西南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合PPT

第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.1.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和演變過(guò)程經(jīng)歷了三個(gè)階段：

具有遠(yuǎn)程通信功能的單機(jī)系統(tǒng)為第一階段，這一階段已具備了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形(Desktop

Computing)；

具有遠(yuǎn)程通信功能的多機(jī)系統(tǒng)為第二階段，這一階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)屬于面向終端的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)(WorkgroupComputing)

；

以資源共享為目的的計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為第三階段，這一階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)才是今天意義上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(NetworkComputing)

。

MP網(wǎng)絡(luò)

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1．具有遠(yuǎn)程通信功能的單機(jī)系統(tǒng)

圖1-1

具有遠(yuǎn)程通信功能的單機(jī)系統(tǒng)

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2．具有遠(yuǎn)程通信功能的多機(jī)系統(tǒng)

圖1-2

具有遠(yuǎn)程通信功能的多機(jī)系統(tǒng)

返回本節(jié)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論3．具有統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)、國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的計(jì)算

機(jī)網(wǎng)絡(luò)

圖1-3

計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

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4．MP網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)MP－media

protocol，1998年，美籍華人高漢中（MPI公司）

–

三網(wǎng)合一

MPnet

–

60/100Mbps對(duì)稱(chēng)上下行傳送第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.1.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展

1969年美國(guó)國(guó)防部研究計(jì)劃局（ARPA）主持研制的ARPAnet計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)投入運(yùn)行，引發(fā)了世界各地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展。

70年代中期出現(xiàn)局域網(wǎng)。

80年代局域網(wǎng)的到迅猛發(fā)展，并形成了相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)參考模型。返回本節(jié)

組成中心計(jì)算機(jī)加若干個(gè)終端設(shè)備通信子網(wǎng)和宿主機(jī)

時(shí)間50年代初69年12月74年93年

名稱(chēng)半自動(dòng)地面防空系統(tǒng)遠(yuǎn)程分組交換網(wǎng)TCP/IP參考模型“信息高速公路”

英文縮寫(xiě)SAGEARPANET

特點(diǎn)“終端-通信線路-終端”類(lèi)型，形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。采用“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式”的分組交換網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)興起的標(biāo)志。事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.1.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)社會(huì)信息化發(fā)展的影響1．管理信息化2．企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化3．商貿(mào)電子化4．公眾生活服務(wù)信息化5．軍事指揮自動(dòng)化6．網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作7．教育現(xiàn)代化8．政府上網(wǎng)和電子政府9．網(wǎng)絡(luò)安全

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1.1.4

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

1.

分布式計(jì)算模式方向發(fā)展

2.

提供綜合服務(wù)方向發(fā)展

3.

開(kāi)放性方向發(fā)展

4.

多媒體網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展

5.

高效、安全的網(wǎng)絡(luò)管理方向發(fā)展

6.

智能化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展

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1.1.5

我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展我國(guó)加入Internet1994年4月1．我國(guó)公用網(wǎng)的初步建立2．大型國(guó)有企業(yè)、機(jī)關(guān)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立3．中小型企業(yè)、機(jī)關(guān)局域網(wǎng)的建立4．我國(guó)“三金”工程的建成5．政府上網(wǎng)工程（電子政務(wù)）第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論中國(guó)Internet

概況CASNET

中國(guó)科技網(wǎng)CHINAGBN

中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)中科院系統(tǒng)的12

個(gè)分院和123個(gè)

研究所(95年)中國(guó)公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)，即原國(guó)家教委94年12月組織清華、

北大等高校承建CERNET

中國(guó)教育網(wǎng)

CHINANET

中國(guó)電信

網(wǎng)

163、169UNINET

中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)

中國(guó)國(guó)家公用經(jīng)濟(jì)信息通信網(wǎng)（金橋網(wǎng)）中國(guó)聯(lián)通公司

2000年返回本節(jié)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義與組成1.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義2.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成4.

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

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1.2.1

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義

何為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(computer

network)？

多臺(tái)自主計(jì)算機(jī)互聯(lián)在一起，提供數(shù)據(jù)交換和資源共享的系統(tǒng)就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

自主計(jì)算機(jī)(autonomous

computer)：

一臺(tái)具備部分資源；啟動(dòng)、關(guān)閉、運(yùn)行不受其它計(jì)算機(jī)控制，同時(shí)它也不能強(qiáng)行啟動(dòng)、停止和控制另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行的計(jì)算機(jī)。互聯(lián)(interconnected)：

如果兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠互相交換信息，則稱(chēng)為互聯(lián)。

一臺(tái)主控機(jī)和多臺(tái)從屬機(jī)的系統(tǒng)；以及一臺(tái)帶有遠(yuǎn)程終端和打印機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都不是網(wǎng)絡(luò)。

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1.2.2

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分布式系統(tǒng)(distributed

system)

多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)在一起，但它們的存在對(duì)用戶(hù)是透明的，當(dāng)用

戶(hù)下達(dá)指令執(zhí)行某個(gè)程序時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索所有的輸入文件，然

后選擇合適的處理器進(jìn)行處理，并將結(jié)果放到合適的地方，這樣的

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是分布式系統(tǒng)。

分布式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是建立在網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)，它與網(wǎng)

絡(luò)的區(qū)別取決于軟件（主要是操作系統(tǒng)），而不是硬件；

雖然分布式系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都要進(jìn)行文件傳送，但傳送的發(fā)

起者是不同的，是人？還是系統(tǒng)？。

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1．從計(jì)算機(jī)內(nèi)部分布處理結(jié)構(gòu)到分布式處理網(wǎng)絡(luò)分布處理是指分布的多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)分工協(xié)同地完成某一任務(wù)，其目的是為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的整體特性。計(jì)算機(jī)簇（Cluster）式結(jié)構(gòu)可以說(shuō)是介于外圍多機(jī)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)之間的一種分布處理系統(tǒng)，它一般不再具有外圍多機(jī)系統(tǒng)那種以主機(jī)為中心、其他計(jì)算機(jī)為外圍的主從關(guān)系，而更接近計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。把大量獨(dú)立自治的計(jì)算機(jī)互連起來(lái)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其分布處理能力與多機(jī)系統(tǒng)及Cluster簇結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相比，有一個(gè)重要的本質(zhì)性變化和發(fā)展，這就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地理上分布的廣闊性帶來(lái)的分布處理的社會(huì)性。

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2．從并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，要做的主要工作是在每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)上擴(kuò)充一個(gè)全局的分布式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)外殼，它的主要功能是

：（1）提供網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)使用分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口，接收網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提交給分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)。（2）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信掌握全網(wǎng)各計(jì)算機(jī)CPU的忙閑情況及其他資源占用情況。（3）把用戶(hù)任務(wù)劃分為可并行的子任務(wù)，根據(jù)各計(jì)算機(jī)CPU的忙閑情況調(diào)度分配給網(wǎng)絡(luò)中可用的計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行處理。（4）協(xié)調(diào)各計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果，進(jìn)行必要處理后返回給用戶(hù)。

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1.2.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理設(shè)備

DTE

）節(jié)點(diǎn)信道網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和協(xié)議軟件計(jì)算機(jī)、終端路由器……

數(shù)據(jù)通信設(shè)備

DCE

）

集線器、交換機(jī)、有線

電話線、雙絞線、同軸電纜、光纖……無(wú)線

無(wú)線電、微波、紅外線……實(shí)現(xiàn)資源共享，管理資源和用戶(hù)等實(shí)現(xiàn)工作站間的通信通過(guò)協(xié)議程序?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能

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概念解釋一1．節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)（Node）：可分為訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)兩類(lèi)。

2．線路在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間承載信息流的信道稱(chēng)為線路（Line）。線路可以是采用電話線、電纜、光纖等有線信道，也可以是無(wú)線電信道。3．鏈路鏈路（Link）是指從發(fā)信點(diǎn)到收信點(diǎn)（即從信源到信宿）的一串節(jié)點(diǎn)和線路。鏈路通信是指端到端的通信。第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

概念解釋二1.實(shí)體（Entities）是指能發(fā)送和接受信息的任何東西，包括計(jì)算機(jī)、終端、應(yīng)用軟件、通信進(jìn)程等。2.協(xié)議（Protocol）通信雙方必須遵循的規(guī)則.主要由語(yǔ)義（Semantics）、語(yǔ)法（Syntax）和時(shí)序（Timing）三部分組成，分別規(guī)定了通信雙方準(zhǔn)備“講什么”、“如何講”及正確通信的保證。第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.2.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能

根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義，我們可以明確它的主要功能在于：

1.進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸

2.完成資源共享

3.實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算

數(shù)據(jù)傳輸是后兩者的基礎(chǔ)；沒(méi)有后兩者作為目標(biāo)，則數(shù)據(jù)傳輸也就失去了意義。第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.3

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)常見(jiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)方法見(jiàn)下表

分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)傳播方式／傳輸技術(shù)規(guī)模、距離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功能交換方式／交換技術(shù)傳輸帶寬傳輸介質(zhì)傳輸速率使用范圍控制方式服務(wù)對(duì)象／網(wǎng)絡(luò)環(huán)境工作機(jī)制／網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

類(lèi)

型廣播網(wǎng)、點(diǎn)一點(diǎn)網(wǎng)、非廣播多路訪問(wèn)網(wǎng)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)星型網(wǎng)、總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、樹(shù)型網(wǎng)、全網(wǎng)狀網(wǎng)、部分網(wǎng)狀網(wǎng)、蜂窩狀網(wǎng)（無(wú)線）資源子網(wǎng)、通信子網(wǎng)共享式網(wǎng)、交換式網(wǎng)(線路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、混合交換網(wǎng)、信元交換網(wǎng))窄帶網(wǎng)、寬帶網(wǎng)、超寬帶網(wǎng)有線網(wǎng)(同軸電纜網(wǎng)、雙絞線網(wǎng)、光纖網(wǎng))、無(wú)線網(wǎng)(微波網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng))低速網(wǎng)、中速網(wǎng)、高速網(wǎng)或l0Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s、10000Mbit/s網(wǎng)公用網(wǎng)、專(zhuān)用網(wǎng)集中式網(wǎng)、分布式網(wǎng)部門(mén)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)或工作組網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和全局廣域網(wǎng)以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)、ATM網(wǎng)第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

?按傳播方式／傳輸技術(shù)分類(lèi)1.

廣播網(wǎng)：所有計(jì)算機(jī)共享一條通信信道，

任何一臺(tái)機(jī)器發(fā)出的消息能被所有其他

機(jī)器接收到。2.

點(diǎn)—點(diǎn)網(wǎng)：一條通信線路連接兩臺(tái)設(shè)備，

直接的數(shù)據(jù)交換只能發(fā)生在直連的兩臺(tái)

機(jī)器間。WANINTERNET第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)是世界上最大的。

?按規(guī)模、距離分類(lèi)局域網(wǎng)LAN（local

area

network）幾公里地域內(nèi)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是：覆蓋范圍小，傳送速率快，通常采用廣播式傳送技術(shù)，一般使用總線型、星型、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

城域網(wǎng)MAN（metropolitan

area

network）

基本上是一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術(shù)。MAN支持?jǐn)?shù)據(jù)和聲音，也可能涉及到有線電視網(wǎng)；MAN也有一個(gè)基于“分布式隊(duì)列雙總線DQDB（distributed

queue

dual

bus）”標(biāo)準(zhǔn)。廣域網(wǎng)WAN（wide

area

network）

其覆蓋范圍最大，它由多個(gè)不同規(guī)模的LAN和MAN，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)

連接起來(lái)，可以跨越若干國(guó)家或洲。是處于同一建筑、同一校園或方圓第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論樹(shù)型TREE

?按拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類(lèi)星型STAR

總線型BUS

網(wǎng)狀型

環(huán)型RING第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論?按功能分類(lèi)?資源子網(wǎng)

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、向網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)提供各種網(wǎng)絡(luò)資源及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。由主計(jì)算機(jī)、終端、通信控制設(shè)備、連網(wǎng)外設(shè)、各種軟件資源等組成。?通信子網(wǎng)

負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

①

兩種類(lèi)型的通信子網(wǎng)。

（A）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信子網(wǎng)

（B）

廣播式通信子網(wǎng)

②

通信子網(wǎng)的三種組織形式。

（A）結(jié)合型

（B）專(zhuān)用型

（C）公用型：

③

節(jié)點(diǎn)處理機(jī)。

（A）網(wǎng)絡(luò)接口功能

（B）

存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)功能

（C）網(wǎng)絡(luò)控制功能：

④

通信線路。第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論?按主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的地位分類(lèi)1.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（peer

to

peer

network）每臺(tái)計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的地位相同，既可作為服務(wù)器（服務(wù)或資源提供者），又可作為工作站（服務(wù)或資源的接受者）。2.基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中有固定的計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，其它計(jì)算機(jī)則作為客戶(hù)機(jī)在服務(wù)器的支持下，完成數(shù)據(jù)的處理和程序執(zhí)行。第1章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論

1.4

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)（1）文件服務(wù)文件共享（鎖定與保密）傳送與遷移同步更新（2）打印服務(wù)（3）應(yīng)用服務(wù)（4）數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)

（5）集中式與分布式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概論THANK

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束放映第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

第2章

數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2.12.22.32.42.52.62.7概述數(shù)據(jù)調(diào)制與編碼多路復(fù)用技術(shù)異步與同步通信數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)差錯(cuò)控制與校驗(yàn)信息交換技術(shù)返回主菜單第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1

概述2.1.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1.2

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1.1

數(shù)據(jù)通信的基本概念1．信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)2．電信號(hào)傳輸?shù)幕痉绞?．?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)1．信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)(1)信息（Information）是客觀事物屬性和相互聯(lián)系特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)數(shù)據(jù)（Data）一般可以理解為“信息的數(shù)字化形式”或“數(shù)字化的信息形式”。狹義的“數(shù)據(jù)”通常是指具有一定數(shù)字特性的信息，如統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算機(jī)中區(qū)別于程序的計(jì)算數(shù)據(jù)等。但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼。(3)信號(hào)（Signal）簡(jiǎn)單地講就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。在通信系統(tǒng)中我們常常使用的電信號(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)、載波信號(hào)、脈沖信號(hào)、調(diào)制信號(hào)等術(shù)語(yǔ)就是指攜帶某種信息的具有不同形式或特性的傳輸介質(zhì)。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2．電信號(hào)傳輸?shù)幕痉绞?.

在電信號(hào)的傳輸中可以用兩種基本方式進(jìn)行：(1)一種為模擬傳輸方式(2)一種為數(shù)字傳輸方式2.

模擬方式追求的是波形保持不變即保真，如電話通信中的語(yǔ)音傳輸。其特點(diǎn)是：（1）缺點(diǎn)：波形容易失真（干擾、衰減、……）；（2）優(yōu)點(diǎn)：模擬信號(hào)頻帶較窄，只占用了線路的部分帶寬，更多的頻帶可供頻分復(fù)用。3.

數(shù)字通信方式傳輸?shù)氖请娖骄幋a。其特點(diǎn)是：（1）優(yōu)點(diǎn)：各電平電位間電壓差較大，易于保持性質(zhì)不變。比模擬信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng)；（2）缺點(diǎn)：數(shù)字脈沖的帶寬很寬，對(duì)線路的要求嚴(yán)格，且占用了線路的全部帶寬資源。兩種信號(hào)在傳輸中有什么特點(diǎn)？為什第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)?

容量?

帶寬?

傳輸率?

波特率碼元S=B(log2N)?

誤碼率(差錯(cuò)率)?

吞吐量第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)3．?dāng)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型上圖為單向通信系統(tǒng)，從通信的雙方信息交互的方式來(lái)看，可以有以下三種基本方式：（1）單向通信。又稱(chēng)單工通信，即只能有一個(gè)方向的通信，而沒(méi)有反方向的交互。無(wú)線電廣播或有線電廣播以及電視廣播就屬于這種類(lèi)型。（2）雙向交替通信。又稱(chēng)半雙工通信，即通信雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送（或同時(shí)接收），這種通信方式是一方發(fā)送另一方接收。（3）雙向同時(shí)通信。又稱(chēng)全雙工通信，即通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。（1）接口規(guī)范（2）同步（3）傳輸系統(tǒng)利用率（4）差錯(cuò)檢測(cè)和校驗(yàn)（5）災(zāi)難恢復(fù)（6）尋址和路由（7）網(wǎng)絡(luò)安全（8）網(wǎng)絡(luò)管理返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

通信系統(tǒng)實(shí)例

上圖是通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，工作站通過(guò)公共電話網(wǎng)PSTN與一個(gè)服務(wù)

器進(jìn)行通信。在此模型中，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)要完成的一系列關(guān)鍵任務(wù)為：第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.1.2

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo)1．模擬通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)（1）有效性（2）可靠性2．?dāng)?shù)字通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)（1）傳輸速率（2）差錯(cuò)率返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.2

數(shù)據(jù)調(diào)制與編碼2.2.1

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼2.2.2

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼2.2.3

模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.2.1

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

數(shù)字通信系統(tǒng)的任務(wù)是傳輸數(shù)字信息，數(shù)字信息可能來(lái)自數(shù)據(jù)終端設(shè)備的原始數(shù)據(jù)信號(hào)，也可能來(lái)自模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后的脈沖編碼信號(hào)。傳輸數(shù)字信息的方法是按傳輸波形來(lái)分類(lèi)的。1．基帶方式2．4B/5B編碼第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)1．基帶方式對(duì)于碼型的選擇，通常要考慮以下的因素：

對(duì)于傳輸頻帶低端受限的信道，線路傳輸碼型的頻譜中不應(yīng)含有直流分量；

信號(hào)的抗噪聲干擾能力強(qiáng)，產(chǎn)生誤碼時(shí)，在譯碼中產(chǎn)生的誤碼擴(kuò)散或誤碼增值??；

便于從信號(hào)中提取位同步定時(shí)信息；

盡量減少基帶信號(hào)頻譜中高頻分量，以節(jié)省傳輸頻帶，并減小串?dāng)_；

編譯碼的設(shè)備應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)克服不歸零制編碼缺點(diǎn)的一種編碼方案是曼徹斯特（Man-chester）編碼，它是一種自同步編碼方式，包括數(shù)據(jù)信息和時(shí)鐘信息。另一種曼徹斯特編碼的變種叫做差分曼徹斯特編碼，它的編碼規(guī)則是：若碼元為1，則其前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平一樣；但若碼元為0，則其前半個(gè)碼元的電平與上一個(gè)碼元的后半個(gè)碼元的電平相反。不論碼元是１或０，在每個(gè)碼元的正中間時(shí)刻，一定要有一次電平的轉(zhuǎn)換。差分曼徹斯特編碼需要較復(fù)雜的技術(shù)，但可以獲得較好的抗干擾性能。2101100高H“1”高電平

“0”低電平

中間跳“0”上跳“1”下跳

中間總有跳變

“0”開(kāi)頭跳低

L高H低L高H

低L

（a）不歸零制編碼

（b）曼徹斯特編碼（c）差分曼徹斯特編碼第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

常用數(shù)字信號(hào)編碼第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2．4B/5B編碼

在光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI，F(xiàn)iber

Distributed

Data

Inter-face）中采用了獨(dú)特的4B/5B編碼。這種編碼的特點(diǎn)是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)流每４bit作為一個(gè)組，然后按照4B/5B編碼規(guī)則將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)5bit碼。5bit碼共有32種組合，但只采用其中的24種，16種對(duì)應(yīng)4bit碼的16種，8種用作控制碼，以表示幀的開(kāi)始和結(jié)束、光纖線路的狀態(tài)（靜止、空閑、暫停）等。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.2.2

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼

通過(guò)調(diào)制振幅、頻率和相位等載波特性或者這

些特性的某種組合，來(lái)對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼。最基

本的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)→模擬信號(hào)調(diào)制方式有以下三種（如

圖2-5所示）。（1）幅移鍵控方式（ASK，Amplitude-Shift（2）頻移鍵控方式（FSK，F(xiàn)requency-ShiftKeying）Keying）（3）相移鍵控方式（PSK，Phase-ShiftKeying）010101100基帶信號(hào)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

圖2-5

對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)的幾種調(diào)制方法幅移鍵控ASK頻移鍵控FSK相移鍵控PSK

返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.2.3

模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

脈沖編碼調(diào)制（PCM，Pulse

Code

Modulation）是波形編碼中最重要的一種方式，在光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信等均獲得了極為廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在的數(shù)字傳輸系統(tǒng)大多采用PCM體制。PCM過(guò)程主要由采樣、量化與編碼三個(gè)步驟組成。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)采樣

即按一定的時(shí)間間隔(T)在模擬信號(hào)上截取一個(gè)振幅值(通常為反映某一瞬間模擬信號(hào)幅度的電壓值)，得到離散信號(hào)x(nT)(n為整數(shù))。T稱(chēng)采樣周期，1/T稱(chēng)為采樣頻率。采樣定理：采樣頻率不低于模擬信號(hào)最高頻率的2倍，就可以將采樣的脈沖信號(hào)無(wú)失真地恢復(fù)出原來(lái)的模擬信號(hào)。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)量化將采樣得到的電平幅值按照一定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值并取整的過(guò)程第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)編碼為了把采樣得到的離散序列信號(hào)x(nT)存入計(jì)算機(jī)，必須將采樣值量化成有限個(gè)幅度值的集合x(chóng)(nT)，采樣值用二進(jìn)制數(shù)字表示的過(guò)程稱(chēng)為量化編碼。量化位數(shù)

量化位數(shù)也稱(chēng)“量化精度”，是描述每個(gè)采樣點(diǎn)樣值的二進(jìn)制位數(shù)。例如，16位量化位數(shù)表示每個(gè)采樣值可以用216即65536個(gè)不同的量化值之一來(lái)表示。常用的量化位數(shù)為8位、12位、16位。右圖是四位二進(jìn)制碼元量化編碼例子。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)常用量化編碼方案?脈沖編碼調(diào)制（PCM，Pulse

Code

Modulation）?差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM，Differential

Pulse

Code

Modulation）即只傳輸模擬信號(hào)預(yù)測(cè)值和樣本值的差值以此降低音頻數(shù)據(jù)的編碼率。?自適應(yīng)差分編碼調(diào)制(ADPCM)

是DPCM方法的進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)調(diào)整量化步長(zhǎng)，對(duì)不同頻段設(shè)置不同的量化字長(zhǎng)，使數(shù)據(jù)得到進(jìn)一步的壓縮。?增量調(diào)制（Delta

Modulation）第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.3

多路復(fù)用技術(shù)2.3.1

頻分多路復(fù)用2.3.2

時(shí)分多路復(fù)用返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.3.1

頻分多路復(fù)用（一）

當(dāng)介質(zhì)的有效帶寬超過(guò)被傳輸?shù)男盘?hào)帶寬時(shí)，可以把多個(gè)信號(hào)調(diào)制在不同的載波頻率上，從而在同一介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳送多路信號(hào)，即將信道的可用頻帶（帶寬）按頻率分割多路信號(hào)的方法劃分為若干互不交疊的頻段，每路信號(hào)占據(jù)其中一個(gè)頻段，從而形成許多個(gè)子信道（右圖）；在可用頻段頻率子信道A子信道B子信道C子信道D

時(shí)間圖2.24

FDM子信道......一條鏈路n

個(gè)頻(信)道頻分多路

復(fù)合器頻分多路

分配器接收端用適當(dāng)?shù)臑V波器將多路信號(hào)分開(kāi)，分別進(jìn)行解調(diào)和終端處理，這種技術(shù)稱(chēng)為頻分多路復(fù)用（FDM，F(xiàn)requency

Division

Multiplexing）。

終端1終端2

計(jì)算機(jī)終端3多路復(fù)用器多路復(fù)用器第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.3.1

頻分多路復(fù)用（二）

FDM系統(tǒng)的原理示意圖如下圖所示，它假設(shè)有6個(gè)輸入源，

分別輸入6路信號(hào)到頻分多路器FDM-MUX，多路器將每路信號(hào)

調(diào)制在不同的載波頻率上（例如f1，f2，…，f6）。每路信

號(hào)以其載波頻率為中心，占用一定的帶寬，此帶寬范圍稱(chēng)作

一個(gè)通道，各通道之間通常用保護(hù)頻帶隔離，以保證各路信

號(hào)的頻帶間不發(fā)生重疊。返回本節(jié)通道（1）

通道（2）

通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）MUXMUX源

1源

2源

3源4源

5源

6目標(biāo)

1目標(biāo)

2目標(biāo)

3目標(biāo)

4目標(biāo)

5目標(biāo)

6多路

復(fù)

用

器MUX源1源2源3源4源5源6多路

復(fù)

用

器MUX目標(biāo)1目標(biāo)2目標(biāo)3目標(biāo)4目標(biāo)5目標(biāo)61

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.3.2

時(shí)分多路復(fù)用

TDM是將傳輸時(shí)間劃分為許多個(gè)短的互不重疊的時(shí)隙，而將若干個(gè)

時(shí)隙組成時(shí)分復(fù)用幀，用每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中某一固定序號(hào)的時(shí)隙組成一

個(gè)子信道，每個(gè)子信道所占用的帶寬相同，每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀所占的時(shí)間

也是相同的。

對(duì)于TDM，時(shí)隙長(zhǎng)度越短，則每個(gè)時(shí)分復(fù)用幀中所包含的時(shí)隙數(shù)TDM原理就越多，所容納的用戶(hù)數(shù)也就越多，其原理如圖所示。

時(shí)分多路復(fù)用分為：

?同步時(shí)分多路復(fù)用?異步時(shí)分多路復(fù)用第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

同步時(shí)分多路復(fù)用(STDM)

同步時(shí)分復(fù)用采用固定時(shí)隙分配方式，將各時(shí)隙以固

定的方式分配給各路數(shù)字信號(hào)，即將這些時(shí)隙分配給固定

的用戶(hù)終端，并且周期地重復(fù)分配每一幀；所有終端在每

一幀都順序分配到一個(gè)時(shí)隙，即每幀中都有特定用戶(hù)的時(shí)

隙片。

各信號(hào)源的傳輸定時(shí)是同步的。A1B1C1D1A2B2C2D2第一幀第二幀STDM子信道示意圖

返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)異步時(shí)分多路復(fù)用（ATDM）異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱(chēng)為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用或智能時(shí)分復(fù)用(ITDM)

，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避免每幀中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。ATDM就是只有某一路用戶(hù)有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它。當(dāng)用戶(hù)暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不給它分配線路資源（時(shí)隙）。線路的空閑時(shí)隙可用于其它用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸。所以每個(gè)用戶(hù)的傳輸速率可以高于平均速率（即通過(guò)多占時(shí)隙），最高可達(dá)到線路總的傳輸能力（即占用所有時(shí)隙）。

如線路總的傳輸能力為9600b/s，4個(gè)用戶(hù)公用此線路，在STDM方式時(shí)，則每個(gè)用戶(hù)的最高速率2400b/s，而在ITDM方式時(shí)，每個(gè)用戶(hù)的最高速率可達(dá)9600b/s。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.4

數(shù)字傳輸基礎(chǔ)（一）2.4.1并行傳輸與串行傳輸1.并行傳輸：一個(gè)數(shù)據(jù)代碼由若干位組成，在數(shù)據(jù)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行近距離傳輸（1米或數(shù)米之內(nèi)）時(shí)，為了獲得高的數(shù)據(jù)傳輸速率，使每個(gè)代碼的傳輸時(shí)延盡量少，常采用并行傳輸方式，即數(shù)據(jù)的每一位各占一條信號(hào)線，并行傳輸。兩數(shù)據(jù)設(shè)備之間一次傳輸多位并行數(shù)據(jù)，每條連線對(duì)應(yīng)一條信道，用于傳輸代碼的對(duì)應(yīng)位，多條信道組成了多位并行信號(hào)。根據(jù)實(shí)際需要并行信道的寬度不是一成不變的，如計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)總線就是并行傳輸?shù)囊粋€(gè)例子，有8位、16位、32位和64位等數(shù)據(jù)總線。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.

串行傳輸

串行傳輸指的是：代碼的若干位順序接位串行排列成數(shù)據(jù)流，在一條信道上傳輸。數(shù)據(jù)源向數(shù)據(jù)宿發(fā)出了0、1組成的串行數(shù)據(jù)。由于代碼采取了串行傳輸方式，其傳輸速度與并行傳輸相比要低得多。但由于在信號(hào)的連接上節(jié)省了信道，利于遠(yuǎn)程傳輸，所以廣泛用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸中，通信網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸都是以串行方式進(jìn)行的。2.4

數(shù)字傳輸基礎(chǔ)（二）第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

通常情況下，并行通信用于距離較近的情況，串行通

信用于距離較遠(yuǎn)的情況。

在并行數(shù)據(jù)傳輸中，至少有8個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)從一個(gè)設(shè)備

傳送到另一個(gè)設(shè)備，發(fā)送設(shè)備將8個(gè)數(shù)據(jù)位通過(guò)8條數(shù)據(jù)線

傳送給接收設(shè)備。接收設(shè)備在收到這些數(shù)據(jù)后，不需經(jīng)過(guò)

任何改變就可以直接使用。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線數(shù)據(jù)傳送通

常都是以并行方式進(jìn)行傳輸?shù)摹?/p>

在串行數(shù)據(jù)傳輸中，每次由源地傳到目的地的數(shù)據(jù)只

有一位，與同時(shí)傳輸好幾位數(shù)據(jù)的并行傳輸相比，串行數(shù)

據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俣纫炔⑿袀鬏斅?，但在?shí)際應(yīng)用中往往

選擇串行數(shù)據(jù)傳輸，這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.4.2

數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?/p>

無(wú)論是并行傳輸還是串行傳輸，數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，接收方如何在合適的時(shí)刻正確地接收數(shù)據(jù)，即在發(fā)送方連續(xù)不斷地送來(lái)的數(shù)據(jù)中正確地區(qū)分出每一個(gè)代碼以正確完成傳輸任務(wù)是一個(gè)必須解決的問(wèn)題。

在并行傳輸中，由于其距離近，可以增加一根控制線（又稱(chēng)握手信號(hào)線），由數(shù)據(jù)發(fā)送方控制此信號(hào)線，通過(guò)電平（或邊沿）變化來(lái)通知接收方數(shù)據(jù)是否有效，這就計(jì)算機(jī)中的寫(xiě)控制。當(dāng)然收發(fā)雙方的握手辦法很多，通常有：寫(xiě)控制、讀控制、發(fā)送端數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好、接收端空。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.4.3

解決同步問(wèn)題為了正確識(shí)別和恢復(fù)代碼，必須解決以下問(wèn)題：

（1）正確區(qū)分和識(shí)別每個(gè)比特（即每位）。

（2）區(qū)分出每個(gè)代碼（如一個(gè)ASCII碼字符），即區(qū)分出每個(gè)代碼的起始和結(jié)束位。（3）區(qū)分出完整的報(bào)文數(shù)據(jù)塊（數(shù)據(jù)幀）的開(kāi)始和結(jié)束位。以上三個(gè)問(wèn)題對(duì)應(yīng)著三個(gè)概念：位同步、字符同步和幀同步。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.4.4

解決問(wèn)題的辦法（1）同步傳輸方式（2）異步傳輸方式這兩種方式的區(qū)別在于：發(fā)送和接收設(shè)備的時(shí)鐘是異步的，還是同步的。下面就異步傳輸和同步傳輸分別加以說(shuō)明。1字節(jié)字符空白字符

幀起始同步字符...幀終止

字符空白字符第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.5

異步與同步通信

同步就是接收端按發(fā)送端發(fā)送的每個(gè)碼元的起止時(shí)間及

重復(fù)頻率來(lái)接收數(shù)據(jù)，并且要校準(zhǔn)自己的時(shí)鐘以便與發(fā)送端

的發(fā)送取得一致，實(shí)現(xiàn)同步接收。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞揭话惴譃槲煌?、字符同步，字?/p>

同步通常是識(shí)別每一個(gè)字符或一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始和結(jié)束；位同

步則識(shí)別每一位的開(kāi)始和結(jié)束。

傳送的1幀數(shù)據(jù)幀內(nèi)容

返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

在異步通信中，發(fā)送端可以在任意時(shí)刻發(fā)送字符，字

符之間的間隔時(shí)間可以任意變化。該方法是將字符看作一個(gè)

獨(dú)立的傳送單元，在每個(gè)字符的前后各加入1～3位信息作為

字符的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)志位，以便在每一個(gè)字符開(kāi)始時(shí)接收端

和發(fā)送端同步一次，從而在一串比特流中可以把每個(gè)字符識(shí)

別出來(lái)。101100101

位起始位結(jié)束位8位數(shù)據(jù)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6

數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)2.6.1

雙絞線2.6.2

同軸電纜2.6.3

光纖2.6.4

無(wú)線電短波通信2.6.5

地面微波接力通信2.6.7

衛(wèi)星通信2.6.8VSAT衛(wèi)星通信2.6.6

紅外線和激光返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.1

雙絞線

下表是UTP電纜的常見(jiàn)類(lèi)型，10BaseT局域網(wǎng)中主要使用3類(lèi)和5類(lèi)線，它們的有效傳輸距離一般在100m左右。另外還有超5類(lèi)雙絞線電纜，通過(guò)對(duì)其“信道”性能測(cè)試結(jié)果表明，與普通5類(lèi)雙絞線電纜比較，它的近端串?dāng)_、衰減和結(jié)構(gòu)回波等主要性能指標(biāo)都有很大提高。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

雙絞線的制作分為工作站至工作站和工作站至集線器兩

種：工作站至集線器的雙絞線，其8芯線一一對(duì)應(yīng)；工作站

至工作站的雙絞線，按照?qǐng)D所示的連線制作。

下面是

PC

機(jī)不經(jīng)過(guò)

HUB

直接通過(guò)網(wǎng)線相連的參考圖雙絞電纜返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.2

同軸電纜

典型的同軸電纜（Coaxial

Cable）由一根內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線外加絕緣層、密集網(wǎng)狀編織導(dǎo)電金屬屏蔽層以及外包裝保護(hù)塑橡材料組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

同軸電纜可以用于長(zhǎng)距離的電話網(wǎng)絡(luò)，有線電視信號(hào)的傳輸通道以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。50Ω的同軸電纜可用于數(shù)字信號(hào)發(fā)送，稱(chēng)為基帶；75Ω的同軸電纜可用于頻分多路轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送，稱(chēng)為寬帶。在抗干擾性方面，對(duì)于較高的頻率，同軸電纜優(yōu)于雙絞線。有5種不同的同軸電纜可用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

下表在網(wǎng)絡(luò)工程施工中常常用到的一些IEEE802.3

10BaseX系列網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.3光纖

它是采用超純的熔凝石英玻璃拉成的芯線。一般的做法

是在給定的頻率下以光的出現(xiàn)和消失分別代表兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)

字，就像在電路中以通電和不通電表示二進(jìn)制數(shù)一樣。光纖

通信就是通過(guò)光導(dǎo)纖維傳遞光脈沖進(jìn)行通信的。光纖通信使用的光源

在使用光導(dǎo)纖維的通信系統(tǒng)中采用兩種不同的光源：

發(fā)光二極管（LED）和注入式激光二極管（ILD）

發(fā)光二極管價(jià)格便宜，多模光纖采用這種光源。

注入式激光二極管產(chǎn)生的激光定向性好，用于單模光纖，價(jià)格昂貴很多。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)

每根光纖只能單向傳送信號(hào)，因此光纜中至少包括兩條獨(dú)立的導(dǎo)芯，一條發(fā)送，另一條接收。一根光纜可以包括二至數(shù)百根光纖，并用加強(qiáng)芯和填充物來(lái)提高機(jī)械強(qiáng)度。光導(dǎo)纖維可以分為多模和單模兩種。

只要到達(dá)光纖表面的光線入射角大于臨界角，便產(chǎn)生全反射，因此在給定的工作波長(zhǎng)上,可以由多條入射角度不同的光線同時(shí)在一條光纖中傳播，這種光纖稱(chēng)為多模光纖(MMFMulti

Mode

Fibre)

。

多模光纖的纖芯直徑一般為50至200μm，而包層直徑的變化范圍為125到230μm，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用纖芯直徑為62.5μm，包層為125μm，也就是通常所說(shuō)的62.5μm。與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能要差.第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

如果光纖導(dǎo)芯的直徑小到只有一個(gè)光的波長(zhǎng)，光纖就

成了一種波導(dǎo)管，光線則不必經(jīng)過(guò)多次反射式的傳播，而是

一直向前傳播，這種光纖稱(chēng)為單模光纖（SMF

Single

Mode

Fibre）

。

單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長(zhǎng)上只能

以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。光信號(hào)可以沿

著光纖的軸向傳播，因此損耗很小，離散也很小，傳播的距

離較遠(yuǎn)。單模光纖規(guī)范建議芯徑為8-10μm

,

包括包層直徑

為125μm。多模光纖單模光纖衰減(dB/km)0

1103001000100

頻率(MHz)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

多模光纖和5類(lèi)雙絞線的衰減與頻率關(guān)系如圖所示，當(dāng)

傳輸頻率超過(guò)100MHz時(shí)，5類(lèi)雙絞線隨著頻率的增加衰減愈

來(lái)愈大；而光纖在300MHz以?xún)?nèi)，衰減基本不變。

0

62.5/125μm漸變?cè)鰪?qiáng)型多模光纖

5

10

1520355類(lèi)UTP

雙絞電纜2530圖2.58

光纖與電纜頻率－衰減關(guān)系圖

光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

光纜的結(jié)構(gòu)大致可分為纜芯（Cable

Core）和保護(hù)層（Sheath）兩大部分，下圖為四芯光纜剖面的示意圖。四芯光纜剖面示意圖返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.4無(wú)線電短波通信

在一些電纜光纖難于通過(guò)或施工困難的場(chǎng)合，例如，高山、湖泊或島嶼等，即使在城市中挖開(kāi)馬路敷設(shè)電纜有時(shí)也很不劃算，特別是通信距離很遠(yuǎn)，對(duì)通信安全性要求不高，敷設(shè)電纜或光纖既昂貴又費(fèi)時(shí)，若利用無(wú)線電波等無(wú)線傳輸介質(zhì)在自由空間傳播，就會(huì)有較大的機(jī)動(dòng)靈活性，可以輕松實(shí)現(xiàn)多種通信，抗自然災(zāi)害能力和可靠性也較高。

返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.5地面微波接力通信

無(wú)線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)在長(zhǎng)途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有及其重要的地位，其頻率范圍為300MHz～300GHz。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。

微波在空間主要是直線傳播，并且能穿透電離層進(jìn)入宇宙空間，它不像短波那樣經(jīng)電離層反射傳播到地面上其他很遠(yuǎn)的地方，由于地球表面是個(gè)曲面，因此其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)，一般只有50km左右，長(zhǎng)途通信時(shí)必須建立多個(gè)中繼站，中繼站把前一站發(fā)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后再發(fā)往下一站，類(lèi)似于“接力”，如果中繼站采用100m高的天線塔，則接力距離可增大到100

km。

返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.6

衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信就是利用位于3萬(wàn)6千公里高空的人造地球同步衛(wèi)星作為太空無(wú)人值守的微波中繼站的一種特殊形式的微波接力通信。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信的距離限制，其最大特點(diǎn)就是通信距離遠(yuǎn)，且通信費(fèi)用與通信距離無(wú)關(guān)。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)是:衛(wèi)星通信的頻帶比微波接力通信更寬，通信容量更大，信號(hào)所受到的干擾也較小，誤碼率也較小，通信比較穩(wěn)定可靠。衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)是：傳播時(shí)延較長(zhǎng)。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.7

VSAT衛(wèi)星通信

VSAT（Very

Small

Aperture

Terminal，甚小口徑地球終端）是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)并于90年代得到廣泛應(yīng)用的新一代數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。VSAT網(wǎng)通常由一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、一個(gè)大型主站和大量的VSAT小站組成，能單雙向傳輸數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。VSAT具有很多優(yōu)點(diǎn)，如：設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、耗電少、組網(wǎng)靈活、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、通信效率高等，尤其適用于大量分散的業(yè)務(wù)量較小的用戶(hù)共享主站，所以許多部門(mén)和企業(yè)多使用VSAT網(wǎng)來(lái)建設(shè)內(nèi)部專(zhuān)用網(wǎng)。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)VSAT網(wǎng)絡(luò)組成返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.6.8

紅外線和激光

紅外線通信和激光通信就是把要傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換成紅外光信號(hào)和激光信號(hào)直接在自由空間沿直線進(jìn)行傳播，它比微波通信具有更強(qiáng)的方向性，難以竊聽(tīng)、插入數(shù)據(jù)和進(jìn)行干擾，但紅外線和激光對(duì)雨霧等環(huán)境干擾特別敏感。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.7

差錯(cuò)控制與校驗(yàn)2.7.1

基本概念2.7.2

常用的差錯(cuò)控制編碼返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.7.1

基本概念

差錯(cuò)控制編碼就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行抗干擾編碼，目的是為了提高數(shù)字通信系統(tǒng)的容錯(cuò)性和可靠性，它在發(fā)送端被傳輸?shù)男畔⒋a元序列中，以一定的編碼規(guī)則附加一些校驗(yàn)碼元，接收端利用該規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的譯碼，譯碼的結(jié)果有可能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)或糾正差錯(cuò)。

在差錯(cuò)控制碼中，檢錯(cuò)碼是指能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)差錯(cuò)的編碼，糾錯(cuò)碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)而且能夠自動(dòng)糾正差錯(cuò)的編碼。當(dāng)然，檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力是用信息量的冗余和降低系統(tǒng)的效率為代價(jià)來(lái)?yè)Q取的。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.7.2

常用的差錯(cuò)控制編碼1．奇偶校驗(yàn)碼

奇偶校驗(yàn)碼是一種最簡(jiǎn)單也是最基本的檢錯(cuò)碼，一維奇偶校驗(yàn)碼的編碼規(guī)則是把信息碼元先分組，在每組最后加一位校驗(yàn)碼元，使該碼中1的數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù)，奇數(shù)時(shí)稱(chēng)為奇校驗(yàn)碼，偶數(shù)時(shí)稱(chēng)為偶校驗(yàn)碼。2．循環(huán)冗余碼

循環(huán)冗余碼（CRC，Cyclic

Redundancy

Code）校驗(yàn)（Check）是目前在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信及存儲(chǔ)器中應(yīng)用最廣泛的一種校驗(yàn)編碼方法，它所約定的校驗(yàn)規(guī)則是：讓校驗(yàn)碼能為某一約定代碼所除盡；如果除得盡，表明代碼正確；如果除不盡，余數(shù)將指明出錯(cuò)位所在位置。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

奇偶校驗(yàn)

?

縱向奇偶校驗(yàn)

M=10101101

=>

T=M+SUM=101011010?

橫向奇偶校驗(yàn)101001011?混合型奇偶校驗(yàn)100010100011010101101100110010011011011010101110110010010110011110110010110100101第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

CRC編碼

要傳送的碼元：

M=10010110Nfsc=Np-1=4校驗(yàn)多項(xiàng)式為：x4+x2+1

=>

P=10101傳送序列為：T=M+FSC

FSC=?

10110001

10101|

100101100000

101011111110101

10100

10101

10000FSC=0101T=M+FSC=100101100101

10101

101接收方用接收到的T除以P,若余數(shù)為“0”，則正確，去掉第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.8

信息交換技術(shù)2.8.1

線路交換2.8.2

報(bào)文交換2.8.3

分組交換2.8.4

三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較2.8.5

其他數(shù)據(jù)交換技術(shù)返回本章首頁(yè)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

2.8.1

線路交換使用線路（電路）交換（CircuitSwitching）方式，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專(zhuān)用的通信線路。最普通的線路交換例子是電話系統(tǒng)。

線路交換方式的通信包括三種狀態(tài)：

（1）線路建立

（2）數(shù)據(jù)傳送

（3）線路拆除

返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.8.2

報(bào)文交換報(bào)文交換比線路交換有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）線路效率較高，因?yàn)樵S多報(bào)文可以分時(shí)共享一條節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的通道。（2）不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以在接收器可用之前，暫時(shí)存儲(chǔ)這個(gè)報(bào)文。（3）在線路交換網(wǎng)上，當(dāng)通信量變得很大時(shí)，就不能接受某些呼叫。

（4）報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地。（5）根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其他特征能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，使得一些短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳遞。

（6）報(bào)文交換網(wǎng)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.8.3

分組交換

分組交換（Packet

Switching）試圖兼有報(bào)文交換和線路交換的優(yōu)點(diǎn)，而使兩者的缺點(diǎn)最少。分組交換與報(bào)文交換的工作方式基本相同，形式上的主要差別在于，分組交換網(wǎng)中要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度。如何管理這些分組流呢?目前有兩種方法：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。

在數(shù)據(jù)報(bào)中，每個(gè)數(shù)據(jù)包被獨(dú)立地處理，就像在報(bào)文交換中每個(gè)報(bào)文被獨(dú)立地處理那樣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)一個(gè)路由選擇算法，為每個(gè)數(shù)據(jù)包選擇一條路徑，使它們的目的地相同。第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

在虛電路中，數(shù)據(jù)在傳送以前，發(fā)送和接收雙方在網(wǎng)絡(luò)中建立起一條邏輯上的連接，但它并不是像電路交換中那樣有一條專(zhuān)用的物理通路，該路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有緩沖裝置，服從于這條邏輯線路的安排，也就是按照邏輯連接的方向和接收的次序進(jìn)行輸出排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)，這樣每個(gè)節(jié)點(diǎn)就不需要為每個(gè)數(shù)據(jù)包作路徑選擇判斷，就好像收發(fā)雙方有一條專(zhuān)用信道一樣。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.8.4

三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)的比較三種數(shù)據(jù)交換技術(shù)總結(jié)如下：（1）報(bào)文交換、分組交換利用了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制

（2）線路交換：在數(shù)據(jù)傳送之前需建立一條物理通路，在線路被釋放之前，該通路（鏈路-link）將一直被一對(duì)用戶(hù)完全占有。（3）報(bào)文交換：報(bào)文從發(fā)送方傳送到接收方采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式。獨(dú)占線路（line）

（4）分組交換：此方式與報(bào)文交換類(lèi)似，但報(bào)文被分成組傳送，并規(guī)定了分組的最大長(zhǎng)度，到達(dá)目的地后需重新將分組組裝成報(bào)文。呼叫階段數(shù)據(jù)傳送報(bào)文報(bào)文報(bào)文報(bào)文P2P3P4P1P2P3P1P2P4P3P4時(shí)間ABCDABCDABCD圖1.5

三種交換方式的比較（a）線路（電路）交換（b）報(bào)文交換（c）分組交換第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

圖2-16

三種交換方式的比較

呼叫請(qǐng)求

P1返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)2.8.5

其他數(shù)據(jù)交換技術(shù)（1）利用數(shù)字語(yǔ)音插空技術(shù)（DSI，Digital

SpeechInterpolation）能提高線路交換的傳輸能力。

（2）幀中繼（Frame

Relay）是對(duì)目前廣泛使用的X.25分組交換通信協(xié)議的簡(jiǎn)化和改進(jìn)。

（3）異步傳輸模式（ATM，Asynchronous

TransferMode）是線路交換與分組交換技術(shù)的結(jié)合，能最大限度地發(fā)揮線路交換與分組交換技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有從實(shí)時(shí)的語(yǔ)音信號(hào)到高清晰度電視圖像等各種高速綜合業(yè)務(wù)的傳輸能力。返回本節(jié)第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)線路交換物理交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)信息交換技術(shù)報(bào)文交換分組交換數(shù)據(jù)報(bào)虛電路永久虛電路交換虛電路一對(duì)用戶(hù)獨(dú)占link?不同用戶(hù)分時(shí)共享line?Link為邏輯鏈路多路復(fù)用技術(shù)時(shí)分多路復(fù)用波分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用異步時(shí)分多路復(fù)用（智能時(shí)分多路復(fù)用）第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

頻分多路復(fù)用

同步時(shí)分多路復(fù)用第2章

通信技術(shù)基礎(chǔ)

?多路復(fù)用：將信道(介質(zhì))劃分為子信道，提高介質(zhì)

的利用率。

?信息交換：將信道分配給用戶(hù)對(duì)，提高信道的利用

率。

?兩種技術(shù)可以同時(shí)搭配使用。分頻器

ADSLmoden電話機(jī)

HUB(Switch)(Router)Host1Host2電話線頻帶傳輸基帶傳輸?shù)?章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

第3章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.1

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述

3.2OSI/RM中的重要概念

3.3

物理層

3.4

數(shù)據(jù)鏈路層

3.5

網(wǎng)絡(luò)層

3.6

傳輸層

3.7

會(huì)話層

3.8

表示層

3.9

應(yīng)用層

返回主菜單第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.1

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)：是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能分層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上的關(guān)于層間接口規(guī)范和同層不同實(shí)體間協(xié)議的集合。

注意:

1、定義了網(wǎng)絡(luò)及其部件通過(guò)協(xié)議應(yīng)完成的功能（分層）；

2、不定義協(xié)議的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)

3、不定義各層協(xié)議之間的接口關(guān)系。

分層可以明確各層功能易于協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，使層間接口清晰、簡(jiǎn)單。

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能的分層

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中提供的功能是分成層次的。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本功能就是是為地理位置不同的計(jì)算機(jī)用戶(hù)之間提供訪問(wèn)通路。為此，它必須提供下述八功能：

–

1.

連接源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的物理傳輸線路，可以經(jīng)過(guò)中間結(jié)點(diǎn)；

–

2.

每條線路兩端的結(jié)點(diǎn)利用波形進(jìn)行二進(jìn)制通信；

–

3.

無(wú)差錯(cuò)的信息傳送

–

4.

多個(gè)用戶(hù)共享一條物理線路

–

5.

按照地址信息，進(jìn)行路由選擇

–

6.

信息緩沖和流量控制

–

7.

會(huì)話控制

–

8.

滿(mǎn)足各種用戶(hù)的訪問(wèn)要求

以上功能的顯著特點(diǎn)在于：

1.

上述功能必須同時(shí)滿(mǎn)足一對(duì)用戶(hù)；

2.

用戶(hù)之間的通信功能是相互的；

3.

這些功能分散在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和用戶(hù)設(shè)備中。第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

OSI/RM七層協(xié)議模型

1977年3月，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的技術(shù)委員會(huì)TC97成立了SC16專(zhuān)委會(huì)，于1983年提出開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型，即著名的ISO

7498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB

9387），記為OSI/RM?；拘g(shù)語(yǔ)與分層結(jié)構(gòu)

接口：定義了下層向上層提供的原語(yǔ)操作和服務(wù)。

協(xié)議：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)同等層次中，通信雙方(通信對(duì)應(yīng)實(shí)體)進(jìn)行信息交換時(shí)必須遵守的規(guī)則。

服務(wù)：層間交換信息時(shí)必須遵守的規(guī)則。

服務(wù)和協(xié)議的關(guān)系：服務(wù)縱向概念，協(xié)議是橫向概念。第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

OSI/RM各層功能描述第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.2

OSI/RM中的重要概念

3.2.1

協(xié)議和服務(wù)的區(qū)別及相互關(guān)系

3.2.2

數(shù)據(jù)單元

3.2.4

服務(wù)原語(yǔ)返回本章首頁(yè)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)開(kāi)放系統(tǒng)A（N）層服務(wù)用戶(hù)提供服務(wù)（N＋1）實(shí)體

交換服務(wù)原

語(yǔ)（N）實(shí)體提供服務(wù)（N＋1）實(shí)體

交換服務(wù)原

語(yǔ)（N）實(shí)體開(kāi)放系統(tǒng)B提供（N）層服務(wù)

（N）層協(xié)議提供（N-1）層服務(wù)通過(guò)（N-1）層連接進(jìn)行通信

（N）層服務(wù)提供者層間接口層間接口（N＋1）層（N）層（N-1）層圖3.1

協(xié)議與服務(wù)的概念返回本節(jié)3.2.1

協(xié)議和服務(wù)的區(qū)別及相互關(guān)系第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.2.3

數(shù)據(jù)單元協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol

Data

UnIt）

?第N層實(shí)體通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給它的對(duì)等實(shí)體的信息單元；

?PDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU或其分段和協(xié)議控制信

息PCI（Protocol

Control

InformatIon)組成；接口數(shù)據(jù)單元IDU（Interface

Data

UnIt）

?IDU是通過(guò)SAP進(jìn)行傳送的層間信息單元；?IDU由上層的服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU（ServIceData

UnIt）和接口控制信息ICI（Interface

Control

InformatIon）組成；

返回本節(jié)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（N）PCI（N）SDU（N）PDU（N-1）ICI（N-1）SDU（N-1）ICI（N-1）PCI（N）層

（N-1）IDU（N-1）層

（N-1）PDU

圖3.2

協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU、接口數(shù)據(jù)單元IDU和服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU圖3-2

協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU、接口數(shù)據(jù)單元IDU和服務(wù)數(shù)據(jù)單元SDU

返回本節(jié)第3章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.2.4

服務(wù)原語(yǔ)

服務(wù)原語(yǔ)（ServIce

PrImItIve）是指服務(wù)用戶(hù)與服務(wù)提供者之間進(jìn)行交互時(shí)所要交換的一些必要信息。OSI/RM規(guī)定了四種服務(wù)原語(yǔ)類(lèi)型，如表3-2所示。第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

從使用服務(wù)原語(yǔ)的角度考慮，可將服務(wù)分為需要證實(shí)(基于連接)的服務(wù)和不需要證實(shí)(基于無(wú)連接）的服務(wù)兩大類(lèi)，前者每次服務(wù)要使用全部四種服務(wù)原語(yǔ)，而后者只使用兩種服務(wù)原語(yǔ)，如圖所示系統(tǒng)A用戶(hù)A

RequestRequest需要證實(shí)

的服務(wù)服務(wù)層系統(tǒng)B

用戶(hù)BIndicationResponseIndicationConfirm

時(shí)

間圖3.3

服務(wù)原語(yǔ)關(guān)系圖

不需要證實(shí)

的服務(wù)1.

基于連接的服務(wù)當(dāng)使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，首先建立連接，然后使用該連接傳送數(shù)據(jù)。使用完特點(diǎn)：順序性好。后，關(guān)閉連接。2.無(wú)連接服務(wù)直接使用服務(wù)傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)包獨(dú)立進(jìn)行路由選擇。特點(diǎn)：順序性差。

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3.3

物理層3.3.1

物理層概念3.3.2

典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口

DCE數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備信號(hào)線與控制線

DCE數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備信號(hào)線與控制線

DTE

數(shù)據(jù)終端

設(shè)備用戶(hù)環(huán)境

DTE數(shù)據(jù)終端

設(shè)備

用戶(hù)環(huán)境

用戶(hù)設(shè)施串行比特傳輸

通信環(huán)境

通信設(shè)施用戶(hù)設(shè)施DCEDTE通過(guò)DCE與DTE通過(guò)

圖2.49

與通信傳輸線路相連

路相連

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3.3.1

物理層概念物理層的定義

ISO/OSI

關(guān)于物理層的定義：物理層提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)

程的特性，目的是啟動(dòng)、維護(hù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間進(jìn)行比特傳輸?shù)奈锢磉B

接。這種連接可能通過(guò)中繼系統(tǒng)，在中繼系統(tǒng)內(nèi)的傳輸也是在物理層的。物理層的功能

在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供透明的比特流傳輸。研究?jī)?nèi)容

物理設(shè)備的機(jī)械性能、電氣性能；物理連接的建立，撤消；正常數(shù)據(jù)

的傳輸；以及維護(hù)管理。物理層的四個(gè)重要特性

-機(jī)械特性

(mechanical

characteristics)

-電氣特性

(electrical

characteristics)

-功能特性

(functional

characteristics)

-規(guī)程特性

(procedural

characteristics)

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常見(jiàn)物理層傳輸介質(zhì)接口第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)返回本節(jié)

3.3.2

典型的物理層標(biāo)準(zhǔn)接口

EIARS-232-D/V.28接口標(biāo)準(zhǔn)

RS-232-D由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA提出，用于DTE/DCE

之間的接口，與CCITT

V.28兼容。(1)機(jī)械特性

EIA-232-D遵循ISO

2110關(guān)于插頭座的標(biāo)準(zhǔn)，使用25根引腳的DB-25插頭座，它的兩個(gè)固定螺絲中心之間的距離為47.040.17

mm，其他方面的尺寸也都有詳細(xì)的規(guī)定，DTE上安裝帶插針的公共接頭連接器，DCE上安裝帶插孔的母接頭連接器，其引腳編號(hào)如圖所示，引腳分為上、下兩排，分別有13根和12根引腳，當(dāng)引腳指向人的方向時(shí)，從左到右其編號(hào)分別為1～13和14～25。101112131

142

153

164

175

186

197

208

219

22232425圖2.50

EIA-232-D

25根引腳編號(hào)圖第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

DTE計(jì)算機(jī)

或

終端

DCE

調(diào)制解調(diào)器①②③④⑤⑥⑦⑧

20

22保護(hù)地(Protective

Ground)

發(fā)送(TXD)

接收(RXD)

請(qǐng)求發(fā)送(RTS)允許發(fā)送(CTS)

DCE就緒(DSR)信號(hào)地(Signal

Ground)載波檢測(cè)(DCD)

DTE就緒(DTR)

振鈴指示(RI)RS-232-D/V.28圖2.51

EIA-232-D/V.24的主要

的主要信號(hào)線定義返回本小節(jié)（2）功能特性：規(guī)定了什么電路應(yīng)當(dāng)連接到25根引腳中的哪一根以及該引腳信號(hào)線的作用。這是常見(jiàn)的9針COM1串行鼠標(biāo)接口，其余的引腳空著不用。在某些情況下，可以只用圖中的9根引腳（振鈴指示RI信號(hào)線不用）。第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

（3）電氣特性：EIA

RS-232-D與CCITT的V.28建議書(shū)一致，

采用負(fù)邏輯，此時(shí)邏輯0相當(dāng)于對(duì)信號(hào)地線有+5V～+15V的

電壓，而邏輯1相當(dāng)于對(duì)信號(hào)地線有-5V～-15V的電壓。邏

輯“0”相當(dāng)于數(shù)據(jù)“0”（空號(hào)）或控制線的“接通”狀

態(tài)；邏輯“1”相當(dāng)于數(shù)據(jù)“1”（傳號(hào)）或控制線的“斷

開(kāi)”狀態(tài)。（4）規(guī)程特性：

EIA

RS-232-D的規(guī)程特性也與CCITT的V.28建議書(shū)一致，可用下例簡(jiǎn)單說(shuō)明。

假設(shè)有一臺(tái)計(jì)算機(jī)DTE通過(guò)調(diào)制解調(diào)器DCE及電話線路與遠(yuǎn)端的終端DTE建立呼叫并進(jìn)行半雙工通信，待數(shù)據(jù)傳送完畢以后，釋放呼叫。

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3.4

數(shù)據(jù)鏈路層

3.4.1

數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念

3.4.2

高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC

3.4.3

常見(jiàn)鏈路層協(xié)議

3.4.4

連接服務(wù)

3.4.5

差錯(cuò)控制

3.4.6

流量控制返回本章首頁(yè)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.4.1

數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念(一)

數(shù)據(jù)鏈路層的主要作用是：通過(guò)一些數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和鏈路控制規(guī)程，在不太可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

“線路（LIne）”、“鏈路（LInk）”和“數(shù)據(jù)鏈路”是不同的概念。線路中間沒(méi)有任何交換節(jié)點(diǎn)（Node），而鏈路是一條無(wú)源的端到端的物理線路段，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信鏈路往往是由許多線路串接而成。

把實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恍┮?guī)程的硬件和軟件加到鏈路上就構(gòu)成了像數(shù)據(jù)管道一樣的數(shù)據(jù)鏈路。

有時(shí)往往將鏈路稱(chēng)為物理鏈路，而將數(shù)據(jù)鏈路稱(chēng)為邏輯鏈路，即物理鏈路加上必要的通信規(guī)程就是數(shù)據(jù)鏈路。

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數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念(二)端到端（end

to

end）與點(diǎn)到點(diǎn)（point

to

point）

從源結(jié)點(diǎn)（source

node）到目的結(jié)點(diǎn)（destination

node）的通信稱(chēng)

為端到端通信，通信路徑（path）可能由多個(gè)鏈路組成。

在相鄰結(jié)點(diǎn)間的一條鏈路上的通信稱(chēng)為點(diǎn)到點(diǎn)通信。虛擬數(shù)據(jù)通路，實(shí)際數(shù)據(jù)通路第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)鏈路層的基本概念(三)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程

為使數(shù)據(jù)能迅速、正確、有效地從發(fā)送點(diǎn)到達(dá)接收點(diǎn)所采用的控

制方式。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議應(yīng)提供的最基本功能

1.

數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)鏈路上的正常傳輸（建立、維護(hù)和釋放）

2.

定界與同步，也處理透明性問(wèn)題

3.

差錯(cuò)控制

4.

順序控制

5.

流量控制為網(wǎng)絡(luò)層提供三種合理的服務(wù)

1.

無(wú)確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)，適用于

?

誤碼率很低的線路，錯(cuò)誤恢復(fù)留給高層；

?

實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)

?

大部分局域網(wǎng)

2.

有確認(rèn)無(wú)連接服務(wù)，適用于不可靠的信道，如無(wú)線網(wǎng)。

3.

有確認(rèn)有連接服務(wù)第3章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

3.4.2

高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC

1976年，ISO提出HDLC（High-level

Data

Link

Control）

HDLC的適用范圍

–

計(jì)算機(jī)

——

計(jì)算機(jī)

–

計(jì)算機(jī)

——

終端–

終端——

終端返回本節(jié)第3章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)站（簡(jiǎn)稱(chēng)站

station），由計(jì)算機(jī)和終端組成，負(fù)責(zé)發(fā)送和接收幀。HDLC涉及三種類(lèi)型的站：

1.

主站（primary

station）：主要功能是發(fā)送命令（包括數(shù)據(jù)），接收響應(yīng)，

負(fù)責(zé)整個(gè)鏈路的控制（如系統(tǒng)的初始、流控、差錯(cuò)恢復(fù)等）；

2.

次站（secondary

station）：主要功能是接收命令，發(fā)送響應(yīng)，配合主站

完成鏈路的控制；

3.

組合站（combined

station）：同時(shí)具有主、次站功能，既發(fā)送又接收命

令和響應(yīng)，并負(fù)責(zé)整個(gè)鏈路的控制。HDLC適用的鏈路構(gòu)型

非平衡型??點(diǎn)

—

點(diǎn)式：多點(diǎn)式：適合把智能和半智能的終端連接到計(jì)算機(jī)。

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平衡型

?

主站

—

次站式：

?

組合式：

適合于計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的連接HDLC的基本操作模式

正規(guī)響應(yīng)模式

NRM（Normal

Response

Mode）

適用于點(diǎn)

—

點(diǎn)式和多點(diǎn)式兩種非平衡構(gòu)型。只有當(dāng)主站向次站發(fā)

出探詢(xún)后，次站才能獲得傳輸幀的許可。

異步響應(yīng)模式

ARM（Asynchronous

Response

Mode）

適用于點(diǎn)

—

點(diǎn)式非平衡構(gòu)型和主站

—

次站式平衡構(gòu)型。次站可以

隨時(shí)傳輸幀，不必等待主站的探詢(xún)。

異步平衡模式

ABM（Asynchronous

Balanced

Mode）

適用于通信雙方都是組合站的平衡構(gòu)型，也采用異步響應(yīng)，雙方具

有同等能力。

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HDLC數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

信息字段的頭尾各加上24bit的控制信息，就構(gòu)成了一個(gè)完整的

HDLC數(shù)據(jù)幀。其結(jié)構(gòu)如圖所示。

定界符：每一幀開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)志。

“0比特插入和刪除技術(shù)”

——為避免在其他字段中出現(xiàn)與該標(biāo)志相同的位

串而造成誤控，采用的規(guī)則。即：發(fā)送方在發(fā)送信息的A、c、I和FCS字段

時(shí)，如果連續(xù)出現(xiàn)了5個(gè)“1”，就立即插入一個(gè)“0”，使之不會(huì)連續(xù)出現(xiàn)6個(gè)

“1”。接收方在接收時(shí)，隨時(shí)檢查5個(gè)連續(xù)“1”之后的比特，如果為“0”，則

刪除，如果為“1”，再檢查下一個(gè)比特，若該位是“0”，表示是標(biāo)志序列，

意味著該幀的開(kāi)始或結(jié)束：是“1”，則表示有錯(cuò)，就拒絕接收該幀。

–

“0比特插入和刪除技術(shù)”

可以實(shí)現(xiàn)鏈路層的透明傳輸。

–

“0比特插入和刪除”操作由發(fā)送和接收方的硬件自動(dòng)完成。返回本節(jié)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

地址域（Address）

–多終端線路，用來(lái)區(qū)分終端；

–點(diǎn)到點(diǎn)線路，有時(shí)用來(lái)區(qū)分命令和響應(yīng)。

?若幀中的地址是接收該幀的站的地址，則該幀是命令幀；

?若幀中的地址是發(fā)送該幀的站的地址，則該幀是響應(yīng)幀。

控制域（Control）

–基本長(zhǎng)度是8bIt，可擴(kuò)充到16bIt?？捎脕?lái)表示幀類(lèi)型、幀編號(hào)、

命令和控制信息等。

–可以表示3種類(lèi)型的幀，即信息幀I

（InformatIon）

、監(jiān)控幀S

（SupervIsory）和無(wú)編號(hào)幀U

（Unnumbered）

。

信息幀：用于傳送數(shù)據(jù)。

監(jiān)控幀：控制鏈路，對(duì)其狀態(tài)

作出反應(yīng)，長(zhǎng)48bIts。

無(wú)編號(hào)幀：提供附加的鏈路控

制功能（含命令及控制信

息），優(yōu)先傳送。

返回本節(jié)第3章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)域（Data）

?

任意信息，任意長(zhǎng)度（上層協(xié)議SDU有上限）

校驗(yàn)和（Checksum）

?

CRC校驗(yàn)

?

生成多項(xiàng)式：CRC-CCITT

類(lèi)型（Type