2 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng)技術(shù)

1、新編計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程孝感學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 陳曉文第2章 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng)技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念2.2 數(shù)據(jù)通信方式2.3 數(shù)據(jù)的編碼和調(diào)制2.4 信道復(fù)用技術(shù)2.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.6 傳輸介質(zhì)2.7 差錯控制技術(shù)課件制作：陳曉文22.1 數(shù)據(jù)通信與通信網(wǎng)技術(shù)數(shù)據(jù)通信是指在計算機(jī)之間、計算機(jī)與終端以及終端與終端之間傳送表示字符、數(shù)字、語音、圖像的二進(jìn)制代碼0、1比特序列的過程。課件制作：陳曉文3數(shù)據(jù)、信息和信號數(shù)據(jù)：被傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱之為“數(shù)據(jù)”。信息：數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)是信息的載體。信號：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的電磁信號的表示形式。數(shù)據(jù)分為：模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)的取值是連續(xù)的，而數(shù)

2、字?jǐn)?shù)據(jù)的取值是離散的。計算機(jī)里存儲的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。信號分為： 模擬信號和數(shù)字信號。 模擬信號是指信號的 幅度隨時間呈連續(xù)變 化的信號。 數(shù)字信號是在時間上 不連續(xù)的、離散性的信號。課件制作：陳曉文4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的組成信源：信息的發(fā)送端。信宿：信息的接收端。信道：通信雙方以傳輸介質(zhì)為基礎(chǔ)的傳輸信息的通道，它是建立在通信線路及其附屬設(shè)備上的。信號變換器：將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?。噪聲源：信道上的噪聲干擾。課件制作：陳曉文5通信信道的分類信道是數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)谋亟?jīng)之路，一般由傳輸線路和傳輸設(shè)備組成。通信信道分類：物理信道和邏輯信道。有線信道和無線信道。模擬信道和數(shù)字信道。專用信道和公

3、共交換信道。模擬信道只能傳輸模擬信號。數(shù)字信道只能傳輸數(shù)字信號。課件制作：陳曉文62.2 數(shù)據(jù)通信方式串行傳輸與并行傳輸：課件制作：陳曉文7單工、半雙工和全雙工通信課件制作：陳曉文8數(shù)據(jù)的同步技術(shù)異步傳輸起止式同步方式，以 字符為單位進(jìn)行同步的，且每一字符的起始時 刻可以為任意。在異步傳輸方式中，字符可以被單獨(dú)發(fā)送或連續(xù)發(fā)送，字符與字符的間隔可以連續(xù)發(fā)送“1”狀態(tài)。當(dāng)不傳字符時，不要求收發(fā)時鐘同步，異步傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：每一個字符本身就包括了本字符的同步信息。異步傳輸?shù)娜秉c(diǎn)：每發(fā)一個字符要添加一對起止信號，降低傳輸效率。課件制作：陳曉文9同步傳輸 同步傳輸 以固定的時鐘節(jié)拍來串行發(fā)送數(shù)字信號。不管是

4、否傳輸數(shù)據(jù)，都要求收發(fā)兩端的時鐘必須在每個比特上保持一致。同步傳輸?shù)氖瞻l(fā)時鐘同步方法，一種是外同步法；一種是自同步法。同步傳輸克服了異步傳輸中每一個字符均要加上附加起止信號的缺點(diǎn)，效率高，但實(shí)現(xiàn)起來復(fù)雜。課件制作：陳曉文10同步技術(shù)位同步：使接收端對每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持同步，就是通常的同步傳輸。群同步：傳輸?shù)男畔⒈环殖扇舾伞叭骸?。就是若干比特組成的一個字符，在每個字符前后冠以起始位和終止位，從而組成了一個字符序列。課件制作：陳曉文11數(shù)據(jù)傳輸類型基帶傳輸：信源發(fā)出的未經(jīng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的、表示二進(jìn)制數(shù)的原始脈沖信號。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變成數(shù)字信號一般有三種編碼方法：不歸零編碼曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼

5、頻帶傳輸：基帶傳輸由于帶寬有限，信號頻率低，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。通過調(diào)制技術(shù)對原始數(shù)字信號進(jìn)行一定的調(diào)制后再進(jìn)行傳輸，成為寬帶傳輸，也稱為頻帶傳輸。通常使用正弦信號作為載波。課件制作：陳曉文122.3 數(shù)據(jù)的編碼和調(diào)制信號在通過某一介質(zhì)傳輸時，往往須進(jìn)行調(diào)制和編碼，以提高信號的傳輸性能。調(diào)制：用基帶信號對載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使這些參量隨基帶信號變化。編碼：將模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)變換成數(shù)字信號，以便通過數(shù)字通信介質(zhì)傳輸出去，在接收端，數(shù)字信號通過譯碼變換成原來形式。課件制作：陳曉文13數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變。1、不歸零編碼2、歸零碼課件制作：陳曉文14曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼

6、，當(dāng)發(fā)0時，在碼元的中間時刻電平從低向高躍變；發(fā)1時，碼元的中間時刻電平從高向低躍變。編碼過程簡單，利用躍變可以自動計時，便于同步（自同步）。差分曼徹斯特編碼：在每一碼元周期內(nèi)，無論發(fā)1還是0，在每一位的中間都有一個電平的躍變。發(fā)1時，碼元周期開始時刻不躍變（與前一碼元周期相位相反）；發(fā)0時，碼元開始時刻就躍變。課件制作：陳曉文1516課件制作：陳曉文模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼最常用的方法是脈沖編碼調(diào)制（PCM pulse code modlation）課件制作：陳曉文模擬/數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)均以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)形式存儲在計算機(jī)中。1718課件制作：陳曉文數(shù)據(jù)調(diào)制技術(shù)數(shù)字信號向模擬信號轉(zhuǎn)換的過

7、程。課件制作：陳曉文192.4 信道復(fù)用技術(shù)信道復(fù)用技術(shù)：在同一傳輸介質(zhì)上“同時”傳送多路信號的技術(shù)。實(shí)質(zhì)就是共享物理信道。課件制作：陳曉文20頻分復(fù)用（FDM）按照頻率區(qū)分信號的方法，將具有一定帶寬的信道分割為若干有較小頻率帶的子信道，每個子信道供一個用戶使用。原理：將頻帶平均分配給每個要參與通信的用戶； 優(yōu)點(diǎn)：適合于用戶較少，數(shù)目基本固定，各用戶通信量都較大的情況；缺點(diǎn)：無法靈活地適應(yīng)站點(diǎn)數(shù)及其通信量的變化。課件制作：陳曉文21時分多路復(fù)用也稱為同步時分復(fù)用。將傳輸信號的時間按特定長度連續(xù)地劃分成特定時間段（一個周期），再將每一時間段劃分成等長度的多個時隙，每個時隙以固定的方式分配給各路數(shù)

8、字信號，各路數(shù)字信號在每一時間段都順序分配到一個時隙。原理：每個用戶擁有固定的信道傳送時槽；優(yōu)點(diǎn)：適合于用戶較少，數(shù)目基本固定，各用戶的通信量都較大的情況；缺點(diǎn)：無法靈活地適應(yīng)站點(diǎn)數(shù)及其通信量的變化。 課件制作：陳曉文22統(tǒng)計時分復(fù)用(ATDM)也稱為異步時分復(fù)用。動態(tài)地按需分配時隙，以避免每個時間段中出現(xiàn)的空閑時隙。課件制作：陳曉文23例題：題目： 10 個9.6Kb/s 地信道按時分多論復(fù)用在一條線路上傳輸，如果忽略控制開銷，在同步TDM情況下，復(fù)用線路的帶寬應(yīng)該是多少？在統(tǒng)計TDM 情況下，假定某個子信道只有30%的時間忙，復(fù)用線路的控制開銷為10%，那么復(fù)用線路的帶寬應(yīng)該是多少？ 解答

9、：在同步時分多路傳輸（TDM）中，復(fù)用信道的帶寬等于各個子信道帶寬之和，因而有： 9.6kbps*10=96kbps 統(tǒng)計TDM情況下，由于每個子信道只有30%的時間忙，所以復(fù) 用信道的數(shù)據(jù)速率平均為： 9.6kbps*30%*10=28.8kbps 又由于復(fù)用線路的控制開銷為10%，即只有90%的利用率，所以復(fù)用信道的帶寬應(yīng)為： 28.8kbps/90%=32kbps課件制作：陳曉文24時分復(fù)用應(yīng)用實(shí)例T1系統(tǒng)T1系統(tǒng)：T1系統(tǒng)采用時分多路復(fù)用技術(shù)，它具有24路語音信號，8bit/路，125(微秒）/周期；一個周期：8（bit）* 24路 + 1（同步位）= 19（bit），傳輸速率為： 1

10、93（bit）/125（微秒）=1.544MbpsTDM技術(shù)可以使得更多路信號復(fù)用到速率更高的信道上。例如：路T1(1.544Mbps)復(fù)用到T2(6.312Mbps),7路T2再復(fù)用到T3(44.736Mbps) 課件制作：陳曉文25時分復(fù)用應(yīng)用實(shí)例E1系統(tǒng)E1系統(tǒng)采用時分多路復(fù)用技術(shù)，它有32路語音信號，8bit/路，125微秒/周期，傳輸速率：32*8/125=2.048Mbps。課件制作：陳曉文26波分多路復(fù)用（WDM）WDM是頻率分割技術(shù)在光纖媒體中的應(yīng)用，它主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)中。WDM是指在一根光纖上同時傳送多個波長不同的光載波的復(fù)用技術(shù)。WDM優(yōu)點(diǎn)：可靈活增加光纖傳輸

11、 容量。同時傳輸多路信號。成本低、維護(hù)方便可靠性高，應(yīng)用廣泛。課件制作：陳曉文27碼分多路復(fù)用(CDM)CDM是一種用于移動通信系統(tǒng)的新技術(shù)。CDM的基礎(chǔ)是微波擴(kuò)頻通信。利用擴(kuò)頻通信中的不同碼型的擴(kuò)頻之間相關(guān)性，為每個用戶分配一個擴(kuò)頻編碼，以區(qū)別不同的用戶信號。課件制作：陳曉文28空分多路復(fù)用（SDM）SDM也叫空分多址(SDMA),這種技術(shù)是利用空間分割構(gòu)成不同的信道。SDM是一種信道增容的方式，可以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，充分利用頻率資源。課件制作：陳曉文292.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)兩臺計算機(jī)之間數(shù)據(jù)通信的最簡單形式是直接將兩臺計算機(jī)連接在一起。但當(dāng)通信結(jié)點(diǎn)較多且傳輸距離較遠(yuǎn)時，無法在所有結(jié)點(diǎn)之間

12、都建立固定的點(diǎn)到點(diǎn)連接。通常建立一個交錯的通信網(wǎng)絡(luò)，將需要通信的所有設(shè)備都連到網(wǎng)絡(luò)上，利用網(wǎng)絡(luò)上的交換設(shè)備進(jìn)行連接，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)接（交換）。課件制作：陳曉文30電路交換也稱線路交換，它是一種直接的交換方式，可以為一對需要進(jìn)行通信的結(jié)點(diǎn)提供一條臨時的專用通道。目前,PSTN廣泛使用電路交換。電路交換包括：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、釋放連接三個階段。課件制作：陳曉文31電路交換特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 由于通信線路為通信雙方用戶專用，數(shù)據(jù)直達(dá)，所以傳輸數(shù) 據(jù)的時延非常小。 通信雙方之間的物理通路一旦建立，雙方可以隨時通信，實(shí)時性強(qiáng)。 雙方通信時按發(fā)送順序傳送數(shù)據(jù)，不存在失序問題。 電路交換既適用于傳輸模擬信號，也適

13、用于傳輸數(shù)字信號。 電路交換的交換的交換設(shè)備（交換機(jī)等）及控制均較簡單。 缺點(diǎn)： 電路交換的平均連接建立時間對計算機(jī)通信來說嫌長。 電路交換連接建立后，物理通路被通信雙方獨(dú)占，即使通信線路空閑，也不能供其他用戶使用，因而信道利用低。 電路交換時，數(shù)據(jù)直達(dá)，不同類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難相互進(jìn)行通信，也難以在通信過程中進(jìn)行差錯控制。課件制作：陳曉文32報文交換報文交換是以報文為單位，報文攜帶有目標(biāo)地址、源地址等信息，在交換結(jié)點(diǎn)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。優(yōu)點(diǎn)： 報文交換不需要連接建立時延，用戶可隨時發(fā)送報文。 由于采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)，可以進(jìn)行差錯檢驗和重發(fā)提高了傳輸?shù)目煽啃浴Ｔ诖鎯D(zhuǎn)發(fā)中容易實(shí)現(xiàn)代

14、碼轉(zhuǎn)換和速率匹配，這樣就便于類型、規(guī)格和速度不同的計算機(jī)之間進(jìn)行通信。報文交換系統(tǒng)可以把一個報文發(fā)送到多個目的地，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。 通信雙方不是固定占有一條通信線路，而是在不同的時間一段一段地部分占有這條物理通路，因而大大提高了通信線路的利用率。 課件制作：陳曉文33報文交換（續(xù)）缺點(diǎn)： 由于數(shù)據(jù)進(jìn)入交換結(jié)點(diǎn)后要經(jīng)歷存儲、轉(zhuǎn)發(fā)這一過程，從而引起轉(zhuǎn)發(fā)時延（包括接收報文、檢驗正確性、排隊、發(fā)送時間等），而且網(wǎng)絡(luò)的通信量愈大，造成的時延就愈大，因此報文交換的實(shí)時性差，不適合傳送實(shí)時或交互式業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)。 報文交換只適用于數(shù)字信號。 由于報文長度沒有限制，而每個中間結(jié)點(diǎn)都要完整地接收傳來的

15、整個報文，當(dāng)輸出線路不空閑時，還可能要存儲幾個完整報文等待轉(zhuǎn)發(fā)，要求網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點(diǎn)有較大的緩沖區(qū)。為了降低成本，減少結(jié)點(diǎn)的緩沖存儲器的容量，有時要把等待轉(zhuǎn)發(fā)的報文存在磁盤上，進(jìn)一步增加了傳送時延。課件制作：陳曉文34分組交換分組交換是報文交換的一種改進(jìn)，它將報文分成若干個分組，每個分組的長度有一個上限，有限長度的分組使得每個節(jié)點(diǎn)所需的存儲能力降低了，分組可以存儲到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機(jī)通信。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種。它是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。課件制作：陳曉文35分組交換優(yōu)點(diǎn)加速了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。因為分組是逐個傳輸，可以使

16、后一個分組的存儲操作與前一個分組的轉(zhuǎn)發(fā)操作并行，這種流水線式傳輸方式減少了報文的傳輸時間。此外，傳輸一個分組所需的緩沖區(qū)比傳輸一份報文所需的緩沖區(qū)小得多，這樣因緩沖區(qū)不足而等待發(fā)送的機(jī)率及等待的時間也必然少得多。 簡化了存儲管理。因為分組的長度固定，相應(yīng)的緩沖區(qū)的大小也固定，在交換結(jié)點(diǎn)中存儲器的管理通常被簡化為對緩沖區(qū)的管理，相對比較容易。減少了出錯機(jī)率和重發(fā)數(shù)據(jù)量。因為分組較短，其出錯機(jī)率必然減少，每次重發(fā)的數(shù)據(jù)量也就大大減少，這樣不僅提高了可靠性，也減少了傳輸時延。由于分組短小，更適用于采用優(yōu)先級策略，便于及時傳送一些緊急數(shù)據(jù)，因此對于計算機(jī)之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)通信，分組交換顯然更為合適些。

17、 課件制作：陳曉文36分組交換的缺點(diǎn)盡管分組交換比報文交換的傳輸時延少，但仍存在存儲轉(zhuǎn)發(fā)時延，而且其結(jié)點(diǎn)交換機(jī)必須具有更強(qiáng)的處理能力。分組交換與報文交換一樣，每個分組都要加上源、目的地址和分組編號等信息，使傳送的信息量大約增大5%10%，一定程度上降低了通信效率，增加了處理的時間，使控制復(fù)雜，時延增加。當(dāng)分組交換采用數(shù)據(jù)報服務(wù)時，可能出現(xiàn)失序、丟失或重復(fù)分組，分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時，要對分組按編號進(jìn)行排序等工作，增加了麻煩。若采用虛電路服務(wù)，雖無失序問題，但有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放三個過程。課件制作：陳曉文37虛電路分組交換原理與特點(diǎn)在虛電路分組交換中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的

18、節(jié)點(diǎn)之間要先建一條邏輯通路。每個分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個虛電路標(biāo)識符。在預(yù)先建好的路徑上的每個節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個站用清除請求分組來結(jié)束這次連接。它之所以是“虛”的，是因為這條電路不是專用的。虛電路分組交換的主要特點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條專用通路，分組在每個節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線路上進(jìn)行排隊等待輸出。課件制作：陳曉文38數(shù)據(jù)報分組交換原理與特點(diǎn)在數(shù)據(jù)報分組交換中，每個分組的傳送是被單獨(dú)處理的。每個分組稱為一個數(shù)據(jù)報，每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。一個節(jié)點(diǎn)收到一個數(shù)據(jù)報后，根據(jù)數(shù)據(jù)

19、報中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所儲存的路由信息，找出一個合適的出路，把數(shù)據(jù)報原樣地發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于各數(shù)據(jù)報所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個數(shù)據(jù)報按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)據(jù)報甚至?xí)型緛G失。整個過程中，沒有虛電路建立，但要為每個數(shù)據(jù)報做路由選擇。課件制作：陳曉文39四種交換技術(shù)對比課件制作：陳曉文40四種交換技術(shù)的應(yīng)用若要傳送的數(shù)據(jù)量很大，且其傳送時間遠(yuǎn)大于呼叫時間，則采用電路交換較為合適當(dāng)端到端的通路有很多段的鏈路組成時，采用分組交換傳送數(shù)據(jù)較為合適。從提高整個網(wǎng)絡(luò)的信道利用率上看，報文交換和分組交換優(yōu)于電路交換，其中分組交換比報文交換的時延小，尤其適合于計算機(jī)之間的突發(fā)式的數(shù)據(jù)通信。課件制作

20、：陳曉文412.6 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)是構(gòu)成信道的主要部分，它是數(shù)據(jù)信號在異地之間傳輸?shù)恼鎸?shí)媒介。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)的特性直接影響通信的質(zhì)量，課件制作：陳曉文42雙絞線雙絞線是將兩根相互絕緣的導(dǎo)線按一定的規(guī)格相互纏繞起來，然后在外層再套上一層保護(hù)套或屏蔽套而構(gòu)成的。如果兩根導(dǎo)線相互平行的靠在一起，就相當(dāng)于一個天線的作用，信號會從一根導(dǎo)線進(jìn)入另一根導(dǎo)線中，稱為串?dāng)_現(xiàn)象。為了避免串?dāng)_，就需要將導(dǎo)線按定的規(guī)則纏繞起來。課件制作：陳曉文43雙絞線的特性（1）物理特性雙絞線由按規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列的兩根、四根或八根絕緣導(dǎo)線組成。一對線可以作為一條通信

21、線路。（2）傳輸特性在局域網(wǎng)中常用的雙絞線根據(jù)傳輸特性可以分為五類。在典型的Ethernet網(wǎng)中，常用第三類、第四類與第五類非屏蔽雙絞線，通常簡稱為三類線、四類線與五類線。其中，三類線帶寬為16MHz，適用于語音及10Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸；五類線帶寬為100 MHz，適用于語音及100Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸，甚至可以支持155Mbps的ATM數(shù)據(jù)傳輸。（3）連通性：雙絞線既可用于點(diǎn)一點(diǎn)連接，也可用于多點(diǎn)連接。（4）地理范圍：雙絞線用做遠(yuǎn)程中繼線時，最大距離可達(dá)15km；用于10Mbps局域網(wǎng)時，與集線器的距離最大為100m。（5）抗干擾性：雙絞線的抗干擾性取決于在一束線中，相鄰線對的扭曲長度

22、及適當(dāng)?shù)钠帘巍Ｕn件制作：陳曉文44同軸電纜同軸電纜由導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實(shí)心線或多股膠合線）、絕緣層、外導(dǎo)體屏蔽層及塑料保護(hù)外套等所構(gòu)成。課件制作：陳曉文45同軸電纜的特性（1）物理特性：單根同軸電纜直徑約為1.022.54cm，可在較寬頻范圍工作。 （2）傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，阻抗為50，并使用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Mb/s。寬帶同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號傳輸，阻抗為75，對于模擬信號，帶寬可達(dá)300450MHz。在CATV電纜上，每個電視通道分配6MHz帶寬，而廣播通道的帶寬要窄得多，因此，在同軸電纜上使用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大量的視、音頻通道。（3

23、）連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。（4）地理范圍：基帶同軸電纜的最大距離限制在幾公里；寬帶電纜的最大距離可以達(dá)幾十公里。 （5）抗干擾性：能力比雙絞線強(qiáng)。課件制作：陳曉文46光纜光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層，中心是光傳播的玻璃芯。光纖分為單模光 纖和多模光纖兩類（所謂“?！笔侵敢砸欢ǖ慕嵌冗M(jìn)入光纖的一束光）。課件制作：陳曉文47光纖的特性（1）物理特性：在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中均采用兩根光纖（一來一去）組成傳輸系統(tǒng)。按波長范圍可分為三種：0.85m波長、1.3m波長和1.55m波長區(qū)。不同的波長范圍光纖損耗特性也不同，其中0.85gm波長區(qū)為多模光纖通信方式，1.55m波長區(qū)為單模光纖通信

24、方式，1.3m波長區(qū)有多模和單模兩種方式。（2）傳輸特性：光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號。光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)Gb/s級，傳輸距離達(dá)數(shù)十公里。（3）連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)連接。（4）地理范圍：可以在68km的距離內(nèi)不用中繼器傳輸，因此光纖適合于遠(yuǎn)距離點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接。（5）抗干擾性：不受噪聲或電磁影響，適宜在長距離內(nèi)保持高數(shù)據(jù)傳輸率，而且能夠提供良好的安全性。課件制作：陳曉文48無線傳輸介質(zhì)無線電：包括短波、民用波段（CB）以及甚高頻（VHF）和超高頻（UHF）的電視傳送。是全向傳輸?shù)?，天線不需要固定位置和方向。微波：微波是指頻率為300MHz300GHz的電波，但主要是使用240

25、GHz的頻率范圍。微波能穿透電離層而不反射到地面，故只能使微波沿地球表面由源地址向目標(biāo)地址直 線傳輸。衛(wèi)星：是將微波中繼站放在人造衛(wèi)星上，形成衛(wèi)星通信系統(tǒng)。紅外線：是利用紅外線來傳輸信號，在發(fā)送端設(shè)有紅外線發(fā)送器，接收端設(shè)有紅外 線接收器。紅外線具有很強(qiáng)的方向性，很難竊聽、插入和干擾，但傳輸距離有限，易受環(huán)境（如雨、霧和障礙物）的干擾。激光通信是利用激光束來傳輸信號，即將激光束調(diào)制成光脈沖，以便傳輸數(shù)據(jù)，因此激光通信與紅外線通信一樣是全數(shù)字。也有類似紅外通信的特點(diǎn)。其他無線傳輸介質(zhì)：藍(lán)牙等。課件制作：陳曉文49幾種傳輸介質(zhì)安全性比較雙絞線和同軸電纜用的都是銅導(dǎo)線，傳輸?shù)氖请娦盘?，因而容易被竊聽

26、。光纜上竊取數(shù)據(jù)很困難，光線在光纜中必須沒有中斷才能正常傳送數(shù)據(jù)。廣播傳送（無線電或微波）是不安全的，這種數(shù)據(jù)就是簡單地通過天空傳送，任何人使用接收天線都能接收數(shù)據(jù)。提高無線電廣播數(shù)據(jù)安全性的惟一方法是給數(shù)據(jù)加密。課件制作：陳曉文502.7 差錯控制技術(shù)由于信道總存在一定的噪聲，數(shù)據(jù)到達(dá)信宿端后，接收的信號實(shí)際上是數(shù)據(jù)信號和噪聲信號的疊加。通信信道中的噪聲分為熱噪聲(隨機(jī)差錯)和沖擊噪聲（突發(fā)差錯）兩類。造成差錯可能出現(xiàn)的原因還包括：在數(shù)據(jù)通信中，信號在物理信道上的線路本身的電氣特性隨機(jī)產(chǎn)生了信號幅度、頻率、相位的畸形和衰減：電氣信號在線路上產(chǎn)生反射噪聲的回波效應(yīng)：相鄰線路之間的串線干擾；大氣

27、中的閃電、電源開關(guān)的跳火、自然界磁場的變化以及電源的波動等外界因素。課件制作：陳曉文51差錯的控制在數(shù)據(jù)通信的過程中，為了保證將數(shù)據(jù)的傳輸差錯控制在允許的范圍內(nèi)，就必須采用差錯控制方法。差錯控制常采用冗余編碼方案來檢測和糾正信息傳輸中產(chǎn)生的錯誤。冗余編碼思想就是把要發(fā)送的有效數(shù)據(jù)在發(fā)送時按照所使用的某種差錯編碼規(guī)則加上控制碼（冗余碼）一起發(fā)送，當(dāng)信息到達(dá)接收端后，再按照相應(yīng)的規(guī)則檢驗收到的信息是否正確。差錯檢測編碼有奇偶校驗碼、水平垂直奇偶校驗碼、循環(huán)冗余碼等。差錯糾錯編碼有海明碼和卷積碼等課件制作：陳曉文52奇偶校驗碼奇偶校驗分成奇校驗和偶校驗。采用奇偶校驗碼時，在每個字符的數(shù)據(jù)位（字符代碼）傳輸之前，先檢測并計算出數(shù)據(jù)位中“1”的個數(shù)（奇數(shù)或偶數(shù)），并根據(jù)使用的式奇校驗還是偶校驗來確定奇偶校驗位的設(shè)置，然后將其附加在數(shù)據(jù)位之后（最低位）進(jìn)行傳輸。當(dāng)接收端接收到數(shù)據(jù)后，重新計算數(shù)據(jù)位中包含的“1”的個數(shù)，再通過奇偶校驗位就可以判斷出數(shù)據(jù)是否出錯。課件制作：陳曉文53循環(huán)冗余碼循環(huán)冗余碼（Cyclic Redundancy Code，CRC）是一種較為復(fù)雜的校驗方法。發(fā)送端將要發(fā)送的信息數(shù)據(jù)與一個通信雙方共同約定的數(shù)據(jù)進(jìn)行