數(shù)據(jù)通信概念、技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1、2.1 數(shù)據(jù)通信的基 2.6 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) 本概念 化組織2.2 常見傳輸介質(zhì) 2.7 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 結(jié)構(gòu)2.4 數(shù)據(jù)交換方式 2.8 OSI參考模型2.5 差錯(cuò)檢驗(yàn)和控制 2.9 TCP/IP參考模型本章主要內(nèi)容數(shù)據(jù)通信概念、技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 本章主要內(nèi)容2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號 信息是人對現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識;數(shù)據(jù)是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式;信號是數(shù)據(jù)的具體的物理表現(xiàn)。雪六角形涼白色信息數(shù)據(jù)信號例子 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 信息：人對雪花和馬的認(rèn)識數(shù)據(jù)：文字，二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)信號：電壓，光，磁

2、場強(qiáng)度2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 信息( Information)：字母、數(shù)字、語音、圖象的組合。數(shù)據(jù)(Data)：傳遞信息的實(shí)體，常是二進(jìn)制代碼序列。信號(Signal)：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電信號表示形式。 -模擬信號與數(shù)字信號 數(shù)據(jù)通信即是指在計(jì)算機(jī)之間傳送表示字母、數(shù)字、符號的二進(jìn)制代碼序列的模擬或數(shù)字信號的過程。信道(Channel)：傳送信息的線路（或通路）。 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 數(shù)字信道和模擬信道 數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式（離散信號）傳輸數(shù)據(jù)的信道。 模擬信道：以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 兩種不同類型的量：A.時(shí)間、溫度、電波、聲音B.字符

3、，二進(jìn)制數(shù)，電脈沖信號中沒有斷開或不連續(xù)的的地方；信號僅取一些有限數(shù)目的值；2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：時(shí)間上連續(xù)，包含無窮多個(gè)值數(shù)字信號：時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值tta) 模擬信號b) 數(shù)字信號2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 串行通信串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一次只傳送一個(gè)比特。并行通信并行通信是指同時(shí)有多條數(shù)據(jù)通道，可同時(shí)傳送多個(gè)比特。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 通信方式按數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向 單工：數(shù)據(jù)單向傳輸（無線電廣播） 半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不能在同一時(shí)刻雙向傳輸（對講機(jī)）

4、全雙工：數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向傳輸（電話） 兩個(gè)方向的信號共享鏈路帶寬： 1）鏈路具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線路，或 2）將帶寬一分為二，分別用于不同方向的信號傳輸2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 數(shù)據(jù)通信的操作方式 2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo) 1）數(shù)據(jù)傳輸速率 指每秒能傳送的二進(jìn)制信息位數(shù)，也叫比特率。 單位：位/每秒，記作bps或bit/s。 2）信號傳輸速率 單位時(shí)間里通過信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，也叫波特率。 單位：波特，記作Baud。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 t碼元1碼元2碼元3碼元4碼元5信號同步脈沖碼元(Code Cell)：時(shí)間軸上的一個(gè)信號編碼單元。同步脈沖：用于碼元的

5、同步定時(shí)，識別碼元的開始。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 3）信道容量 指1個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。 單位：位/每秒。 4）誤碼率 指二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率，是衡量信道傳輸可靠性的指標(biāo)。 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于106 。 P= 錯(cuò)誤的位數(shù) / 傳輸?shù)目偽粩?shù)。2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念 傳輸介質(zhì)的主要類型： 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 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。傳輸介質(zhì)的特性對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)通信質(zhì)量影響很大，這些特性主要包括：物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；傳輸特性：傳輸介質(zhì)允許傳送數(shù)字或模擬信號以及調(diào)制技術(shù)、傳輸容量、傳輸?shù)念l率范圍；連

6、通特性：允許點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響能力；相對價(jià)格：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 （1）雙絞線：最常用的傳輸介質(zhì)。 非屏蔽雙絞線（UTP，Unshielded Twisted-Pair） ：無屏蔽層，由護(hù)套和線對組成。 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線（STP，Shielded Twisted-Pair） ：有屏蔽層，抗噪性好。 用于網(wǎng)絡(luò)的雙絞線和用于電話系統(tǒng)的雙絞線是有差別的。雙絞線使用RJ-45接頭連接計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 非屏蔽雙絞線電纜(UTP)屏蔽雙絞線電纜(ST

7、P)雙絞線可以分為屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩大類。非屏蔽雙絞線UTP 非屏蔽雙絞線(Unshielded twisted pair；UTP)由多對雙絞線對和一層塑料外皮構(gòu)成，如上圖所示。 現(xiàn)在最常用的UTP是5類線和超5類線。5類線：支持100Mbit/s的速率，廣泛用于現(xiàn)代局域網(wǎng)中。超5類線：通常采用高質(zhì)量的銅線，更高的纏繞，并使用先進(jìn)的方法以減少串?dāng)_。超5類線能支持高達(dá)200Mbit/s的速率，時(shí)常規(guī)5類線容量的2倍。 6類線：包括4個(gè)線對。每對電線被箔絕緣體包裹，另一層箔絕緣體包裹在所有線對的外面，同時(shí)一層防火塑料封套包裹在第二層箔層外。箔絕緣體對串?dāng)_起了很好的抵抗作用，使得6類線能支持

8、的吞吐量是常規(guī)5類線的6倍。 非屏蔽雙絞線相對便宜、靈活且易于安裝，無屏蔽外套較細(xì)小，節(jié)省空間，非常適合于結(jié)構(gòu)化布線，其連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬于星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 塑料外套絕緣層銅導(dǎo)線2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 塑料外套屏蔽層絕緣層銅導(dǎo)線 屏蔽雙絞線STP 為了提高雙絞線的外界抗干擾性，在雙絞線的外面再加上一個(gè)金屬屏蔽層，就是屏蔽雙絞線。如右圖所示。 屏蔽雙絞線具有非屏蔽雙絞線的所有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。同時(shí)，它比UTP電纜能更好的隔離外部的各種干擾，具有更高的傳輸速率。通常，STP電纜比UTP電纜更貴一些。所以，屏蔽雙絞線常用于一些特殊環(huán)境。物理特性：雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根或四根絕緣線組成。一對線可以

9、作為一條通信線路，各個(gè)線對螺旋排列的目的是使各線對之間的電磁干擾最小。傳輸特性：雙絞線最普遍的應(yīng)用是語音信號的模擬傳輸。在一條雙絞線上使用頻分多路復(fù)用（multiplexing）技術(shù)可以進(jìn)行多個(gè)音頻通道的多路復(fù)用。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 雙絞線的主要特性連通性：雙絞線可以用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。 地理范圍：雙絞線用作遠(yuǎn)程中繼線時(shí)，最大距離可達(dá)15km；用于10Mb/s局域網(wǎng)時(shí)，與集線器的距離最大為100m（單網(wǎng)段）?？垢蓴_性：雙絞線的抗干擾性取決于一束線中相鄰線對的扭曲長度及適當(dāng)?shù)钠帘巍Ｔ诘皖l傳輸時(shí)，其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜。在10100 kHz時(shí)，其抗干擾能力低于同軸電纜。

10、價(jià)格：價(jià)格低，并且安裝、維護(hù)方便。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 雙絞線的使用 直連線 直連線也叫直通線或平行線，如圖所示。交叉線 網(wǎng)線兩端的線序排列不同，呈交叉狀態(tài)，如圖所示。 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 直通雙絞線與交叉雙絞線1. 雙絞線1236通信規(guī)則在用雙絞線做傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)中，除了100Base-T和1000Base-T以外，其余均只使用四對絞線中的兩對。當(dāng)信號通過雙絞線電纜傳輸時(shí)，在電纜內(nèi)的四對(八根)銅線(芯線)中，實(shí)際起作用的只有其中的兩對，分別是1-2腳和3-6腳。比如，對應(yīng)網(wǎng)卡接口如表2-1，1-2腳負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)(TX+，TX-)，而3-6腳負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)(RX+，RX-)。引

11、腳網(wǎng)卡上RJ-45插座信號1TX+(發(fā)送)2TX-(發(fā)送)3RX+(接收)4未使用5未使用6RX-(接收)7未使用8未使用表2-1 網(wǎng)卡接口各引腳定義2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 2. 568A與568B定義的雙絞線的連接規(guī)則在568A與568B中所定義的RJ-45連接頭各腳與雙絞線各芯線排列的對應(yīng)方式，如表2-2所示。其中1-2腳和3-6腳是對絞的兩對芯線。對絞的電纜因?yàn)槠渲袀鬏數(shù)男盘柗较蛳喾?，從而使彼此的電磁輻射相互抵消，因此使收、發(fā)數(shù)據(jù)之間的干擾降到最小。引腳568A標(biāo)準(zhǔn)568B標(biāo)準(zhǔn)1綠白橙白2綠橙3橙白綠白4藍(lán)藍(lán)5藍(lán)白藍(lán)白6橙綠7棕白棕白8棕棕表2-2 568A和568B標(biāo)準(zhǔn)定義的雙絞線

12、色線的排列規(guī)定2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 （2）同軸電纜： 抗干擾性較強(qiáng)，早期局域網(wǎng)常用的傳輸介質(zhì)。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜連接器類型2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 物理特性：同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體（電纜銅芯）、絕緣層、外導(dǎo)體（銅網(wǎng)）及外部保護(hù)層（外絕緣層）組成。同軸介質(zhì)的特性參數(shù)由內(nèi)、外導(dǎo)體及絕緣層的電參數(shù)和機(jī)械尺寸決定。傳輸特性：基帶同軸電纜一般僅用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號傳輸。寬帶同軸電纜可以使用頻分多路復(fù)用方法，支持多路傳輸。只用于一條通信信道的高速數(shù)字通信，此時(shí)稱之為單通道寬帶。特征阻抗，50，Ethernet使用，基帶傳輸，10Mb/s；75，CATV使用，模擬信號傳輸，400 MHz，使

13、用頻分多路復(fù)用FDM(frequency-division multiplexing)技術(shù)，也可以傳輸數(shù)字信號。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜的主要特性連通性：支持點(diǎn)-點(diǎn)連接，也支持多點(diǎn)連接。寬帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備的連接；基帶同軸電纜可支持?jǐn)?shù)百臺(tái)設(shè)備的連接。 抗干擾性：它的結(jié)構(gòu)使得它的抗干擾能力較強(qiáng)，遠(yuǎn)高于雙絞線，適于工業(yè)應(yīng)用場合。地理范圍：基帶同軸電纜最大距離限制在幾公里范圍內(nèi)，而寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里。價(jià)格：同軸電纜造價(jià)介于雙絞線與光纜之間，維護(hù)方便。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜的主要特性2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 同軸電纜總結(jié)（3）光纖：性能最好，應(yīng)用前途最

14、廣泛的傳輸介質(zhì)。 利用折射定律和全反射規(guī)律，傳播光信號。 低損耗、高帶寬、高數(shù)據(jù)傳輸速率、安全性好。外護(hù)套加固材料塑料屏蔽層玻璃纖維和包層光纜結(jié)構(gòu)圖2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纜連接器類型 ST與SC2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 物理特性：光纖是一種直徑為50100m的柔軟、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，各種玻璃和塑料可以用來制造光纖，其中用超高純度石英玻璃纖維制作的光纖可以得到最低的傳輸損耗。在折射率較高的單根光纖外面用折射率較低的包層包裹起來，就可以構(gòu)成一條光纖通道，多條光纖組成一束就構(gòu)成光纖電纜。傳輸特性：光導(dǎo)纖維通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號。光纖傳輸速率可達(dá)幾千Mb/s。單模光纖是指

15、光纖的光信號僅與光纖軸成單個(gè)可分辨角度的單光纖傳輸，而多模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。單模光纖性能優(yōu)于多模光纖。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性多模光纖單模光纖2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性 單模光纖使用的光源是激光二極管，所以，單模光纖的帶寬寬、衰減小、容量大，能以很高的速率進(jìn)行長距離傳輸。 多模光纖采用普通的發(fā)光二極管作光源，傳輸距離不如單模光纖長，容量也比單模光纖小。但是多模光纖成本低，常應(yīng)用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。連通性：普遍采用點(diǎn)-點(diǎn)方式，在某些實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中也采用多點(diǎn)連接方式 。 地理范圍：光纖信號衰減極小，它可以在68km距離內(nèi)不

16、使用中繼器，實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸?？垢蓴_性：光纖不受外界電磁干擾與噪聲的影響，能在長距離、高速率傳輸中保持低誤碼率。雙絞線典型的誤碼率在10-510-6之間，基帶同軸電纜為10-7，寬帶同軸電纜為10-9，而光纖誤碼率可以低于10-10。光纖傳輸?shù)陌踩耘c保密性極好。價(jià)格：目前光纖價(jià)格高于同軸電纜與雙絞線。由于光纖具有低損耗、寬頻帶、高數(shù)據(jù)傳輸速率、低誤碼率、安全保密性好等特點(diǎn)，因此，它是一種最有前途的傳輸介質(zhì)。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖的主要特性2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖總結(jié)2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 光纖相對同軸電纜的特性傳輸介質(zhì)的選擇要從以下因素來考慮：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)、實(shí)際需要

17、的通信容量、可靠性要求、能承受的價(jià)格范圍。 雙絞線的顯著特點(diǎn)是價(jià)格便宜，但與同軸電纜相比，其帶寬受到限制。對于單個(gè)建筑物內(nèi)的低通信容量網(wǎng)絡(luò)來說，雙絞線性能價(jià)格比可能是最好的。 同軸電纜的價(jià)格要比雙絞線貴一些，對于大多數(shù)局域網(wǎng)來說，需要連接較多設(shè)備而且通信容量相當(dāng)大時(shí)可以選擇同軸電纜。 光纖作為傳輸介質(zhì)，與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優(yōu)點(diǎn)：頻帶寬、速率高、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤碼率低等，已廣泛用于高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。隨著光通信技術(shù)的發(fā)展和成本降低，光纖作為網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)也得到了普遍采用。目前，便攜式計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了很大的發(fā)展和普及，由于可隨身攜帶，對于可移動(dòng)的無線網(wǎng)的需求將日益增加，

18、無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)類似蜂窩電話網(wǎng)，人們可以隨時(shí)隨地將計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。傳輸介質(zhì)的選擇2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 （4）無線通信介質(zhì)： 常用的有微波、紅外線和可見光。 無線通信系統(tǒng)有：微波通信、蜂窩移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信。 微波通信工作頻率為1091010Hz，局域網(wǎng)絡(luò)可直接利用微波收發(fā)機(jī)進(jìn)行通信，或作中繼接力，擴(kuò)大傳輸距離。微波只能沿直線傳播，在地面一般采用點(diǎn)對點(diǎn)方式通信。 紅外線工作頻率為10111014Hz，通過發(fā)送或接收信號調(diào)制的非相干紅外線，即可形成一條通信鏈路。只要收發(fā)機(jī)處在視線內(nèi)，就可以準(zhǔn)確地進(jìn)行通信，方向性很強(qiáng)，幾乎不受干擾，中間不允許有障礙物。 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性

19、激光工作頻率為10141015Hz，用調(diào)制解調(diào)的相干激光，實(shí)現(xiàn)激光通信。 （與紅外線一樣不能傳輸模擬信號。） 蜂窩移動(dòng)通信是廣播式傳輸，采用多址接入技術(shù)區(qū)分用戶。 衛(wèi)星通信覆蓋面積大，通信距離遠(yuǎn)，通信費(fèi)用和距離無關(guān)，有傳輸延遲。 2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 （4）無線通信介質(zhì)： 藍(lán)牙技術(shù) 藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般是10m之內(nèi)）的無線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是，工作在2.4GHz 頻帶，帶寬為1Mb/s。 藍(lán)牙”（Bluetooth）原是一位在10世紀(jì)統(tǒng)一丹麥的國王，他將當(dāng)時(shí)的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用

20、他的名字來命名這種新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含有將四分五裂的局面統(tǒng)一起來的意思。2.2 常見傳輸介質(zhì)及特性 通信和數(shù)據(jù)通信通過各種傳輸介質(zhì)將信息從一個(gè)地點(diǎn)、一個(gè)人或一臺(tái)設(shè)備傳送到另一個(gè)地點(diǎn)、另一個(gè)人或設(shè)備的過程叫做通信。通信的目的是交換信息。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信任務(wù)是傳送數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)化的信息。數(shù)據(jù)通信是兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間借助某種傳輸介質(zhì)以二進(jìn)制代碼形式進(jìn)行信息交換的過程。將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)地傳送到正確地目的地是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)地基本任務(wù)。數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號編碼、同步等問題。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)據(jù)編碼碼元所傳輸數(shù)據(jù)的基本單位。數(shù)據(jù)編碼通信系統(tǒng)中以何種物理信號的形式來表達(dá)數(shù)據(jù)。模

21、擬數(shù)據(jù)編碼：用模擬信號的不同幅度、頻率、相位來表達(dá)數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼：用高低電平的矩形脈沖信號來表達(dá)數(shù)據(jù)的0、1狀態(tài)。將二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)使用兩個(gè)電平來表示，形成矩形脈沖信號。分為不歸零碼、歸零碼、差分碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼三種常用的調(diào)制技術(shù)： 1） 振幅鍵控ASK(Amplitude Shift Keying)，調(diào)幅 2） 移頻鍵控FSK(Frequency Shift Keying)，調(diào)頻 3） 移相鍵控PSK(Phase Shift Keying) ，調(diào)相基本原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。 載波 u(t) = A sin (t+)

22、 u(t)的參量包括： 振幅A、頻率 、相位調(diào)制就是要使這三個(gè)參量隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) ASK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0和1FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0和1PSK：用前后兩個(gè)信號的相位的絕對值表示數(shù)字0和1（絕對調(diào)相） 用前后兩個(gè)信號的相位的相對偏移值表示0和1（相對調(diào)相）2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 相移鍵控（PSK ,Phase Shift Keying） PSK是通過改變載波信號的相位值（）來表示數(shù)字信號“1”、“0”的，而載波信號的A和不變。PSK包括絕對調(diào)相和相對調(diào)相兩種類型： （1）絕對調(diào)相 絕對調(diào)相使用相位的絕對值，為0表示數(shù)字信號“1”，為表示數(shù)字信

23、號“0”。 （2）相對調(diào)相 相對調(diào)相使用相位的偏移值，當(dāng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為0時(shí)，相位不變化，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1時(shí)，相位要偏移。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 下圖中，顯示了對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)“010110”進(jìn)行不同調(diào)制方法的波形。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 單極性碼：信號電平是單極性的。 雙極性編碼：信號電平為正、負(fù)兩種極性的。歸零碼（RZ）：歸零碼在每一位二進(jìn)制信息傳輸之后均返回零電平的編碼?？梢院芊奖愕卮_定每個(gè)碼元的界限和信號電平。非歸零碼（NRZ）：非歸零碼在整個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)維持有效電平。如果兩個(gè)碼元數(shù)據(jù)相同（例如都是1），則電平保持不變。而這種情況下要求區(qū)分每個(gè)碼元的電平就必須對

24、每個(gè)碼元的占用時(shí)間做精確確定。否則，就會(huì)帶來不同步的問題。 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼全寬單極性碼： 全寬單極碼以高電平（或者有電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以低電平（或者沒有電流）表示數(shù)據(jù)“0”。因?yàn)檫@種方法不使用負(fù)電平，所以稱為單極碼，在一個(gè)碼元的全部時(shí)間內(nèi)都有信號電平，所以稱為“全寬”。 優(yōu)點(diǎn)：便于逐位仲裁。 缺點(diǎn)：（1）積累直流分量； （2）各位之間的界限不易確定。 CAN總線和DeviceNet采用這種方式。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼全寬雙極性碼： 全寬雙極碼以正電平（或者正向電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以負(fù)電平（或者反向電流）表示數(shù)據(jù)“0”。 優(yōu)點(diǎn)：不積累直流

25、分量。直流分量大大減少，這對數(shù)據(jù)傳輸是很有利的。 缺點(diǎn)：各位之間的界限不易確定。 RS232和RS485網(wǎng)絡(luò)采用的是雙極性碼。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 單雙極性的歸零與非歸零編碼比較差分碼：差分碼用電平的變化與否來代表邏輯“1”和“0”。變化為“1” ，不變化為“0” 。曼徹斯特編碼(Manchester code)：用電壓的變化表示0和1。每位的中間有一跳變，位中間的跳變既做時(shí)鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。 規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變： 低 高的跳變0，高低的跳變1 每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。 曼徹斯特編碼也稱為自同步碼（S

26、elf-Synchronizing Code）。它具有自同步機(jī)制，無需外同步信號。 缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester code) 與曼徹斯特編碼相同的是，在每個(gè)碼元的中間，信號都會(huì)發(fā)生跳變，作同步之用；不同之處在于： 用在碼元開始處有無跳變來表示0和1 ： 碼元開始處有跳變0 碼元開始處無跳變1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 奈奎斯特定理（采樣定理）： 如果連續(xù)變化的模擬信號最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對

27、其采樣，則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼 語音信號要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這需要經(jīng)過三個(gè)步驟： 1）采樣按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣 每隔一定時(shí)間從連續(xù)變化的話音模擬信號中取出一個(gè)瞬時(shí)值，從而得到一系列電平幅度不同的脈沖信號，即脈幅調(diào)制(PAM)信號. 2）量化對每個(gè)樣本舍入到量化級別上 3）編碼對每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 編碼后的信號稱為PCM（Pulse Coded Modulation）信號（脈碼調(diào)制信號）-話音信道帶寬 2倍話音最大頻率)-量化級數(shù)：256級 (8位二進(jìn)制碼表示)-數(shù)據(jù)率：8000次/

28、s*8bit = 64Kb/s 每路PCM信號的速率 = 64000bps模擬話音采樣時(shí)鐘PAM 信號PCM 信號采樣電路量化和編碼 數(shù)字化聲音模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) PCM轉(zhuǎn)換過程舉例 PCM 脈沖 （有量化誤差）011100011011001100 原始信號 PAM脈沖011100011011001100 PCM 輸出3.23.92.83.41.24.2343314PCM技術(shù)的典型應(yīng)用是語音數(shù)字化。量化級越多，誤差越小，但PCM使用的二進(jìn)制位也較多，編碼效率降低。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 同步（重點(diǎn)）同步：接收端要按照發(fā)送端發(fā)送的

29、每個(gè)位規(guī)定時(shí)間來接收數(shù)據(jù)。位同步和群同步(含字符同步、幀同步)。位同步：使接收端對每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持準(zhǔn)確同步。位時(shí)間的組成：同步段傳播段相位緩沖段1相位緩沖段2采樣點(diǎn)同步段用于同步總線上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備。在此段內(nèi)，等待一個(gè)跳變沿。傳播段用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延遲時(shí)間。相位緩沖段1和2用于補(bǔ)償相位邊沿的誤差。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 同步（重點(diǎn)）2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 重同步在消息幀的隨后位中，每當(dāng)有跳變沿出現(xiàn)，且該跳變落在了同步段之外，就會(huì)引起一次重同步。 重同步機(jī)制根據(jù)跳變沿的位置延長或者縮短位時(shí)間以調(diào)整采樣點(diǎn)的位置，保證正確采樣。相位誤差：跳變沿相對同步段的位置。如果跳變沿處于同步段內(nèi)，則

30、相位誤差為0；如果跳變沿位于采樣之前，同步段之后，則相位誤差大于0；如果跳變沿位于當(dāng)前的采樣點(diǎn)之后，下一個(gè)位的同步段之前，則相位誤差小于0。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 重同步跳變沿落在了同步段之后采樣點(diǎn)之前，為正的相位誤差，接收器會(huì)認(rèn)為是一個(gè)慢速發(fā)送器發(fā)送的滯后邊沿。 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 重同步跳變沿落在了采樣點(diǎn)之后同步段之前，為負(fù)的相位誤差，接收器認(rèn)為一個(gè)快速發(fā)送器發(fā)送的下一個(gè)位時(shí)間的提前邊沿。 2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 位同步自同步法自同步法是能從數(shù)據(jù)信號波形中提取同步信號的方法。典型例子就是著名的曼徹斯特編碼，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。群同步又稱起止同步，異步

31、?？科鹗己屯Ｖ刮粊韺?shí)現(xiàn)字符定界及字符內(nèi)比特同步的。在起始位和停止位間，形成一個(gè)需傳送的字符。起始位指示字符的開始，并啟動(dòng)接收端對字符中比特的同步；而停止位標(biāo)志該字符傳輸結(jié)束。特點(diǎn)：每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都有自己的時(shí)鐘信號；實(shí)現(xiàn)簡單，頻率的漂移不會(huì)積累，對收發(fā)器要求較低。PC機(jī)的232串口通信方式屬此。2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 基帶傳輸技術(shù)人們把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號固有的頻帶稱為基帶，相應(yīng)的矩形脈沖信號稱為基帶信號?；鶐鬏敿夹g(shù)是指在數(shù)字信道上，直接傳送基帶信號的方法，它是最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。大多數(shù)局域網(wǎng)都使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)。頻帶傳輸技術(shù)利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號的方法稱為頻帶傳輸。它需要調(diào)制成模擬信號后再傳送，

32、接收方需要解調(diào)。頻帶傳輸中，調(diào)制解調(diào)器是最典型的通信設(shè)備。例如：通過電話模擬信道傳輸 電話交換網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 端局端局長途局中心局長途局本地回路準(zhǔn)長途干線高帶寬長途干線準(zhǔn)長途干線本地回路光纖、微波、同軸雙絞線雙絞線頻帶傳輸技術(shù)2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 寬帶傳輸技術(shù)寬帶指比音頻帶寬更寬的頻帶，指傳輸介質(zhì)的頻帶寬度較寬的信息傳輸，它可同時(shí)傳播多路信號，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 調(diào)制解調(diào)器的工作原理 通過調(diào)幅、調(diào)頻等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的轉(zhuǎn)換。全雙工通信的工作原理 使用帶通濾波器將雙方的發(fā)送與接收通道分開，達(dá)到全雙工通信的目的。 帶通濾波器是一種選頻電路，它只允許特

33、定頻率范圍的信號通過。同步傳輸與異步傳輸所謂同步，就是要求通信的接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每比特的重復(fù)頻率以及起止時(shí)間來接收數(shù)據(jù)，即收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致。 數(shù)據(jù)通信的同步包括：位同步、字符同步。1)位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步。（1）外同步法發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，另外發(fā)送同步時(shí)鐘信號，接收方用它來校準(zhǔn)自己的時(shí)鐘脈沖頻率。（2）內(nèi)同步法通過特殊編碼（如曼徹斯特編碼），這些數(shù)據(jù)編碼信號本身包含了同步脈沖，接收方提取同步信號來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。 2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 2)字符同步：保證收發(fā)雙方正確傳輸字符。（1）同步式由同步控制字符領(lǐng)先，以組為單位連續(xù)傳送。

34、 2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) （2）異步式每個(gè)字符獨(dú)立傳送，各字符間的時(shí)間間隔可以任意。需添加冗余位以確認(rèn)字符的開始和結(jié)束。 2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) DEMUX復(fù)用器分用器共享信道MUX2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 多路復(fù)用技術(shù)指在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)。 發(fā)送方通過復(fù)用器將多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)匯集，經(jīng)一條物理線路傳送到接收設(shè)備，接收設(shè)備再通過分用器將數(shù)據(jù)分離成單獨(dú)的數(shù)據(jù)，分發(fā)給接收方的多個(gè)用戶。多路復(fù)用技術(shù)的分類： 頻分多路復(fù)用(FDM) 波分多路復(fù)用(WDM) 時(shí)分多路復(fù)用(TDM)頻分多路復(fù)用(Frequency Division Multiplexing)原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通

35、道，每個(gè)用戶占用一個(gè)頻率通道。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶。CH2CH1CH3原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬MUXCH1CH2CH3帶寬復(fù)用f適用于模擬信號傳輸 2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 頻分多路復(fù)用的基本工作原理示意圖 頻分多路復(fù)用(Frequency Division Multiplexing)2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 頻分多路復(fù)用是將傳輸介質(zhì)的可用帶寬分割成一個(gè)個(gè)“頻段”，以便每個(gè)輸入裝置都分配到一個(gè)“頻段”。傳輸介質(zhì)容許傳輸?shù)淖畲髱挊?gòu)成一個(gè)信道，因此每個(gè)“頻段”就是一個(gè)子信道。 頻分多路復(fù)用的特點(diǎn)是：每個(gè)用戶終端的數(shù)據(jù)通過專門分配給它的子信道傳輸，在用戶沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，別的用戶也不能使用。頻

36、分多路復(fù)用適合于模擬信號的頻分傳輸，主要用于電話和電纜電視(CATV)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中應(yīng)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)結(jié)合使用。 頻分多路復(fù)用(Frequency Division Multiplexing)2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 原理：整個(gè)波長頻帶被劃分為若干個(gè)波長范圍，每個(gè)用戶占用一個(gè)波長范圍來進(jìn)行傳輸。波分多路復(fù)用(Wave Division Multiplexing)2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) (1)工作原理： 以信道傳輸時(shí)間作為分割對象，把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，通過為多個(gè)用戶分配不同的時(shí)間片的方法來實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。 適合于數(shù)字信號的傳輸。 T1載波：復(fù)用24路信號，速率1.544Mbps （北美標(biāo)準(zhǔn)）

37、E1載波：復(fù)用30路信號，速率2.048Mbps （歐洲標(biāo)準(zhǔn)）2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 時(shí)分多路復(fù)用(Time Division Multiplexing)(2)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)的分類：同步時(shí)分多路復(fù)用（STDM） 將時(shí)間片固定分配給各個(gè)信道，不考慮信道是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，這要求收發(fā)雙方必須同步，當(dāng)某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，其他用戶也不能占用其時(shí)間片，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（ATDM）也叫異步時(shí)分多路復(fù)用 根據(jù)用戶對時(shí)間片的需要來分配時(shí)間片，沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舨环峙鋾r(shí)間片，同時(shí)，對每一個(gè)時(shí)間片加上用戶標(biāo)識，以區(qū)別該時(shí)間片屬于哪一個(gè)用戶。提高了通信線路利用率。 該技術(shù)為異步傳輸模式ATM的研究奠定

38、了理論基礎(chǔ)。2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 時(shí)分多路復(fù)用(Time Division Multiplexing)D2ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1 t2 t3A1B1C1D1C2A2B2周期1周期2同步 TDM帶寬浪費(fèi)A1B1C2B2周期1周期2統(tǒng)計(jì)TDM可用帶寬2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 時(shí)分多路復(fù)用(Time Division Multiplexing)常用的多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路復(fù)用技術(shù)和時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)。1.頻分多路復(fù)用是將各路信號分別調(diào)制到不同的頻段進(jìn)行傳輸，多用于模擬通信。2.時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)是利用時(shí)間上離散的脈沖組成相互不重疊的多路信號，廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信。3.除了頻分和時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)外，還有一種波分復(fù)

39、用技術(shù)。這是在光波頻率范圍內(nèi)，把不同波長的光波，按一定間隔排列在一根光纖中傳送。這種用于光纖通信的“波分復(fù)用”技術(shù)，現(xiàn)在正在迅速發(fā)展之中。 頻分多路復(fù)用與時(shí)分多路復(fù)用的區(qū)別如下： (1)微觀上，頻分多路復(fù)用的各路信號是并行的，而時(shí)分多路復(fù)用是串行的。(2)頻分多路復(fù)用較適合于模擬信號，而時(shí)分多路復(fù)用較適用于數(shù)字信號。2.3 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 多路復(fù)用技術(shù)總結(jié) 為降低通信線路造價(jià)，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的通信連接一般都要通過中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接，中間節(jié)點(diǎn)要在它所連接幾條線路中選擇一條進(jìn)行接續(xù),就像電話交換機(jī)為通話雙方接續(xù)線路一樣，這個(gè)過程被稱為交換。 實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路

40、交換、報(bào)文交換和分組交換。報(bào)文交換和分組交換均采用的是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。 2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 1）原理： （與電話交換方式類似） 交換數(shù)據(jù)前，先建立實(shí)際的物理線路連接。2）通信過程： 線路建立階段數(shù)據(jù)傳輸階段線路釋放階段3）特點(diǎn)： 建立連接的時(shí)間長，建立連接后，傳輸延遲小， 連接獨(dú)占線路，線路利用率低， 無差錯(cuò)控制能力。電路交換2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 線路交換方式的工作原理2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 1）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換的概念： 在交換過程中，交換設(shè)備將接收到的數(shù)據(jù)單元先存儲(chǔ)，待信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級一級中轉(zhuǎn)，直到目的地。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)稱為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)。 由于交換設(shè)備有存儲(chǔ)能力，所以，可以實(shí)現(xiàn)信道的資源

41、共享，提高線路利用率；有路選功能，可以均衡流量；有差錯(cuò)控制功能，可以提高系統(tǒng)可靠性；可以實(shí)現(xiàn)不同通信速率線路之間的數(shù)據(jù)傳送。因此，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換2）存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分類(1)報(bào)文交換 將待傳送數(shù)據(jù)作為一個(gè)單元，打包后形成報(bào)文，不管報(bào)文大小作為整體一起發(fā)送。 特點(diǎn)： 報(bào)文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復(fù)雜；大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過長；出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文需全部重發(fā)。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換(2)報(bào)文分組交換（分組交換） 發(fā)送方將長報(bào)文劃分成多個(gè)報(bào)文分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，接收方再將各報(bào)文分組按順序重組成報(bào)文，這就是報(bào)文分組交換，常稱為分組交換。

42、 特點(diǎn)： 對轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備存儲(chǔ)容量要求較小，可以用內(nèi)存來緩沖分組速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小適用于交互式通信；某個(gè)分組出錯(cuò)僅重發(fā)該分組效率高；各分組可通過不同路徑傳輸可靠性高。 在實(shí)際應(yīng)用中，分組交換有數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種方式。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換報(bào)文和報(bào)文分組結(jié)構(gòu) 由于分組長度較短，在傳輸出錯(cuò)時(shí)，檢錯(cuò)容易并且重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間利用率與傳輸效率；公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 三種交換方式的事件順序數(shù)據(jù)呼叫應(yīng)答ABCD分組1分組2分組3報(bào)文ABCDABCD尋路延遲排隊(duì)延遲電路交換報(bào)文交換分組交換2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 數(shù)據(jù)

43、報(bào)方式1）工作原理：2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 數(shù)據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”；源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑；每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 數(shù)據(jù)報(bào)方式1）工作原理：2）數(shù)據(jù)報(bào)特點(diǎn)： 同一報(bào)文的各分組獨(dú)立進(jìn)行路由選擇； 同一報(bào)文的分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象； 每一個(gè)分組都需帶有足夠的地址信息； 傳輸延遲較大，不適于長報(bào)文、會(huì)話式通信。虛電路方式1）工作原理：是數(shù)據(jù)報(bào)和電路交換的結(jié)合 在傳輸數(shù)據(jù)前，先建立一條邏輯連接即虛電路，整個(gè)通信過程

44、分為3個(gè)階段: 虛電路建立階段數(shù)據(jù)傳輸階段虛電路拆除階段 當(dāng)虛電路建立好以后，后續(xù)分組按存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式沿虛電路傳送。 2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 虛電路方式的工作原理2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2）虛電路特點(diǎn)： 發(fā)送數(shù)據(jù)前，先建立邏輯連接，有一定時(shí)間延遲； 各分組沿虛電路傳送，不需做路由選擇，不需帶全地址信息； 分組到達(dá)目的地不會(huì)出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象； 每結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接，可共享帶寬。 2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 項(xiàng) 目數(shù)據(jù)報(bào)虛電路目標(biāo)地址每個(gè)分組都需要建立連接時(shí)需要初始化設(shè)置不需要需要分組順序通信子網(wǎng)不負(fù)責(zé)通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)保證差錯(cuò)控制由主機(jī)負(fù)責(zé)通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)對主機(jī)透明流量控制網(wǎng)絡(luò)層不提供通信子網(wǎng)提

45、供連接的建立和釋放不需要需要數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的比較2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 其他高速交換技術(shù)1）幀中繼 早期典型分組交換網(wǎng)是網(wǎng)。 網(wǎng)著眼于可靠性，每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)都差錯(cuò)檢測。 幀中繼是在的基礎(chǔ)上簡化了差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇功能而形成的一種新型交換技術(shù)。 2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2）ATM交換 ATM是一種高速分組交換技術(shù)，采用了以信元為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故又稱為信元交換。 ATM將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長度固定的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址、優(yōu)先級等控制信息構(gòu)成信元。 信元由信元頭部和有效載荷構(gòu)成：信元頭部 有效載荷5B 48B2）ATM交換2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 在ATM網(wǎng)絡(luò)中，空信元以一

46、定的速率出現(xiàn)，發(fā)送站只要獲得空信元即可插入信息發(fā)送。因信息插入位置無周期性，故稱這種傳送方式為異步傳輸模式。123456數(shù)據(jù)塊信元流ATM能實(shí)現(xiàn)多媒體信息的高速傳輸，是一種面向虛連接的傳輸技術(shù)。3）同步數(shù)字體系SDH ITU（國際電信聯(lián)盟）以美國標(biāo)準(zhǔn)SONET（同步光纖網(wǎng)）為基礎(chǔ)，制定出國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH。 SDH具有以下主要特點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的國際性標(biāo)準(zhǔn)（2）SDH網(wǎng)還有兼容光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI、分布式隊(duì)列雙總線DQDB以及ATM信元（3）采用同步復(fù)用方式，降低了復(fù)用設(shè)備的復(fù)雜性（4）增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)管理能力（5）標(biāo)準(zhǔn)的開放型光接口可以在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)不同公司光接口設(shè)備的互連，降低了組網(wǎng)成本。2.4 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2.5 差錯(cuò)控制與檢測1.概述1）差錯(cuò)的定義 通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。2）差錯(cuò)產(chǎn)生的原因和類型 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因是熱噪聲。主要有信道固有的隨機(jī)熱噪聲和外界因素引起的沖擊熱噪聲。