式終端到計(jì)算機(jī)的連接n有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過(guò)多的數(shù)據(jù)而無(wú)存儲(chǔ)空間或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文n發(fā)出的報(bào)文不能按順序到達(dá)目的地 3.5.2 報(bào)文交換n計(jì)費(fèi)一般時(shí)根據(jù)通信的流量和時(shí)間來(lái)計(jì)算n報(bào)文交換已不再使用3.5.3 分組交換n分組交換將一個(gè)報(bào)文分成若干個(gè)分組，分組中包括數(shù)據(jù)和目的站地址數(shù)據(jù)和目的站地

16、址，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，典型的最大長(zhǎng)度時(shí)數(shù)千位n使每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低了n分組可以存在內(nèi)存，而不是硬盤(pán)上，提高了交換速度n分組交換適用于交互式通信n分組交換的具體過(guò)程可以分為虛電路交換和數(shù)據(jù)報(bào)交換1. 虛電路方式n為進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間先要建立一條邏輯通路邏輯通路n每個(gè)分組包括數(shù)據(jù)和一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符n在路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)虛電路標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不再需要路由選擇判定n數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來(lái)結(jié)束這次連接1. 虛電路方式n無(wú)論何時(shí)，一個(gè)站都能和任何站建立多個(gè)虛電路，也能與多個(gè)站建立虛電路。因?yàn)檫@條電路不是專(zhuān)用的，所以叫虛電路n每條虛電路支持兩個(gè)端點(diǎn)

17、之間的數(shù)據(jù)傳輸，兩個(gè)端點(diǎn)之間也可以有多條虛電路為不同的進(jìn)程服務(wù)，這些虛電路的實(shí)際路由可以相同，也可能不同虛電路方式的特點(diǎn)n在數(shù)據(jù)傳送之前先建立站與站之間的一條路徑n這條路徑不是專(zhuān)用的，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線路上進(jìn)行排隊(duì)等待輸出2.數(shù)據(jù)報(bào)方式n當(dāng)某一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，先把報(bào)文分成若干個(gè)帶有序號(hào)、數(shù)據(jù)和地址序號(hào)、數(shù)據(jù)和地址信息的分組，每個(gè)分組被稱為數(shù)據(jù)報(bào)。各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)被依次送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上n一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的路由信息，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)n各節(jié)點(diǎn)隨時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、故障等情況選擇路由，各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑可能不相同，也

18、不一定按發(fā)出順序到達(dá)目的地，有的可能會(huì)在途中丟失提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1 向 H5 發(fā)送分組H2 向 H6 發(fā)送分組路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對(duì)源主機(jī)沒(méi)有任何承諾。提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失也不保證按源主機(jī)發(fā)送分組的先后順序以及在時(shí)限內(nèi)必須將分組交付給目的主機(jī) 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分

19、組交換網(wǎng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可根據(jù)情況將一些分組丟棄 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的，它不能保證服務(wù)質(zhì)量。實(shí)際上“盡最大努力交付”的服務(wù)就是沒(méi)有質(zhì)量保證的服務(wù)。 兩種服務(wù)的思路來(lái)源不同 n虛電路服務(wù)的思路來(lái)源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。n電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。n數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)。n可靠通信由用戶終端中的軟件（即TCP）來(lái)保證。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)與虛電路服務(wù)之爭(zhēng) n讓網(wǎng)絡(luò)只提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)就可大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)。n n但技術(shù)的進(jìn)

20、步使得網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)的概率已越來(lái)越小，因而讓主機(jī)負(fù)責(zé)端到端的可靠性不但不會(huì)給主機(jī)增加更多的負(fù)擔(dān)，反而能夠使更多的應(yīng)用在這種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。n因特網(wǎng)發(fā)展到今天的規(guī)模，充分說(shuō)明了在網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是非常成功的。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 思路 可靠通信應(yīng)當(dāng) 可靠通信應(yīng)當(dāng) 由網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證 由用戶主機(jī)來(lái)保證連接的建立 必須有 不要目的站地址 僅在連接建立階段 每個(gè)分組都有 使用，每個(gè)分組使 目的站的全地址 用短的虛電路號(hào)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)分組的轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一條虛電路 每個(gè)分組獨(dú)立選擇 的分組均按照同一 路由

21、進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出 所有通過(guò)出故障的 故障結(jié)點(diǎn)可能丟失 故障時(shí) 結(jié)點(diǎn)的虛電路 分組，一些路由 均不能工作 可能會(huì)發(fā)生變化數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)分組的順序 總是按發(fā)送順序 到達(dá)目的站時(shí)不一定 到達(dá)目的站 按發(fā)送順序 端到端的 可以由分組交換網(wǎng) 由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)差錯(cuò)處理和 負(fù)責(zé)也可以由用戶 流量控制 主機(jī)負(fù)責(zé)3.5.4 高速交換n結(jié)合分組交換和電路交換的優(yōu)勢(shì)，并與光傳輸技術(shù)融合是高速交換的趨勢(shì)n當(dāng)前Internet的主干線采用的是SONET(同步光纖)或SDH（同步數(shù)字系列），其本質(zhì)屬于電路交換技術(shù)n本地網(wǎng)接入采用的是IP路由器，屬于分組交

22、換技術(shù)n所以當(dāng)前Internet采用的是電路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)的結(jié)合3.5.4 高速交換n電路交換技術(shù)與光交換技術(shù)在本質(zhì)上極為相似，隨著速度的增長(zhǎng)，引入了光傳輸技術(shù)，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速交換1. 微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的光交換機(jī)n在入口光纖和出口光纖之間使用微鏡陣列n陣列中的鏡元可以在光纖之間任意改變角度來(lái)改變光束傳輸方向，達(dá)到實(shí)時(shí)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行重新選擇的目的n當(dāng)一路波長(zhǎng)光信號(hào)照到鏡面時(shí)，鏡面傾斜以便將其引導(dǎo)到某一特定出口光纖中，從而實(shí)現(xiàn)光路倒換的目的2. 無(wú)交換式光路由器n使用具有波長(zhǎng)發(fā)射和控制功能的交換功能模塊取代了傳統(tǒng)的外圍光開(kāi)關(guān)交換網(wǎng)絡(luò)n關(guān)鍵模塊是一種自由空間色差校正凹面

23、光柵，通過(guò)它將入射光線陣列中的波長(zhǎng)信道進(jìn)行發(fā)散后，再聚集到出射光纖陣列中相互獨(dú)立的單路光纖上，可實(shí)現(xiàn)9191的波長(zhǎng)路由器功能3.陣列波導(dǎo)光柵路由器n構(gòu)成陣列波導(dǎo)光柵的是許多長(zhǎng)度按L線性遞增(即各路光波的相位差恒定)的光臂，可實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用與解復(fù)用以及靜態(tài)波長(zhǎng)路由功能n具備雙向傳輸?shù)奶匦詎WDM信號(hào)從一端口輸入，經(jīng)一入射波導(dǎo)到達(dá)聚集平面波導(dǎo)，被衍射耦合到各陣列波導(dǎo)中，各路光經(jīng)不同的相位延遲后在出射波導(dǎo)端合成不同波長(zhǎng)的光波n如果輸入端只有單路的多波長(zhǎng)信號(hào)，則構(gòu)成1N的解復(fù)用器，如果輸入端為M路，則構(gòu)成MN的路由器光交換的優(yōu)點(diǎn)n光信號(hào)經(jīng)過(guò)光交換單元時(shí)，無(wú)須經(jīng)過(guò)光電/電光轉(zhuǎn)換n不受監(jiān)測(cè)器和調(diào)制器等光電器件響應(yīng)速度的限制，對(duì)比特率和調(diào)制方式透明，可以大大提高交換單元的吞吐量n光交換技術(shù)的費(fèi)用不受接入端口帶寬的影響，因?yàn)樗谶M(jìn)行光交換時(shí)并不區(qū)分帶寬，而且不受光波傳輸數(shù)據(jù)速率的影響n在傳統(tǒng)的交換技術(shù)費(fèi)用隨帶寬增加而大幅提高的情況下，光交換更具吸引力3.5.5 交換技術(shù)的比