{通信公司管理}网络与通信技术

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1、第三章 网络与通信技术,3.1 通信技术与应用,1 通信技术的基本概念 2 信号的表现方式 3 通信信道 4 编码 5 多路复用 6 数据交换技术,1 通信技术的基本概念,通信系统： 指以信息异地传送为目的而配备的硬件、软件的集合。,1 通信技术的基本概念（续）,终 端 远程安装,主 机,前 端 处 理 器,多 路 复 用 器,modem,modem,modem,modem,小型机,modem,多路复用器,（1）通信系统的组成,处理信息用计算机 发送/接受数据用终端或其他输入/输出设备 通信信道 通信处理器 控制输入/输出和管理通信网络其他功能的软件,（2）通信系统的功能,（3）通信协议,定义

2、： 通信协议是通信双方进行对话的约定，若无一致的约定，就无法交换信息。,（3）通信协议（续）,主要功能： 识别通信路径中的设备；唤起其他设备的注意；校验收到的传输信 息；检验那些由于翻译错误而需重新传输的信息，并在发生错误时完成信息恢复。,2 信号的表现方式,数字信号与模拟信号 调制解调器（MODEM）,数字信号与模拟信号,通信系统中传输的信号有两种： 数字数据：离散的值，可用数字信号表 示。是一系列电脉冲。 模拟数据：连续的值，可用模拟信号表 示，是电磁波，可以按照不 同频率在各种媒体上传输。,调制解调器（MODEM）,当采用模拟信道传输数字信号时，必须用调制解调器把数字信号转换成模拟信号后

3、，再用模拟信道传输。 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 数字信号 模拟信号 数字信号,modem,modem,计算机,计算机,3 通信信道,信道是通信网络中发送方和接受方之间的物理通路。,（1）通信媒体,双绞线 同轴电缆 光缆 无线传输,（2）信道特征,传输速率 传输模式 传输方向 带宽,传输速率,有两种表示方法： 比特率：每秒钟传输二进制数据的位 数。单位是比特/秒（bps）。 波特率：每秒钟传输多少电信号单元。 单位是波特（baud）。,传输速率（续）,是两个不同的概念。比特率是信道的数据传输速率，而波特率是数据的信号变化速率。（即数字信号经调制后的传输速率。）,传输模式,并行传输：

4、同时传送一组比特，每个比 特使用单独一条线路，这些 线路通常被捆扎在一条电缆 里。（适合短距离） 串行传输：只使用一条线路，逐个地传 送所有的比特。（适合长距 离）,并行传输,0 1 1 0 1 1 0 0 并行传输,设备,设备,串行传输,0 1 1 0 1 1 0 0 串行传输,设 0 1 1 0 1 1 0 0 备,设备,串行通信的两种方法,异步传输：每次传输一个字符，每个字 符前面加一个起始位，后面 加一位校验位和一个终止 位，适合低速传输。,串行通信的两种方法（续）,同步传输：接受与传送设备之间通过电 子时钟始终保持一致的动作 频率，一次传输一组字符， 主要用于高速传输大量数 据。,传

5、输方向,信息传输还要考虑数据在通信网上的流动方向： 单工传输：数据在任何时候都是只能在一个 方向上传输。 半双工传输：可以在两个方向，但不是同时 传递数据。 全双工传输：数据可以同时在两个方向上传 输。,带宽,媒体能够传输的最高频率和最低频率的差值。,4 编码,无论使用什么媒体传输信息，都要解决一个最基本的通信问题：把信息编码成适合传输的格式。,例,计算机的基本存储方式是二进制数，用0或1表示，称为比特位，它是计算机能够存储的最小信息单元，当它们单独存在时并无多大意义，但若把它们放到一起，就会产生很多0和1的不同组合。如：两个比特可有 种不同组合（00，01，10，11）。我们将一种组合与某个

6、确定的内容联系起来，这种联系即是编码。,4 编码（续）,最为流行的字符编码：ASCII码（美国标准信息交换码）。这是一种7位编码，它为每个键盘字符和一些特殊功能分配一个唯一的组合。,5 多路复用,一条频带宽度为W的物理信道，有两种方法将其划分为多条物理信道，以便多对信源各自独立地使用它们，实现对信道的多路复用。 （1）频分多路复用（FDM） （2）时分多路复用（TDM）,（1）频分多路复用（FDM）,频分多路复用（FDM）技术用于模拟信号。在FDM中，信道再被分成几个频率的子信道。这样可同时传送多个信号。如：若信道频带宽度为3000Hz，就划分成四个子信道。 子信道1：300-800Hz 子信

7、道2：900-1400Hz 子信道3：1500-2000Hz 子信道4：2100-2600Hz 没有使用的频率用来把子信道分开。每个子信道对应多路复用器的一个输入信号。,（2）时分多路复用（TDM）,时分多路复用（TDM）技术用于数字信号。 TDM把几个需要传送的信号合并成一个“框架”，然后把这个“框架”送到信道中去。在接受端另有一个多路复用器将合并的“框架”分开，再把它们送到各自相应的终端。,（1）频分多路复用（FDM）,终 FDM FDM 端 频分多路复用,modem,modem,信道1,信道2,信道3,信道4,（2）时分多路复用（TDM）,终 TDM TDM 端 时分多路复用,modem

8、,modem,1,2,3,4,1,2,3,4,6 数据交换技术,在广域网中一般采用点到点信道，而点到点信道使用存储转发的方式传送数据。这就涉及到数据交换技术。数据交换技术主要有三种类型： （1）电路交换 （2）报文交换（包交换） （3）分组交换,（1）电路交换,电路交换的概念来自于电话系统，在电路交换网中，一旦一次通话建立，在两部电话之间就有一条物理通路存在，直到这次通话结束，然后拆除物理通路。,（2）报文交换,电报系统使用的是报文交换技术。报文交换不能事先建立物理电路，当发送方有数据要发送时，它将把要发送的数据当做一个整体交给中间交换设备，中间交换设备先将报文存储起来，然后选择一条合适的空闲

9、输出线路将数据转发给下一个交换设备。如此循环，直到将数据送到目的地。,（3）分组交换,分组交换技术是报文交换技术的改进，适合于交互式通信。在分组交换网中，数据被划分成一个分组，且分组的大小有严格的上限，这样使得分组可以被缓存在交换设备的内存而不是磁盘中。,3.2 网络技术与应用,1 网络基础 2 网络技术与应用,1 网络基础,计算机网络： 以共享资源为目的，利用通信手段将地域上相对分散的若干台计算机系统、终端设备和数据设备连接起来，并在协议的控制下进行数据交换的系统。,1 网络基础（续）,（1）接口与协议 （2）OSI参考模型（开放系统互联参考模型） （3）拓扑结构,（1）接口与协议,例：邮政

10、通信系统 用户间约定 用户 子系统 用户/邮局 约定 邮局间约定 邮政 子系统 邮局/运输 部门 约定 运输部门间约定 运输 子系统 甲地 乙地,用户 （写信人）,用户 （写信人）,邮政局,邮政局,运输部门,运输部门,（1）接口与协议（续）,在进行计算机网络设计时，为减少 复杂性，往往按功能将计算机网络分为多 个不同的功能层。 网络中同等层之间的通信规则就是该层使用的协议。 同一计算机的不同功能层之间的通信规则称为接口。,（1）接口与协议（续）,即： 协议是不同机器同等层之间的通信约定。 接口是同一机器相邻层之间的通信约定。,（2）OSI参考模型,发送信息进程 接受信息进程 层间逻辑通讯 每一

11、层执 每一层执 行功能并 行功能并 将信息送 将信息送 往下一层 往上一层 数据流的物理传输,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,表示层,会话层,传输层,网络层,物理层,应用层,数据链路层,（2）OSI参考模型（续）,物理层：主要功能是完成相邻结点之间 原始比特流的传输。 数据链层：主要功能是如何在不可靠的 物理线路上进行数据的可靠 传输。,（2）OSI参考模型（续）,网络层：主要功能是完成网络中主机间 的报文传输。 传输层：主要功能是完成网络中不同主 机上的用户进程之间可靠的数 据通信。,（2）OSI参考模型（续）,会话层：该层允许不同机器上的用户之 间建立会话关系。

12、 表示层：完成某些特定的功能。（不必 每个用户自己来实现） 应用层：该层包含大量用户普遍需要的 协议,（3）拓扑结构,网络拓扑是从结构的角度来研究网络体系的。它将网络上的工作站点视为一个节点，通信信道视为一条线，整个网络系统变为一张平面图，用图论的方法进行研究。,（3）拓扑结构（续）,最常见的网络拓扑结构有： 1）总线拓扑结构 2）环型拓扑结构 3）星型拓扑结构 4）全链接拓扑结构 5）组合拓扑结构,1）总线拓扑结构,将所有的节点都通过各自的硬件接口直接连接到一条传输介质上，形成一条公共的多路访问总线。 总线型,1）总线拓扑结构（续）,特点： 结构简单灵活，便于扩充。 可靠性好。 网络的响应速

13、度快，便于广播方式工作。 故障诊断困难。 不适用于实时要求高的场合。,2）环型拓扑结构,是一种闭合的总线结构。各站点通过重发器连接到公共的通信介质上，形成一个封闭的环。 环型,2）环型拓扑结构（续）,特点： 控制简单。 适用于光纤，传送距离长。 节点故障会引起全网络故障。 不易重新配置网络。,3）星型拓扑结构,由中央结点和通过点到点链路连接到中央结点的各站点组成。在这种拓扑结构网络中，多数采用的是电路交换方式，任意两个站点之间的通信都要经过中央结点，并由该结点为它们建立起物理链接。,3）星型拓扑结构（续）,特点： 网络结构简单。 网络控制简单。 可靠性较低。 扩展与共享困难。,中 央,4）全链

14、接拓扑结构,每一对设备间都有直接的链接，不 需要再竞争公用线路。特点： 任意两台设备可直接通信，而不涉及其他设备。 链接费用增加。 物理线路利用率低。,5）组合拓扑结构,前面不同拓扑结构的组合使用。,2 网络技术与应用,（1）计算机网络功能 （2）计算机网络的分类 （3）计算机网络系统集成,（1）计算机网络功能,数据通信 资源共享 增加可靠性 提高系统处理能力,数据通信,改造了传统的信息交换方式，提供了一种全新的电子传递方式电子邮件。 给人们提供了一个网络环境，在此基础上可建立一种新型的合作方式计算机支持协同工作，它消除了地理上的距离限制。,资源共享,资源共享是指计算机系统的硬件共享，软件共享和数据共享。资源共享能避免重复投资和劳动，从而提高资源的利用率，使系统整体性能价格比得到改善。,增加可靠性,可靠性的提高体现在网络中计算机彼此互为备用，避免了单点失效对用户产生的影响。,提高系统处理能力,单机的处理能力是有限的，而在计算机网内，多台计算机可通过协同操作