總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱總線拓?fù)?，它是將網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備用一根總線(如同軸電纜等)掛接起來，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸是廣播式傳輸結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的所有的計(jì)算機(jī)，只有計(jì)算機(jī)地址與信號(hào)中的目的地址相匹配的計(jì)算機(jī)才能接收到。采取分布式訪問控制策略來協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的發(fā)送，如圖1.5所示。 圖1.5主要優(yōu)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)的插入、刪除比較方便，易于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。 設(shè)備少、造價(jià)低，安裝和使用方便。 具有較高的可靠性。因?yàn)閱蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)涉及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。主要缺點(diǎn) 故障診斷困難?？偩€型的網(wǎng)絡(luò)不是集中控制，故障診斷需要在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)站點(diǎn)上進(jìn)行； 故障隔離困難。當(dāng)節(jié)

2、點(diǎn)發(fā)生故障，隔離起來還比較方便，一旦傳輸介質(zhì)出現(xiàn)故障時(shí)，就需要將整個(gè)總線切斷； 易于發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，線路爭(zhēng)用現(xiàn)象比較嚴(yán)重。主要適用于家庭、宿舍等網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的場(chǎng)所。 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，并用單獨(dú)的線路使中央節(jié)點(diǎn)與其他各節(jié)點(diǎn)相連，相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)。 星型拓?fù)洳捎眉惺酵ㄐ趴刂撇呗裕械耐ㄐ啪芍醒牍?jié)點(diǎn)控制，中央節(jié)點(diǎn)必須建立和維持許多并行數(shù)據(jù)通路。 星型拓?fù)洳捎玫臄?shù)據(jù)交換方式主要有線路交換和報(bào)文交換兩種，線路交換更為普遍。 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展通常是采用增加中央節(jié)點(diǎn)的方式，將中央節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)起來，需要增加的節(jié)點(diǎn)再與新中央節(jié)點(diǎn)連接。1.主要優(yōu)點(diǎn) 易于故障的診斷與隔離。 易于網(wǎng)絡(luò)

3、的擴(kuò)展。 具有較高的可靠性。2.主要缺點(diǎn) 過分依賴中央節(jié)點(diǎn)。 組網(wǎng)費(fèi)用高。 布線比較困難。星型網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用最廣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌话愕膶W(xué)校、單位都采用這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建他們的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖1.6所示。圖1.6環(huán)型網(wǎng)絡(luò)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一些中繼器和連接中繼器的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路組成一個(gè)閉合環(huán)，計(jì)算機(jī)通過各中繼器接入這個(gè)環(huán)中，構(gòu)成環(huán)型拓?fù)涞挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位相等。環(huán)型拓?fù)渲械拿總€(gè)站點(diǎn)都是通過一個(gè)中繼器連接到網(wǎng)絡(luò)中的，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)以分組的形式發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)中的信息流是定向的，網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲也是確定的。1.主要優(yōu)點(diǎn) 數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高。 可以使用各種介質(zhì)。 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性好。2.主要缺點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展困難

4、。 網(wǎng)絡(luò)可靠性不高。 故障診斷困難。環(huán)型網(wǎng)平時(shí)用得比較少，主要用于跨越較大地理范圍的網(wǎng)絡(luò)，環(huán)型拓?fù)涓m合于網(wǎng)際網(wǎng)等超大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如圖1.7所示。 圖1.7 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu)是從星型結(jié)構(gòu)變化而來的，各節(jié)點(diǎn)按一定層次連接起來，形狀像一顆倒置的樹，最頂端只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在樹型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中有多個(gè)中心結(jié)點(diǎn)，形成一種分級(jí)管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，如圖1.8所示。 圖1.81.樹型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是 連接容易。 管理簡(jiǎn)單。 維護(hù)方便。 2.缺點(diǎn)是共享能力差?？煽啃缘汀８呤贮c(diǎn)撥除了以上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以外，還有網(wǎng)狀及混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 學(xué)習(xí)內(nèi)容網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)中各節(jié)點(diǎn)通過傳輸線相互連接起來，并且任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都至少與其他兩個(gè)節(jié)

5、點(diǎn)相連，所以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有較高的可靠性，但其實(shí)現(xiàn)起來費(fèi)用高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易管理和維護(hù)?；旌闲屯?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般來說，一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)都不是單一的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而是將多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合而成，充分發(fā)揮各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，這就是所謂的混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。課堂練習(xí) 用自己的語言描述拓?fù)涞母拍?，并舉例說明。 畫出總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 局域網(wǎng)局域網(wǎng)( Local Area Network，簡(jiǎn)稱 LAN) ，通常是由地理范圍在幾千米以內(nèi)的、采用單一或有限的傳輸介質(zhì)、按照某種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互連接起來的計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)，如圖1.8所示。圖1.8主要特點(diǎn)： 數(shù)據(jù)傳輸速率極高。 地理范圍有限。 誤碼率低

6、。 易維護(hù)。局域網(wǎng)分類：1.以太網(wǎng)以太網(wǎng)采用 CSMA/CD (帶沖突檢測(cè)的 載波偵聽多路訪問)介質(zhì)訪問控制方法，使用的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型，不適用于大型或忙碌的網(wǎng)絡(luò)。常見的以太網(wǎng)有四種類型： 10Base5 、 10Base2 、 10BaseT 、 10BaseF ，其傳輸介質(zhì)分別為粗纜、細(xì)纜、雙絞線和光纖。2. 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)執(zhí)行的是以太網(wǎng)的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，保留著傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特征。主要有兩種類型： 100BaseT 和 100BaseVG ， 100BaseT 采用了 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法， 100BaseVG 采用了新的介質(zhì)訪問方法：請(qǐng)求優(yōu)先。 快速以太網(wǎng)可以使用的傳輸

7、介質(zhì)為光纖和 5 類非屏蔽雙絞線。 3.千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)采用 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法，傳輸速率可達(dá) 1Gbps ，千兆以太網(wǎng)可以使用的傳輸介質(zhì)為光纖和 5 類非屏蔽雙絞線。4.ATMATM 是高速分組交換技術(shù)，其基本數(shù)據(jù)傳輸單元是信元，其速率可達(dá) 155 Mbps 。網(wǎng)絡(luò)中增加計(jì)算機(jī)的數(shù)量，傳輸速率也不會(huì)降低，必須使用光纖作為傳輸介質(zhì)，主要應(yīng)用于主干網(wǎng)上。5.FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI )使用基本令牌的環(huán)型體系結(jié)構(gòu)，以光纖為傳輸介質(zhì)，傳輸速率可達(dá) 100Mbps ，主要用于高速網(wǎng)絡(luò)主干，能夠滿足高頻寬信息的傳輸需求。城域網(wǎng)( Metropolitan Area Netwo

8、rk ，簡(jiǎn)稱 MAN) ，是一種大型的局域網(wǎng)，它一般覆蓋一個(gè)地區(qū)或城市，其傳輸速率通常在 10Mbps 以上，地域范圍可以從幾十千米到上百千米，一般采用 FDDI 技術(shù)和ATM 技術(shù)。 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)( Wide Area Network ，簡(jiǎn)稱 WAN) ，又稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)，是指處于一個(gè)相對(duì)廣泛區(qū)域內(nèi)的計(jì)算機(jī)及其他設(shè)備，通過公共電信設(shè)施相互連接，以實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享為目的的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖1.10所示。圖1.10典型的廣域網(wǎng)技術(shù)：(1) 公共交換電話網(wǎng) (PSTN)模擬撥號(hào)服務(wù)是基于標(biāo)準(zhǔn)電話線路的電路交換服務(wù)，主要用來作為連接遠(yuǎn)程站點(diǎn)的連接方法，比較典型的應(yīng)用有：用于遠(yuǎn)程站點(diǎn)和本地局域網(wǎng)之間互

9、連、用于遠(yuǎn)程用戶撥號(hào)上網(wǎng)及用作專用線路的備份線路。(2) 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) (ISDN)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)為用戶提供端到端的數(shù)字通信線路，傳輸速率高，達(dá)到 128 Kbp/s ，而且可以通過數(shù)字通道傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像信息。主要采用 2BD 通道接入。(3) 不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)ADSL是不對(duì)稱數(shù)字用戶線，它允許下行信息傳輸速率(從網(wǎng)絡(luò)到用戶設(shè)備)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上行信息傳輸速率(從用戶設(shè)備到網(wǎng)絡(luò))。 ADSL 支持的下行傳輸速率可以達(dá)到 1.5 8Mbp/s ，上行傳輸速率可達(dá)到 16 640Kbp/s 。 無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)是指通過無線手持終端或移動(dòng)終端、無線基站、無線網(wǎng)卡、無線路由等無線通信設(shè)備

10、經(jīng)無線傳輸介質(zhì)連接而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，如圖1.11所示。圖1.11無線網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)主要有兩種：無線電波和紅外線。無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式有擴(kuò)展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。使用擴(kuò)展頻譜方式通信時(shí)，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展至幾倍或幾十倍后再搬移至射頻，然后發(fā)射出去。在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜不做任何擴(kuò)展而被直接搬移至射頻然后發(fā)射出去。紅外線網(wǎng)絡(luò)采用小于 1 m 波長(zhǎng)的紅外線作為傳輸介質(zhì)，有較強(qiáng)的方向性，它采用低于可見光的部分作為傳輸介質(zhì)，因?yàn)榧t外信號(hào)要求視距傳輸，所以竊聽困難，對(duì)鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾，但是具有很高的背景噪聲，而且受日光、環(huán)境

11、照明的影響較大。無線網(wǎng)的特點(diǎn)： (1) 傳輸速率低(2) 視線問題(3) 通信盲點(diǎn) 課堂練習(xí) 用自己規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類。 局域網(wǎng)的分類是怎樣的？ 目前廣泛使用的廣域網(wǎng)技術(shù)主要有哪些？ 局域網(wǎng)的組成以下我們通過組建簡(jiǎn)單的共享式交換局域網(wǎng)來認(rèn)識(shí)一下組網(wǎng)的過程。1. 局域網(wǎng)的基本硬件主要有：服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)接口卡、集線器、傳輸介質(zhì)等。 (1) 服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)資源并起服務(wù)作用的計(jì)算機(jī)稱為服務(wù)器，如圖1.12所示。網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器主要有為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器等。圖1.12(2) 工作站連接到網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)就稱為工作站，如圖1.13所示。工作站可以分為有盤工作站與無盤

12、工作站。區(qū)別在于有沒有外存儲(chǔ)器。圖1.13(3) 網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡簡(jiǎn)稱網(wǎng)卡，又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器，它是計(jì)算機(jī)與傳輸介質(zhì)之間的物理接口，如圖1.14所示。它的主要作用是負(fù)責(zé)將發(fā)送給其他計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成能夠在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)發(fā)送出去，同時(shí)又要負(fù)責(zé)通過傳輸介質(zhì)接收信號(hào)，并且將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被計(jì)算機(jī)識(shí)別的數(shù)據(jù)。圖1.14(4) 集線器集線器也稱為集中器或集線中心，簡(jiǎn)稱 Hub，如圖1.15所示。集線器的主要作用是能夠?qū)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整形再生。是一個(gè)集中式、廣播式的中繼器設(shè)備。圖1.15(5) 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的介質(zhì)是用來連接計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與集線器等的媒介，如圖1.16所示。主要作用

13、是連接各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。圖1.162. 局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、工作站軟件、網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)管理軟件等組成。(1) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)運(yùn)行在服務(wù)器上，負(fù)責(zé)處理工作站的請(qǐng)求，控制網(wǎng)絡(luò)用戶可用的服務(wù)程序和設(shè)備，維持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。(2) 工作站軟件工作站軟件運(yùn)行在工作站上，處理工作站與網(wǎng)絡(luò)間的通信，與本地操作系統(tǒng)一起工作。(3) 網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序是網(wǎng)絡(luò)硬件專用的，一般隨網(wǎng)卡一起提供，工作站或服務(wù)器上的網(wǎng)卡必須經(jīng)過驅(qū)動(dòng)才能正常工作。(4) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是專門為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行而設(shè)計(jì)的，網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用程序允許多個(gè)用戶在同一時(shí)刻訪問、操作、使

14、用，它是網(wǎng)絡(luò)文件資源共享的基礎(chǔ)。(5) 網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)上的活動(dòng)并收集網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，并能根據(jù)數(shù)據(jù)提供的信息來微調(diào)和改善網(wǎng)絡(luò)性能。 局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)常見的只有兩類：工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)和對(duì)等網(wǎng)。(1) 工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)。 工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中至少有一臺(tái)以上的專用服務(wù)器用來管理網(wǎng)絡(luò)，控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，為網(wǎng)絡(luò)上的用戶提供共享資源，而其他的計(jì)算機(jī)作為工作站并通過服務(wù)器來訪問網(wǎng)絡(luò)上的共享資源，如圖1.17(a)所示。圖1.17(a) 主要特點(diǎn)如下：網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定、信息管理比較安全、用戶擴(kuò)展方便，易于升級(jí)，可以有效地利用各工作站的資源、服務(wù)器負(fù)擔(dān)小、網(wǎng)絡(luò)工作效率高。

15、工作站的管理比較困難、組網(wǎng)成本較高，不適用于家庭。 對(duì)等網(wǎng)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)地位平等，是對(duì)等實(shí)體，既可以為別的計(jì)算機(jī)提供服務(wù)，也可以享用其他計(jì)算機(jī)提供的服務(wù)，如圖1.17(b)所示。圖1.17(b)主要特點(diǎn)如下： 組建和維護(hù)容易、成本較低、使用起來也比較簡(jiǎn)單。 數(shù)據(jù)保密性比較差、文件存儲(chǔ)分散、不易于升級(jí)。適用于家庭、宿舍組網(wǎng)使用。高手點(diǎn)撥如果與計(jì)算機(jī)的組成互相比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多的相似點(diǎn)。如同樣由軟、硬件系統(tǒng)組成。所以采用對(duì)比法不失為一個(gè)好方法。課堂練習(xí) 家庭組網(wǎng)需要的硬件主要有哪些？需要安裝的軟件呢？ 簡(jiǎn)要敘述基于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。 談一談你們通過因特網(wǎng)查找的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織有哪些？主要從

16、事哪些方面標(biāo)準(zhǔn)的制定？ 信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)和信道1. 信息、數(shù)據(jù)、信號(hào)和信道 數(shù)據(jù)是包含有一定內(nèi)容的物理符號(hào)，是傳送信息的載體。信息是指數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表示形式或向人們提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界事實(shí)的知識(shí)，它不隨載荷符號(hào)形式的不同而改變。數(shù)據(jù)是信息傳送的形式，信息是數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)涵。信號(hào)是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其他編碼。信號(hào)可以分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ溃ㄍㄐ旁O(shè)備和傳輸媒體。信道按傳輸信號(hào)的形式可以分為模擬信道和數(shù)字信道。模擬信道用于傳輸模擬信號(hào)，數(shù)字信道用于傳輸數(shù)字信號(hào)，如圖2.1所示。圖2.12. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù) 模擬數(shù)據(jù)是指在某個(gè)區(qū)間產(chǎn)生的連續(xù)值，如，聲音、視頻、溫度、壓

17、力。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是有限個(gè)離散值，如字符串、整數(shù)數(shù)列。模擬信號(hào)是在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號(hào)，是一種連續(xù)變化的電信號(hào)，它可以不同頻率在介質(zhì)上傳輸，如圖2.2(a)所示。數(shù)字信號(hào)是一種離散的脈沖序列，它的取值是有限個(gè)數(shù)，它以恒定的正電壓 / 負(fù)電壓或正電壓 /0 電壓，表示“ 1 ”、“ 0 ”，可以用不同的位速率在介質(zhì)上傳輸，如圖2.2(b)所示。圖2.2數(shù)據(jù)通信模型通信系統(tǒng)的基本作用是在發(fā)送方 ( 信源 ) 和接收方 ( 信宿 ) 之間傳遞和交換信息。根據(jù)通信系統(tǒng)是利用模擬信號(hào)還是數(shù)字信號(hào)來傳遞消息，通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)利用模擬信號(hào)來傳遞信息，如現(xiàn)在廣泛使用的

18、電話、廣播和電視。系統(tǒng)一般由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信宿以及噪聲源組成，如圖2.3所示。 圖2.3數(shù)字通信系統(tǒng)利用數(shù)字信號(hào)來傳遞信息，如計(jì)算機(jī)通信，數(shù)字電話、數(shù)字電視等。數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、信源編碼器、信道編碼器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信道譯碼器、信源譯碼器以及發(fā)送端和接收端時(shí)鐘同步組成，如圖2.4所示。圖2.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 帶寬：信號(hào)在通信線路上傳輸時(shí)最高頻率與最低頻率之差叫信號(hào)的頻帶寬度，簡(jiǎn)稱帶寬或稱為通頻帶。數(shù)字信號(hào)帶寬與脈沖寬度成反比。 信道容量：即單位時(shí)間內(nèi)最大可傳輸信息的位數(shù)，是信道傳輸信息的最大能力的指標(biāo)。無噪聲理想信道容量與信道的帶寬的關(guān)系如下： 其中：C 為

19、信道容量， H 為信道帶寬 ( 信道能夠傳輸信號(hào)的最大頻率范圍 ) ， N 為傳輸時(shí)為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。本公式也稱為奈奎斯特公式或無噪信道傳輸能力公式。 對(duì)有噪聲的實(shí)際信道，其關(guān)系如下： 其中： S/N為接收端的信噪比。本公式也稱為香農(nóng)公式。 位速率：位速率也稱信號(hào)速率，常用S 表示，位速率是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，它用單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位數(shù)來表示，其單位為位每秒(bps)。 波特率 波特率也稱調(diào)制速率，也稱碼元速率。位速率和波特率之間有如下關(guān)系： 其中： N 是一個(gè)脈沖信號(hào)所表示的有效狀態(tài)，在二進(jìn)制方式中，N=2，故 S=B。即數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率相等。 誤碼率：誤碼率指

20、信息傳輸?shù)腻e(cuò)誤率，是衡量傳輸系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。誤碼率以在接收的碼元中的錯(cuò)誤碼元占總傳輸碼元的比例來衡量，通常應(yīng)低于 。 課堂練習(xí) 試舉例說明數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別。 舉例說明模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 試用撥號(hào)上網(wǎng)說明模擬通信系統(tǒng)模型。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？ 數(shù)據(jù)傳輸過程1.數(shù)據(jù)傳輸兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸首先需要將信息用二進(jìn)制代碼來表示，其次還要將二進(jìn)制代碼以一定的信號(hào)形式 ( 如電壓、電流、脈沖等 ) 來表示，然后將信號(hào)經(jīng)由信道進(jìn)行傳輸，到達(dá)接收方后，再根據(jù)這些信號(hào)恢復(fù)為代碼，從而得到發(fā)送端的信息，如圖2.5所示。圖2.52. 幾個(gè)概念 模擬通信：模擬信號(hào)通過模擬信道進(jìn)行傳輸。 數(shù)字通信：

21、模擬信號(hào)通過數(shù)字信道進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)通信：是專指信源和信宿中數(shù)據(jù)的形式是數(shù)字的，而不論是通過數(shù)字信道傳輸還是模擬信道傳輸。3. 優(yōu)點(diǎn) (1) 抗干擾能力強(qiáng)(2) 適合遠(yuǎn)距離傳輸(3) 安全保密性好(4) 適合多媒體信息傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸數(shù)據(jù)傳輸方式依其數(shù)據(jù)在傳輸線上原樣不變地傳輸還是調(diào)制變樣后再傳輸，可以分為基帶傳輸和寬帶傳輸兩大類。1. 基帶信號(hào)與基帶傳輸 二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號(hào)稱為基帶信號(hào)?；鶐鬏斒菍?shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)加到電纜上進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)傳輸方式。2. 寬帶信號(hào)與寬帶傳輸寬帶信號(hào)是將多組基帶信號(hào)分別調(diào)制不同頻率的載波，并由這些載波分別占用不同頻段的調(diào)制載波組成。寬帶傳輸是將數(shù)據(jù)加載

22、到載波信號(hào)上進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)傳輸方式。基帶傳輸和寬帶傳輸最重要的區(qū)別在于：基帶傳輸采用的是“直接控制信號(hào)狀態(tài)”的傳輸方式，而寬帶傳輸采用的是“控制載波信號(hào)狀態(tài)”的傳輸技術(shù)。 并行傳輸和串行傳輸依據(jù)傳輸線數(shù)目的多少，可以將數(shù)據(jù)傳輸方式分為：并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸用于短距離、高速率的通信，串行傳輸用于長(zhǎng)距離、低速率的通信。1. 并行傳輸并行傳輸是指數(shù)字信號(hào)以成組的方式在多個(gè)并行信道上傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳送與接收，每個(gè)比特使用單獨(dú)的一條線路。并行傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)在于傳送速率高，發(fā)收雙方相互之間不存在字符同步的問題，缺點(diǎn)是需要多個(gè)并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會(huì)影響傳輸

23、質(zhì)量，不適于做較長(zhǎng)距離的通信，主要用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部或同一系統(tǒng)設(shè)備間的通信。如計(jì)算機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，如圖2.6所示。 圖2.62. 串行傳輸串行傳輸就是將比特流逐位在一條信道上傳送。需要解決收發(fā)雙方如何保持碼組或字符同步的問題。相對(duì)于并行傳輸，串行傳輸?shù)男实停瑐鬏斔俾事?，但由于只有一條信道，減少了設(shè)備的成本，且易于實(shí)現(xiàn)與維護(hù)。計(jì)算機(jī)與 Modem 之間的通信就是串行傳輸，如圖2.7所示。圖2.7單工、半雙工和全雙工1. 單工通信單工通信是指在兩個(gè)通信設(shè)備間，信息只能沿著一個(gè)方向被傳輸。采用單工通信時(shí)，在通信設(shè)備雙方中，一方為發(fā)送設(shè)備，另一方為接收設(shè)備。廣播和電視節(jié)目的傳送以及尋呼系統(tǒng)都屬

24、于單工通信的例子，如圖2.8所示。圖2.82. 半雙工通信半雙工通信是指兩個(gè)通信設(shè)備間的信息交換可以雙向進(jìn)行，但不能同時(shí)進(jìn)行。也就是說，在同一時(shí)間內(nèi)僅能使信息在一個(gè)方向上傳輸，如圖2.9所示。 圖2.93. 全雙工通信全雙工通信是指兩個(gè)通信設(shè)備間可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)方向上的信息傳輸。兩個(gè)通信應(yīng)同時(shí)具有發(fā)射和接收的功能，與通信站相接的傳輸設(shè)備和傳輸控制協(xié)議必須提供全雙工的工作方式，同是還應(yīng)對(duì)緩存器作特殊的考慮，如想進(jìn)行同時(shí)讀寫就要求緩存中也能同時(shí)釋放和分配存儲(chǔ)器等，如圖2.10所示。圖2.10異步傳輸和同步傳輸1. 異步傳輸異步傳輸方式又稱為起止式同步方式，它是以字符為單位進(jìn)行同步的，且每一字符的起

25、始時(shí)刻可以為任意。數(shù)據(jù)格式如圖2.11所示。圖2.112. 同步傳輸同步傳輸方式是以固定的時(shí)鐘節(jié)拍來連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號(hào)的一種方法。其數(shù)據(jù)格式如圖2.12所示。圖2.12多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)是使多路數(shù)據(jù)信號(hào)共同使用一條線路進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。(1) 頻分多路復(fù)用技術(shù) (FDM)頻分多路復(fù)用將信道的可用帶寬劃分為若干個(gè)小頻帶，每個(gè)小頻帶傳送一路信號(hào)，形成一個(gè)子信道，如圖2.13所示。頻分多路復(fù)用常用于模擬信號(hào)的傳輸，如圖2.14所示。圖2.13圖2.14(2) 時(shí)分多路復(fù)用技術(shù) (TDM)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)是將通信信道傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間劃分為若干個(gè)時(shí)間段，每一路信號(hào)占用一個(gè)時(shí)間段，在其占用的一段時(shí)間內(nèi)

26、，信號(hào)獨(dú)自使用信道的全部帶寬。時(shí)分多路復(fù)用通常用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳送，也可用于模擬信號(hào)的傳送。時(shí)分多路復(fù)用在任一時(shí)刻，只傳送一種信號(hào)，多路信號(hào)分時(shí)地在信道中傳送，如圖2.15所示。圖2.15(3) 波分復(fù)用技術(shù) (WDM)波分復(fù)用是把光波波長(zhǎng)分割復(fù)用，在一根光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)?；驹硎窃诎l(fā)送端將不同的光信號(hào)組合起來，也即是復(fù)用過程；耦合到光線線路上用一根光纖進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)區(qū)分開來，即完成解復(fù)用過程，再通過進(jìn)一步處理恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。課堂練習(xí) 舉例說明單工通信、半雙工通信和全雙工通信。 異步傳輸和同步傳輸數(shù)據(jù)格式上的主要區(qū)別是什么？ 簡(jiǎn)述 3

27、種復(fù)用技術(shù)的主要工作原理。 電路交換電路交換的原理 電路交換過程主要有3個(gè)階段：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路拆除。電路建立在傳輸數(shù)據(jù)之前，先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。數(shù)據(jù)傳輸電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從源站發(fā)往目的站，電路連接是全雙工的，數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向傳輸。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的連接必須始終保持連接狀態(tài)。電路拆除數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后逐節(jié)拆除到對(duì)方的節(jié)點(diǎn)鏈路，將電路的使用權(quán)交還給網(wǎng)絡(luò)，以供其他用戶使用。電路交換的特點(diǎn)電路交換方式的特征是在整個(gè)連接路徑中均采用物理連接。優(yōu)點(diǎn)：信息傳輸時(shí)延?。浑娐肥峭该鞯?；信息傳送的吞吐量大。缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)資源利用率較低；數(shù)據(jù)通信的效

28、率較低；通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式 、同步方式、通信規(guī)程等要完全兼容，不同速率和不同通信協(xié)議之間的用戶不能通信。適用范圍電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以用于公用交換網(wǎng)，即電話網(wǎng)，以及專線方式，如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDN 。電路交換適用于信息量大的場(chǎng)合。 報(bào)文交換報(bào)文交換也稱為包交換，它將用戶的一個(gè)報(bào)文分成若干個(gè)報(bào)文組，以報(bào)文組為單位采用“存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā)”交換方式進(jìn)行通信。報(bào)文交換的工作原理報(bào)文交換采用存儲(chǔ) 轉(zhuǎn)發(fā)原理，即交換機(jī)把來自用戶的報(bào)文先暫時(shí)存放在節(jié)點(diǎn)機(jī)內(nèi)排隊(duì)等候，網(wǎng)絡(luò)上鏈路空閑時(shí)就轉(zhuǎn)發(fā)出去至下一節(jié)點(diǎn)，報(bào)文在下一節(jié)點(diǎn)再存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，直到到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。信息是以報(bào)文為單位傳輸?shù)?，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有信息處理、存

29、儲(chǔ)和路由選擇的功能。報(bào)文交換的特點(diǎn)報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)是：報(bào)文交換過程沒有電路接續(xù)，可以采用多路復(fù)用，提高線路的利用率；用戶不需要叫通對(duì)方就可以發(fā)送報(bào)文；容易實(shí)現(xiàn)不同類型的終端之間的通信。報(bào)文交換的缺點(diǎn)是：數(shù)據(jù)時(shí)延較大，不利于實(shí)時(shí)通信；要求交換機(jī)有高速處理能力及大的存儲(chǔ)容量，增加了設(shè)備的開支。分組交換分組交換采用了“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”的方式，同時(shí)把報(bào)文分割成若干較短的、按一定格式組成的分組進(jìn)行交換和傳輸。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報(bào)分組交換兩種，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。虛電路分組交換虛電路分組交換在傳送數(shù)據(jù)前必須在發(fā)送端和接收端之間建立一條邏輯連接，數(shù)據(jù)按照事先建好的路徑順序傳輸。傳送數(shù)

30、據(jù)量較大時(shí)，通常采用虛電路方式。數(shù)據(jù)報(bào)分組交換數(shù)據(jù)報(bào)分組中每個(gè)分組的大小有嚴(yán)格的限制，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息。各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同，各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地的順序可能不同，有的數(shù)據(jù)報(bào)會(huì)丟失。分組交換的特點(diǎn)分組交換采用“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”方式，不獨(dú)占信道；信息傳輸時(shí)延較?。粸椴煌ㄐ乓?guī)程的數(shù)據(jù)終端間能相互通信提供了會(huì)話環(huán)境；可靠性高。分組交換的技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，軟件及硬件結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)附加的信息較多。分組交換主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)終端連網(wǎng)。課堂練習(xí) 簡(jiǎn)要敘述電路交換的過程。 報(bào)文交換的特點(diǎn)是什么？ 分組交換有幾種技術(shù)？簡(jiǎn)要敘述其特點(diǎn)。 差錯(cuò)控制機(jī)制在計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，在實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸過程中

31、不可避免地會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，需要在數(shù)據(jù)傳輸中引入差錯(cuò)控制技術(shù)。1.差錯(cuò)與差錯(cuò)控制差錯(cuò)也稱為傳輸差錯(cuò)，是指數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于外界因素或線路本身的電器特性，使接收端接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致。差錯(cuò)控制是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中，使用必要的技術(shù)或方法，發(fā)現(xiàn)或糾正數(shù)據(jù)傳輸中的差錯(cuò)，把差錯(cuò)限制在盡可能小的范圍內(nèi)的控制技術(shù)。2.噪聲種類傳輸差錯(cuò)一般是由噪聲引起的，噪聲主要有兩類：一類是熱噪聲，是電子在傳輸介質(zhì)導(dǎo)體中作高速雜亂運(yùn)行，產(chǎn)生的一種寬頻背景噪聲，是隨機(jī)的噪聲；另一類沖擊噪聲，是由外界電磁干擾引起的，沖擊噪聲比熱噪聲幅度大，是引起傳輸差錯(cuò)的主要原因。3.差錯(cuò)控制方法 檢錯(cuò)法：是在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加冗余位，使接收方知道有差錯(cuò)發(fā)生，但不知道是什么樣的差