計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)課件

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第三章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)傳輸信息交換技術(shù)差錯(cuò)檢測(cè)與控制數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)：網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱為數(shù)據(jù)，是傳 遞信息的載體。信號(hào)：是對(duì)數(shù)據(jù)的表示形式，包括數(shù)字信號(hào)和模 擬信號(hào)。信道：信道是信號(hào)的通道，包括通信設(shè)備和傳輸 媒體。碼元和碼字：將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送的每一位二進(jìn)制 數(shù)字稱為碼元，由7個(gè)碼元構(gòu)成的 序列，通常稱為碼字。常用術(shù)語(yǔ)數(shù)據(jù)：網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼稱為數(shù)據(jù)，是傳常用術(shù)語(yǔ)通信方式單工操作模式2. 半雙工操作模式3. 全雙工操作模式ABABAB通信方式單工操作模式ABABAB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的常用指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速

2、率S和波形調(diào)整速率B 比特率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效 位（b/s、 kb/s 、Mb/s）。 波特率：數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制后的速率，即經(jīng)過(guò) 調(diào)制后的模擬信號(hào)每秒變化的次數(shù)。 S = B lb N lb 以2為底的對(duì)數(shù) N - 脈沖信號(hào)所表示的有效二進(jìn)制狀態(tài)數(shù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的常用指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸速率S和波形調(diào)整速率B數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的常用指標(biāo)2.帶寬：指信道的頻帶寬度，即允許的最高頻率 和最低頻率之差，單位為Hz。3.信道容量：指物理信道能夠傳輸數(shù)據(jù)的最大能 力。當(dāng)某信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率大于 信道容量時(shí)，該信道就不能用來(lái)傳輸 數(shù)據(jù)了。4.誤碼率：指二進(jìn)制碼元在數(shù)據(jù)傳輸中被傳錯(cuò)的概 率。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的

3、常用指標(biāo)2.帶寬：指信道的頻帶寬度，即允許的最2. 數(shù)據(jù)傳輸 在數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，首先要解決數(shù)據(jù) 傳輸方式的問(wèn)題。數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)里是用二進(jìn)制 表示的，但在數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)是以數(shù)字信號(hào)還 是模擬信號(hào)、在什么樣的介質(zhì)上傳輸，怎樣傳 過(guò)去都是我們要解決的問(wèn)題。2. 數(shù)據(jù)傳輸 在數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，首先要解決數(shù)2. 數(shù)據(jù)傳輸傳輸信號(hào)的時(shí)序串行傳輸并行傳輸傳輸表達(dá)形式模擬信號(hào)傳輸數(shù)字信號(hào)傳輸寬帶傳輸基帶傳輸所用介質(zhì)有線傳輸無(wú)線傳輸2. 數(shù)據(jù)傳輸傳輸信號(hào)的時(shí)序串行傳輸并行傳輸傳輸表達(dá)形式模擬2. 數(shù)據(jù)傳輸傳輸模擬信號(hào)傳輸數(shù)字信號(hào)寬帶傳輸基帶傳輸占用整個(gè)頻帶可采用頻分復(fù)用雙向傳輸幾十公里范圍幾公里范圍單向傳輸2.

4、 數(shù)據(jù)傳輸傳輸模擬信號(hào)傳輸數(shù)字信號(hào)寬帶傳輸基帶傳輸占用整2. 數(shù)據(jù)傳輸基帶傳輸?shù)木幋a方法2. 數(shù)據(jù)傳輸基帶傳輸?shù)木幋a方法2. 數(shù)據(jù)傳輸寬帶傳輸?shù)恼{(diào)制與編碼方法幅度調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制2. 數(shù)據(jù)傳輸寬帶傳輸?shù)恼{(diào)制與編碼方法幅度調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)2. 數(shù)據(jù)傳輸異步傳輸：在被傳送字符前后加起止位，實(shí)現(xiàn)定 時(shí)的傳輸方式。停止奇偶位數(shù)據(jù)位起始位特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單且費(fèi)用低，輔助開(kāi)銷大且 浪費(fèi)時(shí)間。適合于低速通信場(chǎng)合2. 數(shù)據(jù)傳輸異步傳輸：在被傳送字符前后加起止位，實(shí)現(xiàn)定停止2. 數(shù)據(jù)傳輸同步傳輸：大的數(shù)據(jù)塊一起發(fā)送，在他的前后使 用一些特殊字符進(jìn)行標(biāo)識(shí)，這些字符 在發(fā)送端和接收端建立起一個(gè)同步的 傳輸過(guò)程。起

5、始字符塊字符塊同步信號(hào)起始特點(diǎn)：傳輸速度高，需要較高的時(shí)鐘裝置。2. 數(shù)據(jù)傳輸同步傳輸：大的數(shù)據(jù)塊一起發(fā)送，在他的前后使起始2. 數(shù)據(jù)傳輸多路復(fù)用技術(shù)分類頻分多路復(fù)用（FDM）時(shí)分多路復(fù)用（TDM）波分多路復(fù)用（WDM）2. 數(shù)據(jù)傳輸多路復(fù)用技術(shù)分類頻分多路復(fù)用（FDM）時(shí)分多路3. 信息交換技術(shù)定義：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)通常使用公 用通信網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在通信網(wǎng)中，當(dāng) 從一臺(tái)主機(jī)向另一臺(tái)主機(jī)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，可 能會(huì)經(jīng)歷由多結(jié)點(diǎn)組成的路徑。通常將數(shù) 據(jù)在通信子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程統(tǒng)稱 為數(shù)據(jù)交換。其對(duì)應(yīng)的技術(shù)稱為數(shù)據(jù)交換 技術(shù)。3. 信息交換技術(shù)定義：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)通常使用公3. 信息

6、交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換分組交換技術(shù)3. 信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)要求： 建立一條專用通道，即實(shí)際的物理連接，鏈接后直至拆除前線路一直被占用。ABCEFDGH實(shí)時(shí)信息3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)要求：ABCEFDGH實(shí)時(shí)信息3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)特點(diǎn)：1.傳輸延遲小，唯一的延遲是申請(qǐng)信號(hào)的傳播時(shí)間。2.線路一旦接通，不會(huì)發(fā)生沖突。3.對(duì)于合用信道用戶來(lái)講，可靠性和實(shí)時(shí)回應(yīng)性好。4.網(wǎng)絡(luò)忙時(shí)建立線路需要時(shí)間長(zhǎng)，10-20s。5.數(shù)據(jù)傳輸真正使用線路時(shí)間短，系統(tǒng)消耗高。6.線路交換不具備差錯(cuò)控

7、制能力，無(wú)法糾錯(cuò)。7.不具備數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力。3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)特點(diǎn)：3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)適用場(chǎng)合： 適用于高負(fù)荷的持續(xù)通信和實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)的場(chǎng) 合，尤其適用于會(huì)話式通信、語(yǔ)言、圖像等交互 式通信，不適合傳輸突發(fā)性、間斷性數(shù)據(jù)與信號(hào) 的計(jì)算機(jī)間通信。3. 信息交換技術(shù)線路交換技術(shù)適用場(chǎng)合：3. 信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換分組交換技術(shù)3. 信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存3. 信息交換技術(shù) 報(bào)文交換是一種在某站接收到報(bào)文后，首先將 其存儲(chǔ)起來(lái)，待有空閑出現(xiàn)時(shí)，再將其轉(zhuǎn)發(fā)出去的 一種技術(shù)，因此稱為存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式交換。該種交換用

8、 于非實(shí)時(shí)性的通信。ABCEFDGH數(shù)據(jù)塊+源目的地址+控制信息3. 信息交換技術(shù) 報(bào)文交換是一種在某站接收到報(bào)3. 信息交換技術(shù)報(bào)文交換特點(diǎn)：1.你發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照 一定的格式組成一個(gè)單元進(jìn)入通信子網(wǎng)。2.作為通信子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信控制處理機(jī)，負(fù)責(zé)報(bào)文的 接受、存儲(chǔ)、差錯(cuò)校驗(yàn)、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)。3.對(duì)于任一節(jié)點(diǎn)均是將報(bào)文先儲(chǔ)存后轉(zhuǎn)發(fā)，因此存在 著排隊(duì)問(wèn)題，這就使報(bào)文的優(yōu)先權(quán)容易實(shí)現(xiàn)。3. 信息交換技術(shù)報(bào)文交換特點(diǎn)：3. 信息交換技術(shù) 分組交換又叫包交換，將大報(bào)文分成若干個(gè)報(bào)文分組包，并以報(bào)文分組為單位在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，沒(méi)一報(bào)文分組均含有源地址、目的地址等信息。同一報(bào)文的不同分

9、組可以沿著不同的路徑傳播，到達(dá)終點(diǎn)后，在將他們組裝成完整的報(bào)文。ABCEFDGH1231231233. 信息交換技術(shù) 分組交換又叫包交換，將大報(bào)文3. 信息交換技術(shù)分組交換特點(diǎn)：1.固定的，短的分組對(duì)交換節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)緩沖區(qū)要求低。2.各組獨(dú)自傳播，傳播時(shí)延時(shí)小，提高了吞吐量。3.分組交換也意味著按分組糾錯(cuò)，只對(duì)有錯(cuò)的分組 重發(fā)，通信效率得到提高。4.報(bào)文分組后，每個(gè)分組分別需要報(bào)頭等控制信息， 到達(dá)目的地需要重新組裝，因此無(wú)形中增加了系 統(tǒng)開(kāi)銷。3. 信息交換技術(shù)分組交換特點(diǎn)：3. 信息交換技術(shù)分組交換數(shù)據(jù)報(bào)文虛電路 類似于報(bào)文交換，屬于無(wú)連接服務(wù)，每個(gè)分組在網(wǎng)絡(luò)中傳播途徑完全由網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的情況決定

10、。各組具有完整的地址信息，到達(dá)目的地的順序可能不一樣，需重新排序，因此在發(fā)送段和接收端都具有分組拆裝設(shè)備。適于單方向通信。 類似于電路交換，屬面向連接服務(wù)，需要在發(fā)送端與接收端之間建立邏輯連接，具有請(qǐng)求連接、傳送數(shù)據(jù)、拆除連接的過(guò)程。通信雙方要進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制，適合交互式通信。3. 信息交換技術(shù)分?jǐn)?shù)虛 類似于報(bào)文交換，屬于無(wú)連接服務(wù)，每3. 信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換分組交換技術(shù)數(shù)據(jù)報(bào)方式虛電路方式3. 信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類線路交換技術(shù)報(bào)文交換技術(shù)存3. 信息交換技術(shù) 異步傳輸ATM（Asynchronous Transfer Mode ）

11、ATM從本質(zhì)來(lái)說(shuō)屬于高速分組交換技術(shù)，采用 面向連接的傳輸方式，將數(shù)據(jù)分割成固定長(zhǎng)度的 信號(hào)單元簡(jiǎn)稱信元，通過(guò)虛連接進(jìn)行交換。ATM 信元頭只包括5個(gè)字節(jié)，其功能要比普通的分組 交換精簡(jiǎn)得多。這使得信元頭的處理速度加快， 有利于減小延時(shí)。ATM采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式來(lái) 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，提高資源的利用率。3. 信息交換技術(shù) 異步傳輸ATM（Asynchronous4. 差錯(cuò)檢測(cè)與控制 差錯(cuò)的產(chǎn)生 人們總是希望數(shù)據(jù)能夠正確無(wú)誤地進(jìn)行傳送， 但是，由于來(lái)自通道內(nèi)外的干擾和噪聲，數(shù)據(jù)在 傳輸與接收過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。我們把通 過(guò)通信信道接收到的數(shù)據(jù)與原來(lái)發(fā)送的數(shù)據(jù)不一 致的現(xiàn)象稱為傳輸差錯(cuò)。 原因：1 熱噪聲差錯(cuò)。 2 沖擊噪聲差錯(cuò)。4. 差錯(cuò)檢測(cè)與控制 差錯(cuò)的產(chǎn)生4. 差錯(cuò)檢測(cè)與控制 差錯(cuò)檢測(cè) 差錯(cuò)檢測(cè)就是通過(guò)在發(fā)送數(shù)據(jù)中增加一些用于 檢查差錯(cuò)的附加位，在接收方通過(guò)同樣的方法檢 查接收信號(hào)，通過(guò)譯碼發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。這些用于檢測(cè) 差錯(cuò)的附加位稱為檢錯(cuò)碼或校驗(yàn)碼。 方法：1 奇偶校驗(yàn) 2 行列監(jiān)督（LRC） 3 循環(huán)冗余校驗(yàn)（