數(shù)據(jù)通信及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)場總線）主講教師：張士磊

第2章數(shù)據(jù)通信及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.1數(shù)據(jù)通信的基2.6計算機(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

2.8OSI參考模型2.5差錯檢驗(yàn)和控制2.9TCP/IP參考模型本章主要內(nèi)容第2章數(shù)據(jù)通信及計算機(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)：二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)信號：電壓，光，磁場強(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）。一條通信線路往往包含一條發(fā)送信道和一條接收信道，也可包含許多個信道。

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.時間、溫度、電波、聲音B.字符，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：時間上連續(xù)，包含無窮多個值數(shù)字信號：時間上離散，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，一次只傳送一個比特。并行通信并行通信是指同時有多條數(shù)據(jù)通道，可同時傳送多個比特。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，但不能在同一時刻雙向傳輸（對講機(jī)）?全雙工：數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸（電話）

兩個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間里通過信道傳輸?shù)拇a元個數(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(CodeCell)：時間軸上的一個信號編碼單元。同步脈沖：用于碼元的同步定時，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)位傳輸時出錯的概率，是衡量信道傳輸可靠性的指標(biāo)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于10－6

。

P=錯誤的位數(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，UnshieldedTwisted-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，ShieldedTwisted-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(STP)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(Unshieldedtwistedpair；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，時常規(guī)5類線容量的2倍。6類線：包括4個線對。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，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。一對線可以作為一條通信線路，各個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，最大距離可達(dá)15km；用于10Mb/s局域網(wǎng)時，與集線器的距離最大為100m（單網(wǎng)段）。抗干擾性：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?。在低頻傳輸時，其抗干擾能力相當(dāng)于同軸電纜。在10～100kHz時，其抗干擾能力低于同軸電纜。價格：價格低，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，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2-2568A和568B標(biāo)準(zhǔn)定義的雙絞線色線的排列規(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

規(guī)格類型阻抗信號描述RG-58/U細(xì)纜50基帶固體實(shí)芯銅線RG-58/AU細(xì)纜50基帶絞合線RG-59CATV75頻帶用于有線電視網(wǎng)RG-11粗纜50基帶一般用于網(wǎng)絡(luò)主干RG-6290基帶用于ARCNET和IBM3270終端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，此時稱之為單通道寬帶。特征阻抗，50Ω，Ethernet使用，基帶傳輸，10Mb/s；75Ω，CATV使用，模擬信號傳輸，400MHz，使用頻分多路復(fù)用FDM(frequency-divisionmultiplexing)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?？垢蓴_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。價格：同軸電纜造價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50～100μm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。單模光纖是指光纖的光信號僅與光纖軸成單個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6～8km距離內(nèi)不使用中繼器，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10-5～10-6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。價格：目前光纖價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)際需要的通信容量、可靠性要求、能承受的價格范圍。⑴雙絞線的顯著特點(diǎn)是價格便宜，但與同軸電纜相比，其帶寬受到限制。對于單個建筑物內(nèi)的低通信容量網(wǎng)絡(luò)來說，雙絞線性能價格比可能是最好的。⑵同軸電纜的價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)大時可以選擇同軸電纜。⑶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，對于可移動的無線網(wǎng)的需求將日益增加，無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)類似蜂窩電話網(wǎng)，人們可以隨時隨地將計算機(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、蜂窩移動通信和衛(wèi)星通信。

微波通信——工作頻率為109～1010Hz，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1011～1014Hz，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。在發(fā)送端設(shè)有紅外線發(fā)送器，接收端有紅外線接收器。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

激光——工作頻率為1014～1015Hz，用調(diào)制解調(diào)的相干激光，實(shí)現(xiàn)激光通信。激光通信必須配置一對激光收、發(fā)器，而且要安裝在視線范圍內(nèi)。（與紅外線一樣不能傳輸模擬信號。）衛(wèi)星通信——以一種頻率段(5.925～6.425GHz)接收從地面發(fā)來的信號，再用另一頻率段(3.7～4.2GHz)向地面發(fā)回信號，頻帶的寬度是500MHz，每一路衛(wèi)星信道的容量相當(dāng)于100000條音頻線路。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IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，帶寬為1Mb/s。采用時分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。

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)時的瑞典、芬蘭與丹麥統(tǒng)一起來。用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

（4）無線通信介質(zhì)：2.2常見傳輸介質(zhì)及特性

Wi-FiWi-Fi(wirelessfidelity)是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互聯(lián)的技術(shù)。通過無線電波來聯(lián)網(wǎng)。常見的聯(lián)網(wǎng)方式就是一個無線路由器，在這個無線路由器電波覆蓋的有效范圍都可以采用Wi-Fi

連接方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)，是一種現(xiàn)實(shí)流行的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使用2.4GHz附近的頻段。多個用戶通過一個接入點(diǎn)接入時，帶寬被多個用戶分享。連接速度一般只有幾百kb/s，信號不受墻壁阻隔，在建筑屋內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。突出優(yōu)勢：半徑可達(dá)100m左右；傳輸速度快，可以達(dá)到54Mb/s，符合個人和社會信息化的需求。廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻低。（4）無線通信介質(zhì)：通信和數(shù)據(jù)通信通過各種傳輸介質(zhì)將信息從一個地點(diǎn)、一個人或一臺設(shè)備傳送到另一個地點(diǎn)、另一個人或設(shè)備的過程叫做通信。通信的目的是交換信息。計算機(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(AmplitudeShiftKeying)，調(diào)幅

2）移頻鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)，調(diào)頻

3）移相鍵控PSK(PhaseShiftKeying)，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)=Asin(t+)

u(t)的參量包括：振幅A、頻率

、相位調(diào)制就是要使這三個參量隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。2.3數(shù)據(jù)編碼技術(shù)

ASK：用載波的兩個不同振幅表示0和1

FSK：用載波的兩個不同頻率表示0和1

PSK：用前后兩個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,PhaseShiftKeying）

PSK是通過改變載波信號的相位值（φ）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，φ為0表示數(shù)字信號“1”，φ為π表示數(shù)字信號“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，相位不變化，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1時，相位要偏移π。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_定每個碼元的界限和信號電平。非歸零碼（NRZ）：非歸零碼在整個碼元時間內(nèi)維持有效電平。如果兩個碼元數(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)分每個碼元的電平就必須對每個碼元的占用時間做精確確定。否則，就會帶來不同步的問題。

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，在一個碼元的全部時間內(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；傳輸中不能有變壓器或電容。（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(Manchestercode)：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鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變：低→高的跳變——0，高→低的跳變——1∵每個碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號，使接收端的時鐘與發(fā)送設(shè)備的時鐘保持一致?！嗦鼜厮固鼐幋a也稱為自同步碼（Self-SynchronizingCode）。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(DifferentialManchestercode)

與曼徹斯特編碼相同的是，在每個碼元的中間，信號都會發(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)行采樣每隔一定時間從連續(xù)變化的話音模擬信號中取出一個瞬時值，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——對每個樣本舍入到量化級別上

3）編碼——對每個舍入后的樣本進(jìn)行編碼2.3數(shù)據(jù)編碼技術(shù)

編碼后的信號稱為PCM（PulseCodedModulation）信號（脈碼調(diào)制信號）--話音信道帶寬<4KHz--采樣時鐘頻率：8KHz(>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/s*8bit=64Kb/s∴每路PCM信號的速率

=64000bps模擬話音采樣時鐘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343314PCM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)送的每個位規(guī)定時間來接收數(shù)據(jù)。即收發(fā)雙方在時間基準(zhǔn)上保持一致。數(shù)據(jù)通信中需要在三個層次上實(shí)現(xiàn)同步：位——位同步字符——字符同步幀——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節(jié)點(diǎn)或設(shè)備。在此段內(nèi)，等待一個跳變沿。傳播段用于補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的物理延遲時間。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)

位同步的實(shí)現(xiàn)外同步法：發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，另外發(fā)送同步時鐘信號，接收方用它來校準(zhǔn)自己的時鐘脈沖頻率。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鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號。字符同步（異步式）又稱起止同步，異步?？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，形成一個需傳送的字符。起始位指示字符的開始，并啟動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)：每個通信節(jié)點(diǎn)都有自己的時鐘信號；實(shí)現(xiàn)簡單，頻率的漂移不會積累，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)

幀同步（同步式）由同步控制字符領(lǐng)先，以組為單位連續(xù)傳送。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，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：通過電話網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)

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，它可同時傳播多路信號，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。寬帶傳輸：把信號調(diào)制成頻帶為幾十MHZ到幾百M(fèi)HZ的模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。

例如：閉路電視的信號傳輸。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，它只允許特定頻率范圍的信號通過。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)

時分多路復(fù)用(TDM)頻分多路復(fù)用(FrequencyDivisionMultiplexing)原理：整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道，每個用戶占用一個頻率通道。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(FrequencyDivisionMultiplexing)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個“頻段”，以便每個輸入裝置都分配到一個“頻段”。傳輸介質(zhì)容許傳輸?shù)淖畲髱挊?gòu)成一個信道，因此每個“頻段”就是一個子信道。

頻分多路復(fù)用的特點(diǎn)是：每個用戶終端的數(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，別的用戶也不能使用。頻分多路復(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(FrequencyDivisionMultiplexing)2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

原理：整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每個用戶占用一個波長范圍來進(jìn)行傳輸。波分多路復(fù)用(WaveDivisionMultiplexing)2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

(1)工作原理：以信道傳輸時間作為分割對象，把時間分割成小的時間片，通過為多個用戶分配不同的時間片的方法來實(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)）

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)

時分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing)(2)時分多路復(fù)用技術(shù)的分類：同步時分多路復(fù)用（STDM）

將時間片固定分配給各個信道，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，其他用戶也不能占用其時間片，將會造成帶寬浪費(fèi)。統(tǒng)計時分多路復(fù)用（ATDM）－－也叫異步時分多路復(fù)用根據(jù)用戶對時間片的需要來分配時間片，沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩舨环峙鋾r間片，同時，對每一個時間片加上用戶標(biāo)識，以區(qū)別該時間片屬于哪一個用戶。提高了通信線路利用率。該技術(shù)為異步傳輸模式ATM的研究奠定了理論基礎(chǔ)。2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

時分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing)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TDM可用帶寬http:///Network/index.htm2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

時分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing)常用的多路復(fù)用技術(shù)有頻分多路復(fù)用技術(shù)和時分多路復(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.時分多路復(fù)用技術(shù)是利用時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.除了頻分和時分多路復(fù)用技術(shù)外，還有一種波分復(fù)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，提高線路利用率，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),兩個端節(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)這個過程被稱為交換。什么是交換？

按某種方式動態(tài)地分配傳輸線路資源。例如，電話交換機(jī)在用戶呼叫時為其選擇一條可用的線路進(jìn)行接續(xù)。用戶掛機(jī)后則斷開該線路，該線路又可分配給其他用戶。最初的交換是人工轉(zhuǎn)接交換。實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報文交換和分組交換。報文交換和分組交換均采用的是存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。

2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

電話交換的特點(diǎn)兩部電話機(jī)只需要用一對電線就能夠互相連接起來。5部電話機(jī)兩兩相連，需要10對電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需要N(N-1)/2對電線。當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時，這種連接方法需要的電線對的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

電話交換的特點(diǎn)當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量增多時就要使用交換機(jī)來完成全網(wǎng)的交換任務(wù)。在這里，交換（Switching）的含義就是轉(zhuǎn)接——把一條電話線轉(zhuǎn)接到另一條電話線，使他們聯(lián)通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動態(tài)地分配傳輸線路的資源。2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

電話網(wǎng)絡(luò)中的電路交換電路交換也能在多路復(fù)用信道上實(shí)現(xiàn)。在物理線路的某個信道上建立連接。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，待信道空閑時再轉(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-轉(zhuǎn)發(fā)。

由于交換設(shè)備有存儲能力，所以，可以實(shí)現(xiàn)信道的資源共享，提高線路利用率；有路選功能，可以均衡流量；有差錯控制功能，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，存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式在計算機(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)

存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換2）存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分類(1)報文交換：將待傳送數(shù)據(jù)作為一個單元，打包后形成報文，不管報文大小作為整體一起發(fā)送。

優(yōu)點(diǎn)：沒有建立和拆除連接所需的等待時間；線路利用率高；傳輸可靠性較高。

缺點(diǎn)：報文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復(fù)雜；大報文造成存儲轉(zhuǎn)發(fā)的延時過長，且對存儲容量要求較高；出錯后整個報文需全部重發(fā)。類比：下載時若無斷點(diǎn)續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎么做？2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換(2)報文分組交換（分組交換）

發(fā)送方將長報文劃分成多個大小相等的報文分組進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，接收方再將各報文分組按順序重組成報文，這就是報文分組交換，常稱為分組交換。

特點(diǎn)：

對轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備存儲容量要求較小，可以用內(nèi)存來緩沖分組——速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時小——適用于交互式通信；某個分組出錯僅重發(fā)該分組——效率高；各分組可通過不同路徑傳輸——可靠性高。需要分割報文和重組報文，增加了端站點(diǎn)的負(fù)擔(dān)。在實(shí)際應(yīng)用中，分組交換有數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方式。2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報文和報文分組結(jié)構(gòu)

由于分組長度較短，在傳輸出錯時，檢錯容易并且重發(fā)花費(fèi)的時間較少；限定分組最大數(shù)據(jù)長度，有利于提高存儲轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的存儲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報文ABCDABCD尋路延遲排隊延遲電路交換報文交換分組交換2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

數(shù)據(jù)報方式1）工作原理：2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

數(shù)據(jù)報是分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報方式中，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)送的每一個分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑；每個分組在通信子網(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)報方式1）工作原理：2）數(shù)據(jù)報特點(diǎn)：

同一報文的各分組獨(dú)立進(jìn)行路由選擇；同一報文的分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時可能出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象；每一個分組都需帶有足夠的地址信息；傳輸延遲較大，不適于長報文、會話式通信。虛電路方式1）工作原理：是數(shù)據(jù)報和電路交換的結(jié)合在傳輸數(shù)據(jù)前，先建立一條邏輯連接即虛電路，整個通信過程分為3個階段:

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)

項目數(shù)據(jù)報虛電路目標(biāo)地址每個分組都需要建立連接時需要初始化設(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)提供連接的建立和釋放不需要需要數(shù)據(jù)報和虛電路的比較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X.25網(wǎng)。

X.25網(wǎng)著眼于可靠性，每個中間結(jié)點(diǎn)都差錯檢測。

幀中繼是在X.25的基礎(chǔ)上簡化了差錯控制、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5B48B2）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)。2.5差錯控制與檢測1.概述1）差錯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）什么是差錯控制？

在通信過程中，發(fā)現(xiàn)、檢測差錯并進(jìn)行糾正。3）為何要進(jìn)行差錯控制？不存在理想的信道，傳輸總會出錯。4）與語音、圖像傳輸不同，計算機(jī)通信要求極低的差錯率。

常見的噪聲有：信道的電氣特性引起信號幅度、頻率、相位的畸變；電氣信號在線路上產(chǎn)生反射造成的回音效應(yīng)；相鄰線路間的串線干擾；閃電、大功率電機(jī)的啟停等。線路傳輸差錯是不可避免的，但要盡量減小其影響。差錯產(chǎn)生的原因和類型差錯產(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。2.5差錯控制與檢測傳輸差錯

產(chǎn)生過程2.5差錯控制與檢測2.差錯檢測

差錯檢測編碼：（1）檢錯碼：在發(fā)送每一組信息時發(fā)送一些附加位，接收端通過這些附加位對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，可以檢測出其中的錯誤，但不能糾正，通知發(fā)送端重發(fā)。如奇偶校驗(yàn)碼和CRC校驗(yàn)碼。（2）糾錯碼：在發(fā)送每一組信息時發(fā)送足夠的附加位，接收端不僅可以檢測出錯誤，而且還能自動地糾正錯誤。如海明碼。2.5差錯控制與檢測2.5差錯控制與檢測奇偶校驗(yàn)碼