第02章-數(shù)據(jù)通信

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求： 掌握：掌握：數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 了解：傳輸介質(zhì)類型及主要特性了解：傳輸介質(zhì)類型及主要特性 了解：無線與衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概念了解：無線與衛(wèi)星通信技術(shù)的基本概念 掌握：數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法掌握：數(shù)據(jù)編碼的類型和基本方法 了解：基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)幕靖拍盍私猓夯鶐鬏敽皖l帶傳輸?shù)幕靖拍?掌握：多路復(fù)用的分類與特點掌握：多路復(fù)用的分類與特點 掌握：差錯控制方法掌握：差錯控制方法計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念

2、2.1.1 2.1.1 信息、數(shù)據(jù)與信號信息、數(shù)據(jù)與信號 通信目的：交換信息。信息載體可以是數(shù)字、文字、語音、通信目的：交換信息。信息載體可以是數(shù)字、文字、語音、圖形或圖像，計算機(jī)產(chǎn)生的圖形或圖像，計算機(jī)產(chǎn)生的信息信息是上述媒體組合；是上述媒體組合； 信息信息(Information)(Information)：表達(dá)事物的內(nèi)容或解釋：表達(dá)事物的內(nèi)容或解釋 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(data)(data)：信息的編碼，模擬或數(shù)字：信息的編碼，模擬或數(shù)字 信號信號(signal)(signal)：數(shù)據(jù)的物理數(shù)據(jù)的物理表示，電磁波表示，電磁波 數(shù)據(jù)通信是指在不同計算機(jī)之間傳送表示各種媒體內(nèi)容的數(shù)據(jù)通信是指在不同計算

3、機(jī)之間傳送表示各種媒體內(nèi)容的二進(jìn)制代碼二進(jìn)制代碼 傳送的實體是由模擬或數(shù)字信號表示的傳送的實體是由模擬或數(shù)字信號表示的0 0、1 1比特序列。比特序列。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念信息編碼標(biāo)準(zhǔn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn) ASCII ASCII 碼被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織碼被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISOISO接受，成為國際標(biāo)接受，成為國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)ISO 646ISO 646，又稱為國際，又稱為國際5 5號碼；號碼； ASCIIASCII碼采用碼采用7 7位二進(jìn)制比特編碼，可以表示位二進(jìn)制比特編碼，可以表示128128個個字符；字符； 字符分為圖形字

4、符與控制字符兩類。圖形字符包字符分為圖形字符與控制字符兩類。圖形字符包括數(shù)字、字母、運(yùn)算符號、商用符號等。括數(shù)字、字母、運(yùn)算符號、商用符號等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 利用數(shù)字通信系統(tǒng)實現(xiàn)多媒體信息的傳輸是通信利用數(shù)字通信系統(tǒng)實現(xiàn)多媒體信息的傳輸是通信技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一；技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一； 語音、圖像等多媒體信息的傳輸要求數(shù)據(jù)通信系語音、圖像等多媒體信息的傳輸要求數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具有高速率與低延時特性，將對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)統(tǒng)具有高速率與低延時特性，將對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提出更高的要求；提

5、出更高的要求； 如每幀圖像如每幀圖像10241024768768個像素，個像素，256256色，色，3030幀幀/ /秒，秒，則每秒鐘需傳送則每秒鐘需傳送 23,592,960 23,592,960 字節(jié)。字節(jié)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念信號的概念信號的概念 信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的物理表示形式；信號是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的物理表示形式； 模擬信號（模擬信號（analog signalanalog signal）：信號電平連續(xù)變化；）：信號電平連續(xù)變化； 數(shù)字信號（數(shù)字信號（digital signaldigital

6、 signal）：用）：用兩兩種不同的種不同的（離散）電平表示（離散）電平表示0 0、1 1比特序列的電壓脈沖；比特序列的電壓脈沖； 按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘栴愋?，通信系統(tǒng)分按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘栴愋停ㄐ畔到y(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念模擬信號與數(shù)字信號波形模擬信號與數(shù)字信號波形tta) 模擬信號b) 數(shù)字信號計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念 通信三要素：通信三要

7、素： 信源信源：信息的發(fā)送者（人，機(jī)器等）：信息的發(fā)送者（人，機(jī)器等） 信宿信宿：信息的接收者（人，機(jī)器等）：信息的接收者（人，機(jī)器等） 信道信道：傳送表示消息的電信號的介質(zhì)或通路：傳送表示消息的電信號的介質(zhì)或通路 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個基本要素：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的三個基本要素： 結(jié)點、鏈路和協(xié)議結(jié)點、鏈路和協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點網(wǎng)絡(luò)結(jié)點 從源結(jié)點到目的結(jié)點，大致有從源結(jié)點到目的結(jié)點，大致有4 4種：種：端結(jié)點、中繼結(jié)點、交換結(jié)點、路由結(jié)點端結(jié)點、中繼結(jié)點、交換結(jié)點、路由結(jié)點計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）1. 端結(jié)點數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE為具有一定數(shù)據(jù)處理能力的發(fā)為具有一

8、定數(shù)據(jù)處理能力的發(fā)送、接收設(shè)備，如計算機(jī)或各種終端設(shè)備送、接收設(shè)備，如計算機(jī)或各種終端設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE為通信接口設(shè)備，在為通信接口設(shè)備，在DTE與通與通信網(wǎng)之間提供信號變換及編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、信網(wǎng)之間提供信號變換及編碼功能，并負(fù)責(zé)建立、維護(hù)和釋放物理連接，如波形變換器、基帶傳輸維護(hù)和釋放物理連接，如波形變換器、基帶傳輸器、調(diào)制解調(diào)器等。器、調(diào)制解調(diào)器等。DCEDCEDTEDTEDCE DTE接口接口通信網(wǎng)DCE DTE接口接口計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2. 中繼結(jié)點 中繼器（中繼器（repeater）用于）用于同類同類網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)之間的網(wǎng)

9、絡(luò)介質(zhì)之間的互聯(lián)，起到信號再生、放大作用。中繼有一通一互聯(lián)，起到信號再生、放大作用。中繼有一通一的中繼和一通多的中繼。的中繼和一通多的中繼。 中繼器的工作原理計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）3. 交換結(jié)點 一個通信過程往往會經(jīng)過多條鏈路之間的轉(zhuǎn)接才一個通信過程往往會經(jīng)過多條鏈路之間的轉(zhuǎn)接才能實現(xiàn)。轉(zhuǎn)接由交換（能實現(xiàn)。轉(zhuǎn)接由交換（switching）結(jié)點實現(xiàn)。交換）結(jié)點實現(xiàn)。交換結(jié)點的功能是將一條鏈路上送來的數(shù)據(jù)有選擇地轉(zhuǎn)結(jié)點的功能是將一條鏈路上送來的數(shù)據(jù)有選擇地轉(zhuǎn)送到另外的一條鏈路上。送到另外的一條鏈路上。 通過交換結(jié)點連接的通信 ABCD計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程

10、（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）4. 路由結(jié)點 位于網(wǎng)絡(luò)之間，起連接網(wǎng)絡(luò)的功能，屬于所連接位于網(wǎng)絡(luò)之間，起連接網(wǎng)絡(luò)的功能，屬于所連接的網(wǎng)絡(luò)共有。路由器的網(wǎng)絡(luò)連接功能主要是它能為的網(wǎng)絡(luò)共有。路由器的網(wǎng)絡(luò)連接功能主要是它能為數(shù)據(jù)選擇到達(dá)目的結(jié)點的路由。因此路由結(jié)點被稱數(shù)據(jù)選擇到達(dá)目的結(jié)點的路由。因此路由結(jié)點被稱為路由器（為路由器（router）。）。用路由結(jié)點連接網(wǎng)絡(luò)R1R1網(wǎng)絡(luò)E網(wǎng)絡(luò)B網(wǎng)絡(luò)C網(wǎng)絡(luò)D網(wǎng)絡(luò)AR2R2R3R3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）通信處理機(jī)BA2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1.2 2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸類型與通信方式數(shù)

11、據(jù)傳輸類型與通信方式 網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機(jī)的通信過程網(wǎng)絡(luò)中兩臺計算機(jī)的通信過程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計中要解決的幾個基本問題：網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)設(shè)計中要解決的幾個基本問題： 數(shù)據(jù)傳輸類型數(shù)據(jù)傳輸類型 模擬通信模擬通信、數(shù)字通信：取決于信道、數(shù)字通信：取決于信道 數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式 串行通信、并行通信串行通信、并行通信 單工通信、半雙工或全雙工通信單工通信、半雙工或全雙工通信 同步方式同步方式 同步通信同步通信異步通信異步通信計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)

12、通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念1 1）串行通信與并行通信）串行通信與并行通信 串行傳輸：將各個比特逐個發(fā)送，適于距離較遠(yuǎn)串行傳輸：將各個比特逐個發(fā)送，適于距離較遠(yuǎn)的情況。的情況。 特點：傳輸速率低，成本較低，只需一個信道；特點：傳輸速率低，成本較低，只需一個信道； 并行傳輸：字符編碼的各個比特同時傳輸并行傳輸：字符編碼的各個比特同時傳輸 特點：一個比特時間內(nèi)可傳輸一個字符，速度較特點：一個比特時間內(nèi)可傳輸一個字符，速度較快，每個比特需一個單獨信道，成本高，遠(yuǎn)距離快，每個比特需一個單獨信道，成本高，遠(yuǎn)距離可靠性較低。適于計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸。可靠性較低。適于計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

13、技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念串行通信與并行通信串行通信與并行通信計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念串行通信與并行通信串行通信與并行通信計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念2 2）單工、半雙工與全雙工通信）單工、半雙工與全雙工通信（數(shù)據(jù)流動方向）（數(shù)據(jù)流動方向） 單工單工：數(shù)據(jù)單向傳輸：數(shù)據(jù)單向傳輸（無線電廣播）（無線電廣播）； 半雙工半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不同時，相當(dāng)：數(shù)據(jù)可以雙

14、向傳輸，但不同時，相當(dāng)于可切換方向的單工通信于可切換方向的單工通信（對講機(jī)）；（對講機(jī)）； 全雙工全雙工：數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸：數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸（電話）（電話） 兩個方向的信號共享鏈路帶寬，相當(dāng)于兩個單兩個方向的信號共享鏈路帶寬，相當(dāng)于兩個單工的組合工的組合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念3 3）同步技術(shù)）同步技術(shù) 同步的概念同步的概念：使接收端與發(fā)送端在時間基準(zhǔn)上一：使接收端與發(fā)送端在時間基準(zhǔn)上一致致( (包括開始時間、位邊界、重復(fù)頻率等包括開始時間、位邊界、重復(fù)頻率等) )。 任何兩個系統(tǒng)間時鐘不可能完全準(zhǔn)確同步。

15、隨著任何兩個系統(tǒng)間時鐘不可能完全準(zhǔn)確同步。隨著時鐘漂移的積累，會產(chǎn)生接收方取值位置和時間時鐘漂移的積累，會產(chǎn)生接收方取值位置和時間間隔的錯位。解決辦法，每隔一定時間間隔，發(fā)、間隔的錯位。解決辦法，每隔一定時間間隔，發(fā)、收兩端校對一下時間。這種方法稱為同步。收兩端校對一下時間。這種方法稱為同步。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念兩種同步方法：兩種同步方法：位同步位同步字符同步（異步傳輸）字符同步（異步傳輸） 位同步位同步 使收發(fā)雙方的每一位信息都保持一致，同一個時鐘使收發(fā)雙方的每一位信息都保持一致，同一個時鐘 外同步法：在

16、發(fā)、收雙方間提供單獨的時鐘線路，發(fā)送方外同步法：在發(fā)、收雙方間提供單獨的時鐘線路，發(fā)送方在每個比特周期都向接收方發(fā)送一個同步脈沖，這種方法在每個比特周期都向接收方發(fā)送一個同步脈沖，這種方法很少用很少用 自同步法：利用特殊編碼（如曼徹斯特編碼），讓數(shù)據(jù)信自同步法：利用特殊編碼（如曼徹斯特編碼），讓數(shù)據(jù)信號自己攜帶時鐘信號號自己攜帶時鐘信號計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念數(shù)據(jù)通信的基本概念字符同步（異步傳輸）字符同步（異步傳輸） 通信兩端每次以字節(jié)為單位傳輸數(shù)據(jù)，以字節(jié)兩通信兩端每次以字節(jié)為單位傳輸數(shù)據(jù)，以字節(jié)兩端的特殊記號表示字節(jié)的開始和

17、結(jié)束，實現(xiàn)收發(fā)端的特殊記號表示字節(jié)的開始和結(jié)束，實現(xiàn)收發(fā)兩端的同步；兩端的同步； 不傳送時，信道一直處于高電平不傳送時，信道一直處于高電平“1”1”的停止態(tài)；的停止態(tài)； 用一位低電平（用一位低電平（“0”0”狀態(tài)）表示起始位；狀態(tài)）表示起始位； 接著傳送一個字符；接著傳送一個字符； 最后用最后用1 1位或位或2 2位的高電平表示停止位。位的高電平表示停止位。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.2.1 2.2.1 傳輸介質(zhì)的主要類型傳輸介質(zhì)的主要類型（鏈路）（鏈路） 雙絞線雙絞線 同軸電纜同軸電纜 光纖電纜光纖電纜 無線與衛(wèi)星通信信道無線與

18、衛(wèi)星通信信道 Unguided MediaGuided Media計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的特性：傳輸介質(zhì)的特性： 物理特性：物理結(jié)構(gòu)的描述；物理特性：物理結(jié)構(gòu)的描述； 傳輸特性：傳送的是數(shù)字還是模擬信號，采用何傳輸特性：傳送的是數(shù)字還是模擬信號，采用何種調(diào)制技術(shù)、傳輸容量和頻率范圍；種調(diào)制技術(shù)、傳輸容量和頻率范圍； 連通特性：允許點點或多點連接；連通特性：允許點點或多點連接； 地理范圍：最大傳輸距離；地理范圍：最大傳輸距離； 抗干擾性：對噪聲、電磁干擾的抑制能力；抗干擾性：對噪聲、電磁干擾的抑制能力； 相對價格：器件、安

19、裝與維護(hù)費(fèi)用。相對價格：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.2.2 2.2.2 雙絞線的主要特性雙絞線的主要特性 非屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線UTPUTP 屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線 STPSTP計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.2.3 2.2.3 同軸電纜的主要特性同軸電纜的主要特性 粗同軸電纜粗同軸電纜 細(xì)同軸電纜細(xì)同軸電纜計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)2.2.4 2.2.4 光纖的主要特性光纖的主要特性 依

20、靠光波承載信息依靠光波承載信息 高傳送高傳送速率速率，通信容量大（，通信容量大（10G10G以上）以上） 傳輸損耗小，適合長距離傳輸傳輸損耗小，適合長距離傳輸100KM100KM 抗雷電和電磁干擾性能好，保密性好抗雷電和電磁干擾性能好，保密性好 輕便輕便高折射率(纖芯)低折射率(包層)光線在纖芯中傳輸?shù)姆绞绞遣粩嗟厝瓷溆嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.2 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)輸入脈沖輸出脈沖單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.3 無線與衛(wèi)星通信無線與衛(wèi)星通信2.3.1 2.3.1 電磁波譜與移動通信

21、電磁波譜與移動通信 無線電波的特性與頻率有關(guān)無線電波的特性與頻率有關(guān)低頻時，容易越過障礙物，能量衰減快；低頻時，容易越過障礙物，能量衰減快；高頻時，直線傳播，遇到障礙物會反射；高頻時，直線傳播，遇到障礙物會反射；容易受到環(huán)境或電器設(shè)備的干擾；容易受到環(huán)境或電器設(shè)備的干擾；不同介質(zhì)適合傳輸不同頻率的電磁波。不同介質(zhì)適合傳輸不同頻率的電磁波。無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波 調(diào)幅無線電 調(diào)頻無線電 海事無線電光纖電視(Hz)f (Hz)fLFMFHFVHF UHF SHFEHFTHF波段104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1

22、013 1014 1015 1016100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 移動無線電 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.3 無線與衛(wèi)星通信無線與衛(wèi)星通信2.3.2 2.3.2 無線通信無線通信 視距傳播視距傳播 電離層反射通信電離層反射通信2.3.3 2.3.3 微波通信微波通信 微波信號沒有繞射功能，收發(fā)雙方只能在可直視微波信號沒有繞射功能，收發(fā)雙方只能在可直視情況下才能正常接收；情況下才能正常接收； 大氣對微波信號的吸收與散射影響較大；大氣對微波信號的吸收與散射影響較大；計算

23、機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.3 無線與衛(wèi)星通信無線與衛(wèi)星通信2.3.4 2.3.4 蜂窩無線通信蜂窩無線通信 多址接入方法：多址接入方法：頻分多址接入（頻分多址接入（FDMAFDMA）時分多址接入（時分多址接入（TDMATDMA）碼分多址接入（碼分多址接入（CDMACDMA） 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.3 無線與衛(wèi)星通信無線與衛(wèi)星通信2.3.5 2.3.5 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信地球同步衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星和低軌衛(wèi)星計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4

24、.1 2.4.1 數(shù)據(jù)編碼類型數(shù)據(jù)編碼類型 信息編碼：信息編碼：將信息用二進(jìn)制數(shù)表示，如將信息用二進(jìn)制數(shù)表示，如ASCIIASCII碼，碼，形如形如0 0、1 1的位串，便于計算機(jī)處理；的位串，便于計算機(jī)處理； 數(shù)據(jù)編碼：數(shù)據(jù)編碼：用合適的物理量表示數(shù)據(jù)，便于分別用合適的物理量表示數(shù)據(jù)，便于分別在模、數(shù)信道上傳輸，在模、數(shù)信道上傳輸，4 4種組合，常用的有：種組合，常用的有：1 1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼2 2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼3 3）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼）模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三

25、版）模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號模擬的和數(shù)字的數(shù)據(jù)、信號 模擬數(shù)據(jù)模擬信號放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號 PCM編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號 數(shù)字發(fā)送器計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4.2 2.4.2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)模擬信號調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)模擬信號調(diào)制 將計算機(jī)表示的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬量，便于模將計算機(jī)表示的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬量，便于模擬信道傳輸，如電話網(wǎng)。基本原理：用數(shù)字信號對擬信道傳輸，如電話網(wǎng)。基本原理：用數(shù)字信號對正弦載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。正弦載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。載波載波 u(tu(t) = ) = Um

26、Um coscos ( ( t+t+ ) )計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)有三種常用的調(diào)制技術(shù)：有三種常用的調(diào)制技術(shù)： 幅移鍵控幅移鍵控ASKASK(Amplitude(Amplitude Shift Keying) Shift Keying)，調(diào)幅，調(diào)幅用載波的兩個不同振幅表示用載波的兩個不同振幅表示0(0v)0(0v)和和1(+5v)1(+5v) 頻移鍵控頻移鍵控FSK(FrequencyFSK(Frequency Shift Keying) Shift Keying)，調(diào)頻，調(diào)頻用載波的兩個不同頻率表示用載波的兩個不同頻率

27、表示0 0和和1 1 相移鍵控相移鍵控PSK(PhasePSK(Phase Shift Keying) Shift Keying)，調(diào)相用載，調(diào)相用載波的相位變化表示波的相位變化表示0 0和和1 1。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)010011100基帶信號調(diào)幅調(diào)頻調(diào)相計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4.3 2.4.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)字信號編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)字信號編碼 不歸零制不歸零制( (NRZNRZ，Non-Return to Zero)Non-Return to

28、 Zero) 0 0、1 1用兩種電平表示。缺點：同步困難、有直流分量用兩種電平表示。缺點：同步困難、有直流分量 曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼( (Manchester code)Manchester code) 在每個碼元的中間發(fā)生跳變：高在每個碼元的中間發(fā)生跳變：高 低低1 1，低，低高高0 0 每個碼元中間都發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來每個碼元中間都發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號，使接收端與發(fā)送設(shè)備的時鐘保持一致作為同步信號，使接收端與發(fā)送設(shè)備的時鐘保持一致 曼徹斯特編碼也稱為自同步碼，無需外同步信號。曼徹斯特編碼也稱為自同步碼，無需外同步信號。 缺點：需雙倍帶寬（即信

29、號速率是數(shù)據(jù)速率的缺點：需雙倍帶寬（即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2 2倍）。倍）。 差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼(Differential (Differential Manchester code)Manchester code) 在碼元開始處有跳變在碼元開始處有跳變0 0，碼元開始處無跳變，碼元開始處無跳變1 1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)NRZManchester差分差分Manchester時鐘時鐘計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.4.4 2.4.4 模擬數(shù)

30、據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)字信號采樣模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)字信號采樣 將連續(xù)的模擬信號波形用有限個離散的值近似代替將連續(xù)的模擬信號波形用有限個離散的值近似代替變變?yōu)閿?shù)字信號。典型應(yīng)用為數(shù)字信號。典型應(yīng)用PCMPCM。三個步驟：。三個步驟：（1 1）采樣）采樣對時間坐標(biāo)的離散化；對時間坐標(biāo)的離散化；（2 2）量化）量化對每個樣本舍入到量化級別，幅度離散化；對每個樣本舍入到量化級別，幅度離散化；（3 3）編碼）編碼對每個舍入后的樣本進(jìn)行編碼：二進(jìn)制碼。對每個舍入后的樣本進(jìn)行編碼：二進(jìn)制碼。 例：例：-話音信道帶寬話音信道帶寬4KHz 2 2倍話音最大頻率）倍話音最大頻率）-量化級數(shù)量化級數(shù)：256256級級 （8 8位二進(jìn)制碼

31、表示）位二進(jìn)制碼表示）-數(shù)據(jù)率：數(shù)據(jù)率：80008000次次/s /s * * 8bit = 64Kb/s 8bit = 64Kb/s （64000bps64000bps）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.4 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)011100011011001100原始信號PAM脈沖PCM 脈沖(有量化誤差)011 100 011 011 001 100PCM 輸出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.5 基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)2.5.1 2.5.1 基帶傳輸基帶傳輸 計算機(jī)二進(jìn)制數(shù)字信號是典型的矩形脈沖，其固計算機(jī)二進(jìn)制數(shù)

32、字信號是典型的矩形脈沖，其固有頻帶稱為基帶，信號叫做基帶信號；有頻帶稱為基帶，信號叫做基帶信號； 在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱在數(shù)字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸；為基帶傳輸； 發(fā)送接收過程：傳送的發(fā)送接收過程：傳送的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)需經(jīng)過編碼器變換為需經(jīng)過編碼器變換為能直接傳輸?shù)幕鶐盘枺儆山邮斩私獯a器恢復(fù)能直接傳輸?shù)幕鶐盘?，再由接收端解碼器恢復(fù)成與發(fā)端相同的矩形脈沖信號；成與發(fā)端相同的矩形脈沖信號；計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.5 基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)2.5.2 2.5.2 數(shù)據(jù)傳輸速率與帶寬數(shù)據(jù)傳輸速率與帶寬 數(shù)據(jù)傳輸速

33、率數(shù)據(jù)傳輸速率描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，數(shù)值上等描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，數(shù)值上等于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特數(shù)，于每秒鐘傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進(jìn)制比特數(shù)，單位為比特單位為比特/ /秒，記做秒，記做bpsbps；常用單位：常用單位：KbpsKbps、MbpsMbps、GbpsGbps與與Tb/sTb/s，每個上，每個上級單位與下級單位的關(guān)系為：級單位與下級單位的關(guān)系為：1 110103 3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.5 基帶傳輸技術(shù)基帶傳輸技術(shù)信道速率的極限值（信道容量）信道速率的極限值（信道容量） 奈奎斯特準(zhǔn)則：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)

34、據(jù)傳輸奈奎斯特準(zhǔn)則：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率速率RmaxRmax與通信信道帶寬與通信信道帶寬B B（單位（單位HzHz）的關(guān)系為）的關(guān)系為RmaxRmax2 2B B（bpsbps） 香農(nóng)定理：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信香農(nóng)定理：在有隨機(jī)熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸速率號時，數(shù)據(jù)傳輸速率 RmaxRmax 與信道帶寬與信道帶寬 B B，信噪，信噪比比 S/N S/N 的關(guān)系為的關(guān)系為RmaxRmax = B = B log log2 2（1+S/N1+S/N）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.6 頻帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸技術(shù)2.6.1 2.

35、6.1 頻帶傳輸定義頻帶傳輸定義 用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號的方法稱為頻帶傳輸；用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號的方法稱為頻帶傳輸； 調(diào)制解調(diào)器（調(diào)制解調(diào)器（modemmodem）是頻帶傳輸中最典型的通信）是頻帶傳輸中最典型的通信設(shè)備。設(shè)備。調(diào)制解調(diào)器PC 機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號模擬信號 PC 機(jī)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.6 頻帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸技術(shù)2.6.2 2.6.2 調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理 發(fā)送端將計算機(jī)中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能在電話線發(fā)送端將計算機(jī)中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能在電話線上傳輸?shù)哪M信號；上傳輸?shù)哪M信號

36、； 接收端將從電話線路上接收到的模擬信號還原成接收端將從電話線路上接收到的模擬信號還原成數(shù)字信號。數(shù)字信號。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.6 頻帶傳輸技術(shù)頻帶傳輸技術(shù)2.6.3 2.6.3 調(diào)制解調(diào)器的分類與應(yīng)用調(diào)制解調(diào)器的分類與應(yīng)用 外置外置ModemModem與計算機(jī)的連接與計算機(jī)的連接電話電話插座插座串口串口PhoneLine調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器RS232電源線電源線計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.7.1 2.7.1 多路復(fù)用技術(shù)的分類多路復(fù)用技術(shù)的分類復(fù)用：復(fù)用：多個信息源共享一個

37、公共信道。節(jié)約成本多個信息源共享一個公共信道。節(jié)約成本 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用FDM FDM 主要用于模擬信號傳輸主要用于模擬信號傳輸 光波分多路復(fù)用光波分多路復(fù)用WDM WDM 光纖傳輸光纖傳輸 時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用TDMTDM 主要用于數(shù)字信號傳輸主要用于數(shù)字信號傳輸DEMUX復(fù)用器解復(fù)用器共享信道共享信道MUX計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.7.2 2.7.2 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用FDMFDM 在一條物理信道劃分多路邏輯信道；在一條物理信道劃分多路邏輯信道； 各邏輯信道的信號使用不同的載波頻率；各邏輯信道的信號

38、使用不同的載波頻率； 各載波頻率互不重疊，一條通信線路就可同時傳各載波頻率互不重疊，一條通信線路就可同時傳輸多路信號。輸多路信號。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)頻分多路復(fù)用圖示頻分多路復(fù)用圖示fCH2CH1CH3原帶寬原帶寬CH1CH2CH3移頻后帶寬移頻后帶寬MUXCH1 CH2 CH3帶寬復(fù)用帶寬復(fù)用適用于模擬信號傳輸適用于模擬信號傳輸 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.7.3 2.7.3 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用WDMWDM 波分復(fù)用即光的頻分復(fù)用波分復(fù)用即

39、光的頻分復(fù)用采用波長分隔；采用波長分隔； 發(fā)送端將不同波長的光信號組合，復(fù)用到發(fā)送端將不同波長的光信號組合，復(fù)用到一根一根光纖上，在光纖上，在接收端解復(fù)用，并送入不同的終端。接收端解復(fù)用，并送入不同的終端。光譜光譜F2F1F3F1F2F3共享光纖的光譜共享光纖的光譜光纖光纖2光纖光纖3光纖光纖1共享光纖共享光纖 采用無源設(shè)備，更可靠采用無源設(shè)備，更可靠棱柱棱柱/衍射光柵衍射光柵計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）波分復(fù)用波分復(fù)用 WDM 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556

40、nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s復(fù)用器分用器EDFA120 km計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)2.7.4 2.7.4 時分多路復(fù)用時分多路復(fù)用TDMTDM 將物理信道按時間分成時間片將物理信道按時間分成時間片( (時隙時隙) )，輪流分配給各個用，輪流分配給各個用戶（信源）；戶（信源）； 在其占有的時隙內(nèi)，用戶使用信道的全部帶寬

41、。因為時隙在其占有的時隙內(nèi)，用戶使用信道的全部帶寬。因為時隙極短，每個用戶感覺自己在獨享信道。極短，每個用戶感覺自己在獨享信道。fA2A1A3原始信號原始信號 數(shù)字化信號數(shù)字化信號D2D1D3MUX復(fù)用后數(shù)據(jù)復(fù)用后數(shù)據(jù)時隙1234D1 D2 D3 D1 D2時間片計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.7 多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)時分多路復(fù)用的分類時分多路復(fù)用的分類 同步同步TDMTDM：時間片與數(shù)據(jù)源一一對應(yīng)，而不管數(shù)據(jù)源是否：時間片與數(shù)據(jù)源一一對應(yīng)，而不管數(shù)據(jù)源是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，接收端根據(jù)時間片序號區(qū)分各路數(shù)據(jù)；有數(shù)據(jù)發(fā)送，接收端根據(jù)時間片序號區(qū)分各路數(shù)據(jù)； 異步

42、異步TDMTDM：各時間片動態(tài)分配給各路信號，又稱統(tǒng)計：各時間片動態(tài)分配給各路信號，又稱統(tǒng)計TDMTDM。ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)t1 t2 t3A1B1C1D1C2D2A2B2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計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法 數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)的傳輸，通信雙方無法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)的傳輸，通信雙方無法直接進(jìn)行點到點的連接，因此需要中間設(shè)備（中間結(jié)點）的點到點的連接，因此需要中間設(shè)備（中間結(jié)點）的轉(zhuǎn)接轉(zhuǎn)接交換交換，可以分為：，可以分為： 線路交換（線路交換（circuit switch

43、ing)circuit switching) 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換 報文交換（報文交換（message switching)message switching) 分組交換（分組交換（packet switching)packet switching)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法2.8.1 2.8.1 線路交換方式線路交換方式 是一種是一種面向連接面向連接的服務(wù)；的服務(wù)； 通信雙方通過通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前，要在通通信雙方通過通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換前，要在通信子網(wǎng)中建立一個實際的物理線路連接；信子網(wǎng)中建立一個實際的物理線路連接

44、； 數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接放連接三個階段三個階段； 優(yōu)點：實時性強(qiáng)，適于交互式會話類通信；優(yōu)點：實時性強(qiáng)，適于交互式會話類通信； 缺點：對突發(fā)通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，沒有存缺點：對突發(fā)通信不適應(yīng)，系統(tǒng)效率低，沒有存儲數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。儲數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法2.8.2 2.8.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式（存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式（Store and forwardStore and forward） 發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、

45、控制信息按一發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按一定格式組成一個數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）；定格式組成一個數(shù)據(jù)單元（報文或報文分組）； 數(shù)據(jù)單元進(jìn)入通信子網(wǎng)，先暫存在中間交換結(jié)點，數(shù)據(jù)單元進(jìn)入通信子網(wǎng)，先暫存在中間交換結(jié)點，然后在線路不忙時轉(zhuǎn)發(fā)出去；然后在線路不忙時轉(zhuǎn)發(fā)出去； 通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機(jī)，它負(fù)責(zé)完通信子網(wǎng)中的結(jié)點是通信控制處理機(jī)，它負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯校驗、存儲、路選和轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯校驗、存儲、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。發(fā)功能。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式的優(yōu)點

46、中間結(jié)點可以存儲數(shù)據(jù)，多個數(shù)據(jù)單元共享通信中間結(jié)點可以存儲數(shù)據(jù)，多個數(shù)據(jù)單元共享通信信道，線路利用率高；信道，線路利用率高； 中間結(jié)點具有路選功能，可動態(tài)選擇最佳路徑；中間結(jié)點具有路選功能，可動態(tài)選擇最佳路徑； 可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率；可以平滑通信量，提高系統(tǒng)效率； 每個中間結(jié)點可進(jìn)行差錯檢查與糾錯，可以減少每個中間結(jié)點可進(jìn)行差錯檢查與糾錯，可以減少傳輸錯誤，提高系統(tǒng)可靠性；傳輸錯誤，提高系統(tǒng)可靠性； 可以對不同通信速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可以對可以對不同通信速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可以對不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換。不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技

47、術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分類存儲轉(zhuǎn)發(fā)的分類 報文（報文（messagemessage）與報文分組（）與報文分組（packetpacket）兩種：）兩種： 報文：一個完整的邏輯單元，數(shù)據(jù)長度不等；報文：一個完整的邏輯單元，數(shù)據(jù)長度不等； 報文分組：把較長的報文劃分成較短的、固定長報文分組：把較長的報文劃分成較短的、固定長度的數(shù)據(jù)段（又分度的數(shù)據(jù)段（又分?jǐn)?shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報和和虛電路虛電路）。）。 較短的分組出錯易檢錯，重發(fā)時間較少；較短的分組出錯易檢錯，重發(fā)時間較少； 公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)采用的是分組交換技術(shù)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)

48、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法報文和報文分組結(jié)構(gòu)報文和報文分組結(jié)構(gòu)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù)報文數(shù)據(jù)首部首部首部分組 1分組 2分組 3報文號目地址源地址報文首部計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）三種交換的比較三種交換的比較P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報報文文報報文文報報文文A B C D A B C DA B C D報文交換電路交換分組交換t連接連接建立建立數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送傳送報文報文P2P1連接連接釋放釋放計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法2.8.3 2.8.3 數(shù)據(jù)報方

49、式數(shù)據(jù)報方式（DatagramDatagram） 數(shù)據(jù)報是分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；數(shù)據(jù)報是分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式； 分組傳送時分組傳送時不需要預(yù)先不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立建立“線路連接線路連接”； 源主機(jī)所發(fā)送的每一個分組都可以獨立地選擇一源主機(jī)所發(fā)送的每一個分組都可以獨立地選擇一條傳輸路徑；條傳輸路徑； 每個分組在通信子網(wǎng)中可能通過不同的傳輸路徑每個分組在通信子網(wǎng)中可能通過不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。到達(dá)目的主機(jī)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）數(shù)據(jù)報的工作原理數(shù)據(jù)報的工作原理H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H H

50、1 1向向H H5 5發(fā)送分組發(fā)送分組H2H2向向H6H6發(fā)送分組發(fā)送分組路徑可能變化路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報）網(wǎng)絡(luò)為每個分組獨立地選擇路由。 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)報方式特點數(shù)據(jù)報方式特點 同一報文的不同分組可經(jīng)不同路徑傳輸；同一報文的不同分組可經(jīng)不同路徑傳輸； 同一報文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點時可能出現(xiàn)亂同一報文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點時可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象；序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象； 每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源每個分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；地址； 數(shù)據(jù)報方

51、式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通數(shù)據(jù)報方式報文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。信，不適用于長報文、會話式通信。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法2.8.4 2.8.4 虛電路方式虛電路方式（Virtual CircuitVirtual Circuit） 試圖將數(shù)據(jù)報與線路交換結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩試圖將數(shù)據(jù)報與線路交換結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果；種方法的優(yōu)點，以達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果； 分組發(fā)送前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏分組發(fā)送前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連

52、接的虛電路；輯連接的虛電路； 通信過程也分為以下三個階段：虛電路建立、數(shù)通信過程也分為以下三個階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸與虛電路釋放階段。據(jù)傳輸與虛電路釋放階段。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）虛電路的工作原理虛電路的工作原理H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)H1 要和要和 H5 通信通信H H1 1 先向先向 H H5 5 發(fā)一個特定格式的控制信息分組，要求進(jìn)發(fā)一個特定格式的控制信息分組，要求進(jìn)行通信，同時尋找一條合適路由。若行通信，同時尋找一條合適路由。若 H H5 5 同意通信就同意通信就發(fā)回響應(yīng)，然后雙方就建立了虛電路。發(fā)回響應(yīng)，然后

53、雙方就建立了虛電路。虛電路虛電路H1 向向 H5 發(fā)送的發(fā)送的所有分組都沿此所有分組都沿此虛電路傳送。虛電路傳送。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.8 數(shù)據(jù)交換方法數(shù)據(jù)交換方法虛電路的特點虛電路的特點 每次分組發(fā)送前，必須在每次分組發(fā)送前，必須在已有的已有的物理鏈路的發(fā)送、物理鏈路的發(fā)送、接收端之間建立一條邏輯連接；接收端之間建立一條邏輯連接； 一次通信的所有分組都通過該虛電路一次通信的所有分組都通過該虛電路順序順序傳送，傳送，分組不必帶目、源地址等輔助信息。分組到達(dá)目分組不必帶目、源地址等輔助信息。分組到達(dá)目的結(jié)點時不會丟失、重復(fù)與亂序；的結(jié)點時不會丟失、重

54、復(fù)與亂序； 分組通過虛電路上的每個結(jié)點時，結(jié)點只需要做分組通過虛電路上的每個結(jié)點時，結(jié)點只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇；差錯檢測，而不需要做路徑選擇； 一個結(jié)點可以和任何結(jié)點建立多條虛電路連接。一個結(jié)點可以和任何結(jié)點建立多條虛電路連接。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)教程（第三版）2.9 差錯控制方法差錯控制方法2.9.1 2.9.1 差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型 傳輸差錯是通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)傳輸差錯是通過通信信道后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象；據(jù)不一致的現(xiàn)象； 差錯控制是檢查是否出錯及如何糾錯；差錯控制是檢查是否出錯及如何糾錯； 通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲；通信信道的噪聲分為兩類：熱噪聲和沖擊噪聲； 由熱噪聲引起的差錯是隨機(jī)差錯，或隨機(jī)錯；由熱噪