计算机广域网第2章

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1、第二章 广域网通信基础桂林电子科技大学信息科技学院1本章内容提要v2.1连接到数字网络v2.2多路复用器v2.3调制解调器v2.4微波通信v2.5卫星通信v2.6数字用户线路v2.7专用分组交换机v2.8路由器桂林电子科技大学信息科技学院22.1 连接数字网络2.1.1 DTE/CSU接口v数据终端设备（DTE）提供了RS-232接口，可以通过这种接口 连接到调制解调器上。使用同样的接口连接数字终端设备要比 给每个数据终端设备配备一个独立的连接器更有意义。但不能 简单地把它们连接在一起，因为数字设备不支持RS-232协议， 还必须在它们之间加入另外的东西。v数字服务的本地环路通常终止于用户楼中

2、的一个信道服务单元 （CSU）。CSU是在本地环路（也就是电话信道）上产生传输 信号的设备。实现DTE与CSU的连接几种方法如下： 1.通过数据服务单元(DSU)连接。 2.通过多路复用器连接 3.通过作为PBX（专用分组交换机）一部分的信道组连接 桂林电子科技大学信息科技学院3v值得注意的是，对于很多数据联网设备而言，DSUCSU常常 用作实际设备的一部分，而不是作为一个独立的组件。带有可 连接到T1线路上的广域网端口的路由器，就是一种这样的设备 。 桂林电子科技大学信息科技学院4v2.1.2 亚速率（Subrate）设备任何运行速率比 DS0(64kb/s)低的设备都叫做亚速率设 备。AT

3、&T的数据电话数字服务（DDS）和 British Telcom的Kilo Stream所采用的都是亚速率设备。v数字数据业务是通过数字数据网向用户提供永久性或半永 久性连接电路的，可将各种速率的数据信息按照不同的接 口标准集合到更高标准的数字信道上进行传输。vDDN网由数字电路、DDN节点、网络控制和用户环路组成 ，可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他 新业务，满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网 的需求。桂林电子科技大学信息科技学院5vDDN区别于传统模拟电话专线，主要体现在全数字电路、 传输质量高、时延小、路由可自动迂回、可靠性及可用率 高等方面。v数字数据专线可实现一

4、线多用，既可通话、传真、传送数 据；还可以组建会议电视系统、开放帧中继业务；或组建 自己的虚拟专网（VPN），设立网管中心，管理自己的网 络。并且DDN是全透明网，任何规程都可以支持，只要通 信接口符合V.24或V.35协议，用户软件不需做任何修改即 可实现联网。v在数字数据传输上可开通多种数据业务，主要业务有 64Kbps以下的和Nx64Kbps到2Mbps的点对点或点对多 点的数据、语音和图像通信，数据传输的多点分区连接、 虚拟专网，分布式局部网远程连接和帧中继等，并可作为 分组交换业务的用户线延伸。桂林电子科技大学信息科技学院6v使用DDS时，用户必须通过一个DSUCSU连接到DDS设备

5、。 本地环路运行的比特率是由用户选择的服务决定的。但是从端 局以后，电话公司把本地环路同其他的DDS线路和T载波上的语 音信道多路复用在一起。这包括将多条 DDS线路多路复用到单 一64Kbps DS-0信道。vDDS的运行速率和方式都同DDS一样，但是它还能给每个基 本的亚速率信道提供一条诊断信道。使用较新的DSUCSU设 备的用户可以利用这条诊断信道来执行无损检测和网络管理功 能。v用户可以把多种亚速率设备的多路复用成单一的DS-0，叫做亚 速率多路复用技术。 桂林电子科技大学信息科技学院72.2 多路复用器v多路复用器是一种计算机/电话设备，它允许多种信号在同一种物理介 质上传输。多路复

6、用器通常有两种类型：频分多路复用器（FDM）和 时分多路复用器（TDM）。频分多路复用器多用于传输连续信号，而 时分多路复用器多用于时间离散的数字信号的传输。v频分多路复用器是将可用的传输频率分为多个较细的频带，每个细分 的频带作为一个独立的信道。频分多路复用器有它自己的调制解调器 ，成本低，使用方便。值得往意的是，在频分多路复用中，各频带之 间有频带保护，用来防止信号的重叠，否则信号就要失真。而时分多 路复用器适用于终端密集的地方，每个信号在时间上分时采样，互不 重叠，即将时间分成许多小块，称为时隙，每一用户占用一个指定的 时隙。从而实现每一用户（信源）分别接通信道，且轮流使用同一信 道。桂

7、林电子科技大学信息科技学院82.3 调制解调器v调制解调器（Modem）是同时具有调制和解调两种功能的设备 ，它是一种信号变换设备。v在计算机网络通信系统中，作为信源的计算机发出的信号都是 数字信号，作为信宿的计算机所能接收和识别的信号也要求必 须是数字信号。v在数据传输中，特别是在进行远程数据传输的过程中，为了能 利用廉价的公共电话交换网实现计算机间的远程通信，就必须 先将信源发出的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音 频模拟信号，经传输后再将被变换的数字信号复原，前者称做 调制，后者称做解调。 桂林电子科技大学信息科技学院9v用户访问Internet上主计算机存在的问题 ：铺设专用线路

8、的方法是不现实的。公共电话交换网（PSTN）却只能传输300Hz3400Hz 的音频模拟信号，并且计算机输出的信号所需的带宽远远 大于一个话路的带宽。v为了解决上述两个方面的问题，在计算机输出数据端需要 进行信号调制，即把数字信号转换为某一频率范围的音频 模拟信号在电话线中传输，在数据接收端，数据需要复原 ，即解调。这个过程是利用调制解调器完成的。桂林电子科技大学信息科技学院102.3.1 基本概念在介绍调制解调器时，常用到波特（Band）、比特每秒 （bps或b/s）、字节和字符每秒（cs）等术语。波特是按照19世纪的法国发明家Baudot的名字命名的，最 初是指电报员发送莫尔斯电码的速度，

9、后来表示信号每秒改变 状态的次数。比特是可以用1或0表示的单个二迸制数据单位， 因此看上去bps与波特好像是一样的。但是其他调制以及数据 处理技术允许高速调制解调器的每个波特内传输的数据多于 1b ，也就是说，每秒传输28000b时，实际上的波特率远低于这个 数。因此，描述高速调制解调器速率时正确的单位术语是bps 。桂林电子科技大学信息科技学院112.3.2 调制解调器的类型1、声调制解调器和直接连接调制解调器 2、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调 器 3、异步/同步调制解调器 4、拨号式和租用线式调制解调器 5、模拟调制解调器和数字调制解调器 桂林电子科技大学信息科技学院1

10、21、声调制解调器和直接连接调制解调器v是调制解调器的两种基本类型它们同电话系统连接的方 式不同：声调制解调器是通过套在电话的受话器和送话器 上的橡皮杯与电话相连；而直接连接调制解调器通过与一 个普通RJ-11电话插头相匹配的插座和电话线直接相连。v由于声调制解调器需要手工拨号、应答、挂机，操作不如 直接连接调制解调器方便，抗干扰性也较差，因而现在普 遍使用的是直接连接调制解调器。v另一方面，声调制解调器没有任何部分连接到电话机和电 话线上，不需要特殊插头和引线，也不需要拆卸和安装电 话线缆，因而在一些特殊应用（如出差时使用旅馆电话接 Modem）时比较方便。 桂林电子科技大学信息科技学院13

11、2、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调 器这是直接连接调制解调器进一步细分的两种类型，也 是目前最常见的Modem分类方式。一般简称为内置式 Modem和外置式Modem。v内置式调制解调器体积小，可以直接安装在PC的一个扩展 槽上，没有机壳和电源。v内置式调制解调器卡上带有自己的串行端口，并使用PC电 源。v内置式调制解调器比较便宜但安装时需要打开机箱，寻 找一个合适的插槽，以免与其他设备发生冲突。内置式调 制解调器的工作状态只能依靠软件进行监视。桂林电子科技大学信息科技学院14v外置式调制解调器通常独立安装在自己的机壳内（或者以 商用版形式安装在支架上），拥有独立的电源，并通

12、过串 行线缆方式连接到PC机后面的一个串行端口上。v外置式调制解调器安装方便，便于携带，而且性能好。它 通常带有指示灯面板、发光二极管或者液晶显示面板，显 示有关当前进程的信息，帮助诊断和解决问题。v外置式调制解调器通常可以独立于计算机而开、关电源来 进行重新设置。但外置式调制解调器的价格比内置式调制 解调器贵。桂林电子科技大学信息科技学院153、异步/同步调制解调器v租用线和大型机连接通常使用同步调制解调器。v拨号式服务（如 BBS）一般使用异步式调制解调器。有的调制解调器既提供同步方式又提供异步方式，可 以满足多方的需要。 桂林电子科技大学信息科技学院164、拨号式和租用线式调制解调器v拨

13、号式调制解调器就是通过普通电话线进行数据传输的调制解 调器。拨号式调制解调器要使用与其他拔号式调制解调器和网 络交换数据包兼容的通信参数（如校验位、数据位、停止位的 数目等）。大多数拨号式调制解调器都以异步方式进行工作， 并且拨号式调制解调器要比租用线调制解调器便宜。租用线调 制解调器是使用专门的两线或四线电话线或其他抗外部干扰的 直接连接线的调制解调器。v租用线调制解调器一般以极高的位速率进行传输，可以是同步 方式，可以是异步方式，也可以既适用于同步方式又适用于异 步方式，能以全双工方式传输数据。租用线调制解调器应用在 局域网中。这些调制解调器几乎总要涉及到数据加密、自动回 拨号、数据压缩等

14、选择项。出于价格考虑，除非正在建网或打 算用终端（或以计算机作为终端）与附近的大型机、小型机进 行通信，否则不建议使用租用线调制解调器。桂林电子科技大学信息科技学院175、模拟调制解调器和数字调制解调器 v一般的调制解调器应用都以模拟形式传送和接收数据。但 是，也有数字调制解调器经由特殊的数字网络以真正的 数字形式发送数据。v数字调制解调器的应用涉及到极昂贵的数字电话网络（附 殊的电话线和相关的交换设备），许多PBX（专用分组交 换机）电话系统就是数字系统。 桂林电子科技大学信息科技学院182.3.3 URAT接口vURAT,即PC的异步通信适配器，有时也称通用异步接收器发送 器，也就是PC用

15、于异步通信的接口。在PC上有时把它设计成一块 单独的插件，直接插在PC的系统扩充槽内。由于URAT集成电路 元件所占的空间很小，所以在更多的PC中是作为多功能板的一部 分来设计的。串行设备（如串行调制解调器）使用URAT接口芯片 与PC进行通信。外置调制解调器通过一条串行线缆连接到一个基 于URAT的PC串行端口，再连接到PC；内置调制解调器自带基于 URAT的串行端口。实际上，URAT将来自计算机的并行数据转换 成串行数据流，或者反向转换。vURAT与外部设备（如 Modem）的连接是通过标准的 EIA RS- 232C接口，采用标准的DB-25插头作为连接器。RS-232C驱动器 就是将U

16、RAT内部数据信息传递使用的电压值转换成RS-232C接口 的标准电压值，接收器则是将RS-232C接口的标准电压值转换成 URAT内部使用的电压值。 URAT除了RS-232C接口外，还装有 电流环接口。电流环是串行接口的另一种驱动形式。 桂林电子科技大学信息科技学院192.3.4 RS-232标准RS-232C（简称为RS-232）是关于如何利用串行口进行通信的一些 准则。它是计算机和调制解调器间接口的设计标准。 RS-232C串行口信号分为3类： 1、传送信号 2、联络信号 3、地线信号(GND)，为相连的PC和MODEM提供同一电势参考点。从数据终端设备（DTE）到数据终端设备（DTE）通信中有一个常 见的特例。在两个DTE的物理位置很接近时，例如，同一房间内的两 台计算机相连时，无必要使用两个调制解调器，只要把线缆中的某些 线路简单的交叉在一起，就能够用线缆把DTE连接起来。这种线缆叫做假调制解调器，如图2.2所示。 桂林电子科技大学信息科技学院202.3.5 调制解调器信号和协议1调制解调器信号v各种调制解调器必须含下列通用