第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

2002年計算機網(wǎng)絡(luò)1第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第一節(jié)相關(guān)基本概念教學目標

了解數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成掌握數(shù)據(jù)通信的基本概念和常用術(shù)語、主要技術(shù)指標和通信方式

重點/難點:數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語和主要技術(shù)指標2002年計算機網(wǎng)絡(luò)2第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)一、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由信源/信宿、信道和變換器組成

2002年計算機網(wǎng)絡(luò)3第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)二、數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語信息是人腦對客觀物質(zhì)的反映。數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋，而信號是數(shù)據(jù)的電或磁的編碼。信道是傳輸信號的通路，信號帶寬指信號的頻率范圍，信道帶寬指信道上能夠傳輸信號的最大頻率范圍。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)4第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)三、數(shù)據(jù)通信的方式按照通信中字節(jié)使用的信道數(shù)，數(shù)據(jù)通信的方式可分為:串行傳輸和并行傳輸；2002年計算機網(wǎng)絡(luò)5第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)根據(jù)數(shù)據(jù)通信的傳輸方向可分為：單工通信、半雙工通信和全雙工通信；2002年計算機網(wǎng)絡(luò)6第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)四、數(shù)據(jù)通信中的同步方式同步，就是要求通信的收發(fā)雙方在時間基準上保持一致（以下圖說明同步的意義）。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)7第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信中常用的兩種同步方式是：異步傳輸和同步傳輸異步傳輸方式（起止式）或字符同步：在被傳送的字符前后加起止位，實現(xiàn)定時的傳輸方式。（起始位處于低電平，停止位處于高電平）2002年計算機網(wǎng)絡(luò)8第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)異步傳輸方式的過程和特點每傳輸一個字符，就用起始位來通知收方，以此來重新核對收發(fā)雙方同步不會因偏差的累積而導致錯位，加之字符之間的空閑位也為這種偏差提供一種緩沖，所以異步串行通信的可靠性高由于要在每個字符的前后加上起始位和停止位這樣一些附加位，使得傳輸效率變低，一般用在數(shù)據(jù)速率較慢的場合2002年計算機網(wǎng)絡(luò)9第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)同步傳輸方式：一次傳送由若干個字符組成的數(shù)據(jù)塊，而不是只傳送一個字符。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)10第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)特點：不需要在每個字符前后附加起始和停止位，因此，傳輸效率提高了。同時，由于采用了一些傳輸控制字，故增強了通信控制能力和校驗功能。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)11第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)五、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標1、數(shù)據(jù)傳輸速率：用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的快慢，是信道的實際數(shù)據(jù)傳輸速率。有以下兩種表示方法。⑴比特率S：數(shù)字信號的傳輸速率，單位：b/s,kb/s,mb/s等⑵波特率B：B＝1/T(Baud)(也表示碼元的傳輸率)比特率和波特率的關(guān)系：S＝Blog2N(N表示一個脈沖所表示的有效狀態(tài)數(shù))（舉例如下）2002年計算機網(wǎng)絡(luò)12第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)例如，一連續(xù)信號碼元傳輸速率為1200Baud，每個信號可表示4個不同的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)傳輸速率（比特率）為2400bps：

2002年計算機網(wǎng)絡(luò)13第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2、誤碼率：表示二進制數(shù)據(jù)位在傳輸中出錯的概率，用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的可靠性。公式：Pe≈Ne/N例如，若數(shù)據(jù)傳輸10000個bit，接收經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有一個bit錯了，則誤碼率Pe=10-4

2002年計算機網(wǎng)絡(luò)14第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)3、信道容量：指信道所能承受的最大傳輸速率，用于衡量信道傳輸數(shù)據(jù)的能力。信道容量有兩種衡量的方法：奈奎斯特公式和香農(nóng)公式。(1)奈奎斯特公式（Nyquist）

對有限帶寬無噪聲信道，信道容量可用如下公式計算：其中，

C—

最大數(shù)據(jù)速率（信道容量）

H—

信道的帶寬（Hz）

N—

一個脈沖所表示的有效狀態(tài)數(shù)2002年計算機網(wǎng)絡(luò)15第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)例如，若某信道帶寬為4kHz，任何時刻信號可取0、1、2和3四種電平之一，則信道容量為：

2002年計算機網(wǎng)絡(luò)16第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)(2)香農(nóng)公式（Shannon）對有限帶寬隨機噪聲（服從高斯分布）信道，信道容量可用如下公式計算：

其中，

H—

信道的帶寬（Hz）

S—

信道內(nèi)信號的功率

N—

信道內(nèi)服從高斯分布的噪聲的功率

S/N是信噪比，通常用分貝表示，單位dB（分貝）2002年計算機網(wǎng)絡(luò)17第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)例：計算信噪比為30dB，帶寬為4kHz的信道最大容量：解:由，得出S/N=1000則，C=4k×log2(1+1000)≈40kbps

表示無論采用何種調(diào)制技術(shù)，信噪比為30dB，帶寬為4kHz的信道最大的數(shù)據(jù)速率約為40kbps。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)18第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第二節(jié)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)教學目標

了解數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)的概念及分類

了解網(wǎng)絡(luò)中常用的傳輸介質(zhì)重點/難點：雙絞線和光纖的特點及應(yīng)用2002年計算機網(wǎng)絡(luò)19第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)一、傳輸介質(zhì)基本概念指傳送信息的載體，是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路。常用的傳輸介質(zhì)可分為有線（雙絞線、同軸電纜和光纖）和無線兩類。選擇傳輸介質(zhì)應(yīng)考慮的因素（介質(zhì)特性）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)允許傳輸數(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。地理范圍：傳輸介質(zhì)最大的物理傳輸距離抗干擾性：傳輸介質(zhì)防止噪聲與電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力易用性：安裝連接是否方便?？删S護性：維護費用2002年計算機網(wǎng)絡(luò)20第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)二、雙絞線

雙絞線分為非屏蔽雙絞線（UTP）和屏蔽雙絞線（STP）兩類，可以用于傳輸模擬或數(shù)字信號，常用點到點連接，也可用于多點連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，雙絞線的地理范圍最小、抗干擾性最低，但價格最便宜，是當前使用最普遍的傳輸介質(zhì)。（如下圖所示）UTP屏蔽雙絞線2002年計算機網(wǎng)絡(luò)21第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)三、同軸電纜同軸電纜有基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種基本類型。其中，基帶同軸電纜用來傳輸數(shù)字信號，寬帶同軸電纜可以傳輸模擬或數(shù)字信號。同軸電纜可用于點到點連接或多點連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，同軸電纜的地理范圍中等、抗干擾性中等，價格也中等。同軸電纜結(jié)構(gòu)2002年計算機網(wǎng)絡(luò)22第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)四、光纖光纖分單模光纖和多模光纖兩種，只能單向傳輸數(shù)字信號，用于點到點連接。在三種有線傳輸介質(zhì)中，光纖性能最好、傳輸距離長、不受電磁干擾或噪聲影響、體積小、重量輕，但價格也是最高的。2002年計算機網(wǎng)絡(luò)23第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)五、無線介質(zhì)常用的無線介質(zhì)是無線電波和微波等。無線傳輸不需鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸線，而且網(wǎng)絡(luò)終端移動方便。其中，微波通信常用的有地面微波通信和衛(wèi)星通信兩種。

雙絞線和光纖的特點及應(yīng)用2002年計算機網(wǎng)絡(luò)24第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)第三節(jié)數(shù)據(jù)編碼與傳輸技術(shù)教學目標

了解數(shù)據(jù)通信的編碼與傳輸方式掌握數(shù)據(jù)通信的基本概念和常用術(shù)語、主要技術(shù)指標和通信方式

重點/難點:數(shù)據(jù)通信的常用術(shù)語和主要技術(shù)指標數(shù)據(jù)通信技術(shù)的基本內(nèi)容數(shù)據(jù)通信基本概念數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)信息、數(shù)據(jù)、信號數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標數(shù)據(jù)傳輸方式串行通信、并行通信單工通信、半雙工通信、全雙工通信基帶傳輸、頻帶傳輸、寬帶傳輸數(shù)據(jù)的同步技術(shù)異步傳輸、同步傳輸數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)字數(shù)據(jù)信號模擬傳輸幅移鍵控ASK、頻移鍵控FSK、相移鍵控PSK數(shù)字傳輸不歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼模擬數(shù)據(jù)信號模擬傳輸調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相數(shù)字傳輸脈沖編碼調(diào)制PCM多路復用技術(shù)時分多路復用、頻分多路復用、波分多路復、碼分多路復用數(shù)據(jù)交換技術(shù)線路交換、報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換、報文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（數(shù)據(jù)報方式、虛線路方式）傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)類型與特點差錯控制技術(shù)檢錯碼、糾錯碼和差錯控制機制數(shù)據(jù)的編碼和傳輸技術(shù)在計算機中，數(shù)據(jù)是以離散的二進制“0”、“1”比特序列方式表示的。計算機數(shù)據(jù)在傳輸過程中的數(shù)據(jù)編碼類型主要取決于它采用的通信信道所支持的數(shù)據(jù)通信類型。通信信道分為模擬信道和數(shù)字信道，而依賴于信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)的編碼方法包括數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼與調(diào)制和模擬數(shù)據(jù)的編碼與調(diào)制。數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)信號的方法稱作數(shù)字信號的基帶傳輸，而數(shù)字數(shù)據(jù)在傳輸之前，需要進行數(shù)字編碼。數(shù)字數(shù)據(jù)的編碼方式有四種：不歸零碼、歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。不歸零編碼（Non-ReturntoZero，NRZ）NRZ編碼規(guī)定可用負電平表示邏輯“1”，用正電平表示邏輯“0”，反之亦然。曼徹斯特編碼（Manchester）曼徹斯特編碼是目前應(yīng)用最廣泛的編碼方法之一，其特點是每一位二進制信號的中間都有跳變，若從低電平跳變到高電平，就表示數(shù)字信號“1”，若從高電平跳變到低電平，就表示數(shù)字信號“0”；差分曼徹斯特編碼（DifferenceManchester）差分曼徹斯特編碼是對曼徹斯特編碼的改進。其特點是每一位二進制信號的跳變依然提供收發(fā)端之間的同步，但每位二進制數(shù)據(jù)的取值，要根據(jù)其開始邊界是否發(fā)生跳變來決定，若一個比特開始處存在跳變則表示“0”，無跳變則表示“1”。數(shù)字數(shù)據(jù)編碼的示例幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控

幅移鍵控ASK（AmplitudeShiftKeying）ASK是通過改變載波信號的幅度值表示數(shù)字信號“1”、“0”，以幅度A1表示數(shù)字信號的“1”，用載波幅度A2表示數(shù)字信號的“0”（通常A1取1，A2取0），而載波信號的參數(shù)f和φ恒定。頻移鍵控FSK（FrequencyShiftKeying）FSK是通過改變載波信號頻率的方法表示數(shù)字信號“1”、“0”，用f1表示數(shù)字信號“1”，用f2表示數(shù)字信號“0”，而載波信號的A和φ不變。相移鍵控PSK（PhaseShiftKeying）PSK是通過改變載波信號的相位值表示數(shù)字信號“1”、“0”，而載波信號的A和f不變。PSK包括兩種類型：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”。相對調(diào)相相對調(diào)相使用相位的相對偏移值，當數(shù)字數(shù)據(jù)為0時，相位不變化，而數(shù)字數(shù)據(jù)為1時，相位要偏移π。模擬數(shù)據(jù)的調(diào)制編碼

在模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源的信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換，形成電信號，比如人說話的聲音經(jīng)過電話轉(zhuǎn)變?yōu)槟M的電信號，這也是模擬數(shù)據(jù)的基帶信號。模擬數(shù)據(jù)的基帶信號具有比較低的頻率，不宜直接在信道中傳輸，需要對信號進行調(diào)制，將信號搬移到適合信道傳輸?shù)念l率范圍內(nèi)，接收端將接收的已調(diào)信號再搬回到原來信號的頻率范圍內(nèi)，恢復成原來的消息，比如無線電廣播。模擬數(shù)據(jù)的編碼

脈沖編碼調(diào)制PCM（PulseCodeModulation）是模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。由于數(shù)字信號傳輸失真小、誤碼率低、數(shù)據(jù)傳輸速率高，因此在網(wǎng)絡(luò)中除計算機直接產(chǎn)生的數(shù)字信號外，語音、圖像信息必須數(shù)字化才能經(jīng)計算機處理。PCM技術(shù)的典型應(yīng)用是語音數(shù)字化。在發(fā)送端通過PCM編碼器將語音數(shù)據(jù)變換為數(shù)字化的語音信號，通過通信信道傳送到接收方，接收方再通過PCM解碼器還原成模擬語音信號。數(shù)字化語音數(shù)據(jù)傳輸速率高、失真小，可以存儲在計算機中，進行必要的處理。因此在網(wǎng)絡(luò)與通信的發(fā)展中語音數(shù)字化成為重要的部分。PCM編碼的典型應(yīng)用

PCM的工作原理脈沖編碼調(diào)制包括三部分：采樣、量化和編碼。采樣每隔一定的時間間隔，采集模擬信號的瞬時電平值做為樣本，表示模擬數(shù)據(jù)在某一區(qū)間隨時間變化的值。量化量化是將取樣樣本幅度按量化級決定取值的過程。量化級可以分為8級、16級，或者更多的量化級，這取決于系統(tǒng)的精確度要求。編碼編碼是用相應(yīng)位數(shù)的二進制代碼表示量化后的采樣樣本的量級。PCM的工作過程PCM用于數(shù)字化語音系統(tǒng)，將聲音分為128個量化級，采用7位二進制編碼表示，再使用1個比特進行差錯控制，采樣速率8000次／秒，因此，一路話音的數(shù)據(jù)傳輸速率為8×8000bps＝64kbps2.4多路復用技術(shù)應(yīng)用原因:一是通信工程中用于通信線路鋪設(shè)的費用相當昂貴,需要充分利用通信線路的通信量.二是無論在廣域網(wǎng)還是局域網(wǎng)中,傳輸介質(zhì)的容量往往都超過了單一信道傳輸?shù)耐ㄐ帕?為了充分利用傳輸介質(zhì),人們研究與應(yīng)用了在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù).實質(zhì):將來自若干信息源的信息進行合并,然后將這一合成的信息群經(jīng)單一的線路和傳輸設(shè)備進行傳輸.在接受方,則使用能將信息群分離成各個單獨信息的設(shè)備對信號群進行分離.信道復用技術(shù)

信道復用的目的是讓不同的計算機連接到相同的信道上，共享信道資源。四種信道復用方式：頻分復用FDM、時分復用TDM、波分復用WDM和碼分復用。頻分多路復用FDMFDM是把信道的可用頻帶分成多個互不交疊的頻段（帶），每個信號占其中一個頻段。接收時用適當?shù)臑V波器分離出不同信號，分別進行解調(diào)接收。波分多路復用WDMWDM主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復用就是光的頻分復用。人們借用傳統(tǒng)的載波電話的頻分復用的概念，可以做到使用一根光纖來同時傳輸多個頻率很接近的光載波信號,提高了光纖的傳輸能力。最初，在一根光纖上只能復用兩路光載波信號，隨著技術(shù)的發(fā)展，在一根光纖上復用的路數(shù)越來越多?，F(xiàn)在已達到在一根光纖上復用80路或更多路數(shù)的光載波信號，這種復用方式就是密集波分復用DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing)。時分多路復用TDMTDM又分為同步時分復用（SynchronousTimeDivisionMultiplexing，STDM）和異步時分復用（AsynchronousTimeDivisionMultiplexing，ATDM）。同步時分復用STDMSTDM采用固定時間片分配方式，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)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。由于在同步時分復用方式中，時隙預(yù)先分配且固定不變，無論時隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都占有一定時隙，形成了時隙浪費，其時隙的利用率很低。異步時分復用異步時分復用技術(shù)又被稱為統(tǒng)計時分復用，它能動態(tài)地按需分配時隙，避免每個時間段中出現(xiàn)空閑時隙。ATDM就是只有當某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才把時隙分配給它。當用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時，則不給它分配時隙。線路的空閑時隙可用于其他用戶的數(shù)據(jù)傳輸。在所有的數(shù)據(jù)幀中，除最后一個幀外，其他所有幀均不會出現(xiàn)空閑的時隙，從而提高了資源的利用率，也提高了傳輸速率。碼分多路復用碼分多路復用又稱為碼分多址CDMA(CodingDivisionMultiplexingAccess)。CDMA也是一種共享信道的方法，每個用戶可在同一時間使用同樣的頻帶進行通信，但使用基于碼型的分割信道方法，即每個用戶分配一個地址碼，各個碼型互不重疊，通信各方之間不會相互干擾，且抗干擾能力強。2.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換技術(shù)——線路交換

線路交換（CircuitSwitching）也稱為電路交換，是一種直接的交換方式，為一對需要進行通信的節(jié)點之間提供一條臨時的專用通道，即提供一條專用的傳輸通道，既可以是物理通道又可以是邏輯通道（使用時分或頻分復用技術(shù)）。這條通道是由節(jié)點內(nèi)部線路對節(jié)點間傳輸路徑經(jīng)過適當選擇、連接而完成的，是一條由多個節(jié)點和多條節(jié)點間傳輸路徑組成的鏈路。線路交換通信的三個階段

線路的建立通過源節(jié)點請求完成交換網(wǎng)中相應(yīng)節(jié)點的連接過程，這個過程建立起一條由源節(jié)點到目的節(jié)點傳輸通道。數(shù)據(jù)傳輸線路建立完成后，就可以在這條臨時的專用線路上傳輸數(shù)據(jù)，通常為全雙工傳輸。線路的拆除在完成數(shù)據(jù)傳輸后，源節(jié)點發(fā)出釋放請求信息，請求終止通信，若目的節(jié)點接受釋放請求，則發(fā)回釋放應(yīng)答信息。在線路拆除階段，各節(jié)點相應(yīng)地拆除該線路的對應(yīng)連接，釋放由該線路占用的節(jié)點和信道資源。線路交換的特點呼叫建立時間長且存在呼損。線路交換的信道利用率低。對通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式和傳輸控制等一致才能完成通信。通信線路一旦建立,一固定的速度直接傳輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、有序，適用于實時大批量連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。用于計算機網(wǎng)絡(luò)的不足之處資源浪費適應(yīng)性不強不夠靈活數(shù)據(jù)交換技術(shù)——存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換

存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換（StoreandForwardSwitching）報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換報文分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換數(shù)據(jù)報虛線路報文存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換對于數(shù)字數(shù)據(jù)通信，廣泛使用的是報文交換技術(shù);在報文交換中，每一個報文由傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和報頭組成，并且長度不限且可變，報頭中有源地址和目標地址。節(jié)點根據(jù)報頭中的目標地址為報文進行路徑選擇。并且對收發(fā)的報文進行相應(yīng)的處理。工作過程：

數(shù)據(jù)報頭中間結(jié)點檢查是否有誤存儲并選擇一條合適的空閑線路下一結(jié)點重復上一動作目的結(jié)點報文交換的特點源節(jié)點和目標節(jié)點在通信時不需要建立一條專用的通路；與線路交換相比，報文交換沒有建立線路和拆除線路所需的等待和時延；線路利用率高，節(jié)點間可根據(jù)線路情況選擇不同的速度傳輸，能高效地傳輸數(shù)據(jù)；要求節(jié)點具備足夠的報文數(shù)據(jù)存儲能力，一般節(jié)點由微機或小型機擔當；數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個節(jié)點在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中，都進行差錯控制，即檢錯和糾錯。由于采用了對完整報文的存儲/轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點存儲/轉(zhuǎn)發(fā)的時延較大，不適用于交互式通信。

分組交換由于計算機的廣泛使用,對數(shù)據(jù)交換提出了更高的要求:能適應(yīng)低速到高速的交換有盡量快的連續(xù)速度要適應(yīng)用戶實時通信的要求,網(wǎng)絡(luò)延時要小有高的傳輸準確性適應(yīng)多樣化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

分組交換分組交換屬于“存儲/轉(zhuǎn)發(fā)”交換，它不像報文交換以報單位進行交換、傳輸，而是以更短的、標準的“報文分組”（Packet）為單位進行交換傳輸。假如A站有一份比較長的報文要發(fā)送給C站。則它首先將報文按規(guī)定長度劃分成若干分組，每個分組附加上地址及糾錯等其他信息，然后將這些分組順序發(fā)送到交換網(wǎng)的節(jié)點C。分組交換又分為數(shù)據(jù)報交換和虛線路交換。數(shù)據(jù)報分組交換交換網(wǎng)把進網(wǎng)的任一分組都當作單獨的“小報文”來處理，而不管它屬于哪個報文的分組，就像報文交換中把一份報文進行單獨處理一樣。這種分組交換方式簡稱為數(shù)據(jù)報傳輸方式，作為基本傳輸單位的“小報文”被稱為數(shù)據(jù)報（datagram）。數(shù)據(jù)報分組交換的特點

同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；同一報文的不同分組到達目的節(jié)點時可能出現(xiàn)亂序、重復或丟失現(xiàn)象；每一個報文在傳輸過程中都必須帶有源節(jié)點地址和目的節(jié)點地址；使用數(shù)據(jù)報方式時，數(shù)據(jù)報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。虛線路分組交換虛線路就是兩個用戶的終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過通信網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的連接，所有分組都必須沿著事先建立的虛線路傳輸，用戶不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時清除連接。虛線路方式具有分組交換與線路交換兩種方式的優(yōu)點，在計算機網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用。虛線路的特點虛線路在每次報文分組發(fā)送之前，必須在源節(jié)點與目的節(jié)點之間建立一條邏輯連接，也包括虛線路建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛線路拆除三個階段。報文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息，只需要攜帶虛線路標識號。報文分組到達目的節(jié)點不會出現(xiàn)丟失、重復與亂序的現(xiàn)象；報文分組通過每個虛線路上的節(jié)點時，節(jié)點只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇。通信子網(wǎng)中每個節(jié)點可以和任何節(jié)點建立多條虛線路連接。差錯控制技術(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型，當數(shù)據(jù)從信源發(fā)出，經(jīng)過通信信道傳輸，由于信道總存在著一定的噪聲，數(shù)據(jù)到達信宿端后，接收的信號實際上是數(shù)據(jù)信號和噪聲信號的疊加。接收端在取樣時鐘作用下接收數(shù)據(jù)，并根據(jù)閾值電平判斷信號電平。如果噪聲對信號的影響非常大時，就會造成數(shù)據(jù)的傳輸錯誤，數(shù)據(jù)通信中的實際情況通信信道中的噪聲

通信信道中的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲。熱噪聲是由傳輸媒體的電子熱運動產(chǎn)生的，其特點是時刻存在，幅度小，干擾強度與頻率無關(guān)，但頻譜很寬，屬于隨機噪聲。由熱噪聲引起的差錯屬于一種隨機差錯。沖擊噪聲是由外界電磁干擾引起的，與熱噪聲相比，沖擊噪聲的幅度較大，是引起差錯的主要原因。沖擊噪聲持續(xù)時間與數(shù)據(jù)傳輸中每個比特的發(fā)送時間相比，可能較長，因而沖擊噪聲引起的相鄰多個數(shù)據(jù)位出錯呈突發(fā)性。沖擊噪聲引起的傳輸差錯稱為突發(fā)差錯。差錯產(chǎn)生的原因在通信過程中出現(xiàn)的傳輸差錯，是由隨機差錯和突發(fā)差錯共同構(gòu)成的，而造成差錯可能的原因包括：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產(chǎn)生的信號幅度、