第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)

本章內(nèi)容提要數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)通信方式及數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸和模擬數(shù)據(jù)的傳輸位同步、異步傳輸及同步傳輸?shù)幕驹矶嗦窂?fù)用技術(shù)和數(shù)據(jù)交換技術(shù)的原理，ATM和幀中繼的基本技術(shù)差錯(cuò)的產(chǎn)生和控制方法，熟悉奇偶校驗(yàn)法和循環(huán)冗余碼

12.1基本概念

2.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念

1．?dāng)?shù)據(jù)通信的一般概念

如果信息的自然形態(tài)是模擬的，如語(yǔ)音、圖像，經(jīng)數(shù)字化處理后，用數(shù)字信號(hào)的形式進(jìn)行傳送，稱為“數(shù)字通信”。如果信息的自然形態(tài)是數(shù)字的（離散的），如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，則不管用哪種形式的信號(hào)進(jìn)行傳送都叫“數(shù)據(jù)通信”。

2數(shù)據(jù)通信的最基本模型

計(jì)算機(jī)（或終端）為信源或信宿；通信控制器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸控制，以減輕主機(jī)負(fù)擔(dān)，在微機(jī)一側(cè)，它的功能一般由微機(jī)承擔(dān)；信號(hào)變換器完成數(shù)據(jù)與電信號(hào)之間的變換，以匹配通信線路的信道特性，依據(jù)通信線路的不同，信號(hào)變換器又稱為“波形變換器”或“調(diào)制解調(diào)器”；通信線路泛指各種實(shí)用的傳輸介質(zhì)，是傳輸信號(hào)的通路。32．幾個(gè)術(shù)語(yǔ)的解釋

（1）數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)是在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是離散的值。（2）信號(hào)：是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼。信號(hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波；數(shù)字信號(hào)則是一系列離散的電脈沖?？蛇x擇適當(dāng)?shù)膮⒘縼?lái)表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。（3）信息：是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。（4）信源：是通信過程中產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備或計(jì)算機(jī)。（5）信宿：是通信過程中接收和處理信息的設(shè)備或計(jì)算機(jī)。（6）信道：是信源和信宿之間的通信路徑。43．模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的表示

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可通過參量（幅度）來(lái)表示

(a)模擬信號(hào)(b)數(shù)字信號(hào)

54．模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的表示

（1）模擬數(shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來(lái)表示。（2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來(lái)表示。（3）模擬數(shù)據(jù)也可以用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示。（4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示。

65．?dāng)?shù)據(jù)通信的長(zhǎng)距離傳輸及信號(hào)衰減的克服

（1）模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都可以在合適的傳輸媒體上進(jìn)行傳輸（2）模擬信號(hào)無(wú)論表示模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),在傳輸一定距離后都會(huì)衰減?？朔霓k法是用放大器來(lái)增強(qiáng)信號(hào)的能量，但噪音分量也會(huì)增強(qiáng)，以至引起信號(hào)畸變。（3）數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸也會(huì)衰減，克服的辦法是使用中繼器，把數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為“0、1”的標(biāo)準(zhǔn)電平后繼續(xù)傳輸。72.1.2通信方式

1．并行通信方式并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸

82．串行通信方式

串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位在通信線路上傳輸?shù)?/p>

93．串行通信的方向性結(jié)構(gòu)

串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工

（a）單工通信（c）全雙工通信（b）半雙工通信102.1.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

1．?dāng)?shù)據(jù)傳輸速率（1）比特率比特率是指數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，也叫信息速率，反映一個(gè)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)每秒傳輸二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位/秒，記作bps或bit/s。計(jì)算公式為

S=1/T×log2N（bps）（2）波特率波特率是一種調(diào)制速率，又稱碼元速率或波形速率，指單位時(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特，記作Baud。計(jì)算公式為

B=1/T(Baud)

式中，T為信號(hào)碼元的寬度，單位為秒。比特率和波特率的關(guān)系

S=B×log2N（bps）或B=S/log2N(Baud)

11波特率和比特率的區(qū)別和聯(lián)系【例2.1】采用八相調(diào)制方式，即N=8，且T=8.33×10-4秒，則S=1/T×log2N=1/（8.33×10-4）×log28=3600（bps）B=1/T=1/（8.33×10-4）=1200（Baud）122．信道容量

（1）信道容量信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位為位/秒（bps）。（2）離散信道的容量奈奎斯特（Nyquist）無(wú)噪聲下的碼元速率極限值B與信道帶寬H的關(guān)系如下：B=2×H(Baud)

離散無(wú)噪信道的容量計(jì)算公式（即奈奎斯特公式）為

C=2×H×log2N(bps)式中H為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz；N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)，C為信道容量。

13信道容量的計(jì)算【例2.2】普通電話線路帶寬約3kHz，則碼元速率極限值B=2×H=2×3k=6kBaud，若碼元的離散值個(gè)數(shù)N=16，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率C=2×3k×log216=24kbps。（3）連續(xù)信道的容量帶噪模擬信道容量公式（香農(nóng)公式）為

C=H×log2(1+S/N)(bps)

式中S為信號(hào)功率；N為噪聲功率；S/N為信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)，單位為分貝（dB）?！纠?.3】已知信噪比為30dB，帶寬為3kHz，求信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。因?yàn)?0lg(S/N)=30所以S/N=1030/10=1000所以C=3k×log2(1+1000)≈30kbps14誤碼率誤碼率指二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。它是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于10-6，若誤碼率達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)，可通過差錯(cuò)控制方法檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。計(jì)算誤碼率的公式為

Pe=Ne/N

式中，Ne為其中出錯(cuò)的位數(shù)；N為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總位數(shù)，Pe為誤碼率。152.2數(shù)據(jù)傳輸和編碼

2.2.1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字傳輸

1．基帶傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以原來(lái)地0或1的形式原封不動(dòng)地在信道上傳送，稱為基帶傳輸。在基帶傳輸中，傳輸信號(hào)的頻率可以從0到幾兆赫，要求信道有較高的頻率特性。一般的電話通信線路滿足不了這個(gè)要求，需要根據(jù)傳輸信號(hào)的特性選擇專用的傳輸線路。基帶傳輸是一種最簡(jiǎn)單的傳輸方式，近距離通信的局域網(wǎng)都采用基帶傳輸?；鶐鬏敃r(shí)，需要解決的問題是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示。16（1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示

（a）單極性編碼

（b）雙極性編碼

17（1）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示（c）單極性歸零編碼（d）雙極性歸零編碼

18（2）歸零碼和不歸零碼、單極性碼

和雙極性碼的特點(diǎn)

不歸零碼在傳輸中難以確定一位的結(jié)束和另一位的開始，需要用某種方法使發(fā)送端和接收端之間進(jìn)行定時(shí)或同步；歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關(guān)系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。單極性碼會(huì)積累直流分量，這樣就不能使變壓器在數(shù)據(jù)通信設(shè)備和所處環(huán)境之間提供良好絕緣的交流耦合，直流分量還會(huì)損壞連接點(diǎn)的表面電鍍層；雙極性碼的直流分量大大減少，這對(duì)數(shù)據(jù)傳輸是很有利的。

192．頻帶傳輸

為了利用廉價(jià)的公共電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，必須將發(fā)送端的數(shù)字信號(hào)變換成能夠在公共電話網(wǎng)上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，經(jīng)傳輸后再在接收端將音頻信號(hào)逆變換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)

遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器

數(shù)字信號(hào)的調(diào)制實(shí)際上是用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參數(shù)進(jìn)行控制，而模擬信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)是載波，載波具有三大要素：幅度、頻率和相位，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同要素或它們的組合進(jìn)行調(diào)制。

20數(shù)字調(diào)制的基本形式

212.2.2模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸

1．模擬數(shù)據(jù)的模擬傳輸2．模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字傳輸是利用數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)傳輸模擬信號(hào)。這就需要在發(fā)送端將模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化，即需要進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換；在接收端再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，即要進(jìn)行數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換。通常把A/D轉(zhuǎn)換器稱為編碼器，把D/A轉(zhuǎn)換器稱為解碼器。和調(diào)制解調(diào)器一樣，編碼器和解碼器也常在一個(gè)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，稱之為編碼解碼器CODEC（Code-DECode）。

22（1）脈碼調(diào)制PCM的概念

脈碼調(diào)制是以采樣定理為基礎(chǔ)，對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行周期性采樣，利用大于或等于有效信號(hào)最高頻率或其帶寬２倍的采樣頻率，通過低通濾波器從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)。采樣定理表達(dá)公式為Fs（=1/Ts）≥2Fmax

或Fs≥2Bs式中，Ts為采樣周期；Fs為采樣頻率；Fmax為原始信號(hào)的最高頻率；Bs(=Fmax-Fmin)為原始信號(hào)的帶寬。23（2）脈碼調(diào)制PCM的步驟

模擬信號(hào)數(shù)字化的過程包括三個(gè)階段，即采樣、電平量化和編碼。①采樣。每隔一段時(shí)間對(duì)模擬信號(hào)取樣，取樣所得到的數(shù)值代表原始信號(hào)值。采樣頻率越高，根據(jù)采樣值恢復(fù)原始信號(hào)的精度就越高。以采樣頻率Fs把模擬信號(hào)的值采出。②電平量化。把采樣所得到的信號(hào)幅度按A/D轉(zhuǎn)換器的量級(jí)分級(jí)并取整，使連續(xù)模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間上和幅度上都離散的離散值。③編碼。用若干位二進(jìn)制組合表示已取整得到的信號(hào)幅值，將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制編碼。24脈碼調(diào)制(PCM)原理

（a）采樣和電平量化（b）編碼PCM輸出為：00110110110111111101011101000001252.3數(shù)據(jù)同步方式

2.3.1位同步位同步是使接收端對(duì)每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持同步。實(shí)現(xiàn)位同步的方法可分為外同步法和自同步法兩種。在外同步法中，接收端的同步信號(hào)事先由發(fā)送端送來(lái)，而不是自己產(chǎn)生也不是從信號(hào)中提取出來(lái)。自同步法是指能從數(shù)據(jù)信號(hào)波形中提取同步信號(hào)的方法。典型例子就是著名的曼徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。

26數(shù)字信號(hào)的同步編碼方法-曼徹斯特編碼

兩種曼徹斯特編碼是將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)都包含在數(shù)據(jù)流中，在傳輸代碼信息的同時(shí)，也將時(shí)鐘同步信號(hào)一起傳輸?shù)綄?duì)方，每位編碼中有一跳變，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干擾性能。

272.3.2異步傳輸

異步傳輸也叫字符同步，每次傳送一個(gè)字符，具體做法是，每個(gè)字符的首末分別設(shè)1位起始位和1位或1.5位或2位停止位，分別表示字符的開始和結(jié)束。起始位是0，結(jié)束位是1，字符可以是5或8位，一般5位字符的停止位是1.5位，8位字符的停止位是2位。

異步傳輸方式282.3.3同步傳輸

同步傳輸也叫幀同步，是以字符塊為單位進(jìn)行傳輸，一個(gè)字符塊一般有幾千個(gè)數(shù)據(jù)位。為了防止發(fā)送端和接收端失步，發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘必須同步。目前一般采用自同步法，

為使接收端和發(fā)送端同步，除使雙方時(shí)鐘同步外，還必須使接收端能準(zhǔn)確判斷出數(shù)據(jù)的開始和結(jié)束，一般的做法是在數(shù)據(jù)塊前加一個(gè)一定長(zhǎng)度的位模式，一般稱為同步信號(hào)或前文（SYN），數(shù)據(jù)結(jié)束后加上后同步信號(hào)（后文）。前文、后文加上所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息構(gòu)成了一個(gè)完整的同步傳輸方式下的數(shù)據(jù)單位，稱為幀。幀是數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單位。

292.4多路復(fù)用技術(shù)及數(shù)據(jù)交換技術(shù)

2.4.1多路復(fù)用技術(shù)

多路復(fù)用技術(shù)就是把許多個(gè)單個(gè)信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。多路復(fù)用系統(tǒng)可以將來(lái)自多個(gè)信息源的信息進(jìn)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(jìn)行傳輸。在接收端，則設(shè)有能將信息群分離成單個(gè)信息的設(shè)備，因此，只用一套發(fā)送裝置和接收裝置就能替代多個(gè)設(shè)備，如圖所示。

30常用的多路復(fù)用技術(shù)

主要有四種形式：頻分多路復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）、時(shí)分多路復(fù)用（TimeDivisionMultiplexing，TDM）、波分多路復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）碼分多路復(fù)用（CodeDivisionMultiplexing，CDM）。311．頻分多路復(fù)用（FDM）技術(shù)

在物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號(hào)所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同(或略寬)的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)，這就是頻分多路復(fù)用。

頻分多路復(fù)用

322．時(shí)分多路復(fù)用（TDM）技術(shù)

若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一個(gè)信號(hào)占用，這樣，利用每個(gè)信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個(gè)數(shù)字信號(hào)。時(shí)分多路復(fù)用不僅局限于傳輸數(shù)字信號(hào)，也可同時(shí)交叉?zhèn)鬏斈M信號(hào)。TDM又分為同步時(shí)分復(fù)用（SynchronousDivisionMultiplexing，STDM）異步時(shí)分復(fù)用（AsynchronousDivisionMultiplexing，ATDM）

33（1）同步時(shí)分多路復(fù)用

同步時(shí)分復(fù)用采用固定時(shí)間片分配方式，即將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長(zhǎng)度連續(xù)地劃分成特定時(shí)間段（一個(gè)周期），再將每個(gè)時(shí)間段劃分成等長(zhǎng)度的多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙以固定的方式分配給各路信號(hào)，各路信號(hào)在每一時(shí)間段都順序分配到一個(gè)時(shí)隙

由于在同步時(shí)分復(fù)用方式中，時(shí)隙預(yù)先分配且固定不變，無(wú)論時(shí)隙擁有者是否傳輸數(shù)據(jù)都有一定時(shí)隙，這就造成時(shí)隙浪費(fèi)，其時(shí)隙的利用率很低，為了克服STDM的缺點(diǎn)，引入了異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)34（2）異步時(shí)分多路復(fù)用

異步時(shí)分多路復(fù)用又稱統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，以避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。ATDM就是只有當(dāng)某一路用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)才把時(shí)隙分配給它；當(dāng)用戶暫停發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，則不給它分配時(shí)隙。電路的空閑可用于其他用戶的數(shù)據(jù)傳輸

異步時(shí)分多路復(fù)用

353．波分多路復(fù)用

波分多路復(fù)用在概念上與頻分多路復(fù)用相似，因此也稱其為光的頻分復(fù)用。所不同的是波分多路復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于全光纖組成的網(wǎng)絡(luò)中，傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，并按照光的波長(zhǎng)區(qū)分信號(hào)。WDM技術(shù)的工作原理如圖所示波分多路復(fù)用364．碼分多路復(fù)用

碼分多路復(fù)用也是一種共享信道的方法，每個(gè)用戶可在同一時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信，但使用的是基于碼型的分割信道的方法，即每個(gè)用戶分配一個(gè)地址碼，各個(gè)碼型互不重疊，通信各方之間不會(huì)互相干擾，且抗干擾能力強(qiáng)。372.4.2數(shù)據(jù)交換技術(shù)

按數(shù)據(jù)傳送技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)又可分為電路交換網(wǎng)報(bào)文交換網(wǎng)報(bào)文分組交換網(wǎng)

381．電路交換電路交換就像電話系統(tǒng)一樣，在通信期間，發(fā)送方和接受方之間一直保持一條專用的物理通路，而通路中間經(jīng)過了若干節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接電路交換的通信過程包括3個(gè)階段：電路建立數(shù)據(jù)傳輸電路拆除39（1）電路建立

在傳輸任何數(shù)據(jù)之前，要先經(jīng)過呼叫過程建立一條專用的物理通路。若A站要與D站傳輸數(shù)據(jù)，需要在A～D之間建立一條物理連接。具體的方法是：站點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)1發(fā)出欲與站點(diǎn)D連接的請(qǐng)求，由于站點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)1已有直接連接，因此不必再建立連接。需要做的是在節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)4之間建立一條專用線路。從圖中我們可以看到，從1到4的通路由多條，比如1-2-3-4，1-6-5-4，1-6-3-4和1-2-5-4等，這時(shí)就需要根據(jù)一定的路由選擇算法，從中選擇一條，如1-6-3-4。節(jié)點(diǎn)4再利用直接連接與站點(diǎn)D連通。至此就完成了A～D之間的線路建立。

40（2）數(shù)據(jù)傳輸

電路1-6-3-4建立以后，數(shù)據(jù)就可以從站點(diǎn)A傳輸?shù)秸军c(diǎn)D。數(shù)據(jù)既可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，也可以是模擬數(shù)據(jù)，在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。（3）電路拆除數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方（A或D）發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后逐節(jié)拆除到對(duì)方節(jié)點(diǎn)。就像電話系統(tǒng)中，通話雙方的任何一方都可以先掛機(jī)。

41電路交換技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其特點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來(lái)的順序。②缺點(diǎn)：在某些情況下，電路空閑時(shí)的信道容易被浪費(fèi)，在短時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)電路建立和拆除所用的時(shí)間得不償失。因此，它適用于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。③特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送開始之前必須先設(shè)置一條專用的通路。在線路釋放之前，該通路由一對(duì)用戶完全占用。對(duì)于猝發(fā)式的通信，電路交換效率不高。

42報(bào)文交換的原理和特點(diǎn)1）報(bào)文交換原理報(bào)文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文，報(bào)文就是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長(zhǎng)度不限且可變。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送報(bào)文時(shí)，它將一個(gè)目的地址附加到報(bào)文上，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地址信息，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一直逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無(wú)誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后利用路由信息找出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址，再把整個(gè)報(bào)文傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，端與端之間無(wú)需先通過呼叫建立連接。2）報(bào)文交換的特點(diǎn)①報(bào)文從源點(diǎn)傳送到目的地采用“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”方式，在傳送報(bào)文時(shí)，一個(gè)時(shí)刻僅占用一段通道。②在交換節(jié)點(diǎn)中需要緩沖存儲(chǔ)，報(bào)文需要排隊(duì)，故報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通信的要求。

43報(bào)文交換的優(yōu)缺點(diǎn)3）報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)①電路利用率高。由于許多報(bào)文可以分時(shí)共享兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通道，所以對(duì)于同樣的通信量來(lái)說(shuō)，對(duì)電路的傳輸能力要求較低。②在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)通信量變得很大時(shí)，就不能接受新的呼叫。而在報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)上，通信量大時(shí)仍然可以接收?qǐng)?bào)文，不過傳送延遲會(huì)增加。③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，而電路交換網(wǎng)絡(luò)很難做到這一點(diǎn)。④報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換。4）報(bào)文交換的缺點(diǎn)①不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通信要求，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長(zhǎng)且不定。②有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而無(wú)空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文，而且發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。

443．報(bào)文分組交換

報(bào)文分組交換是報(bào)文交換的一種改進(jìn)，它將報(bào)文分成若干個(gè)分組，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，有限長(zhǎng)度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通信，如終端與主機(jī)通信。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。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。45（1）虛電路分組交換

在虛電路分組交換中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要先建一條邏輯通路。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建好的路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來(lái)結(jié)束這次連接。它之所以是“虛”的，是因?yàn)檫@條電