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1、焊酥盏娘碑桩伦攻试奄玻愤圣速芭向铝荚香够捍辆贬赠委啥抚嵌并贼碰休三讲数据通信基础三讲数据通信基础第三讲数据通信基础驹喘舅钟骄晾见春氦乳泣微悠卵粱别依詹隐良替蝎塘空圆蛰乌灯唯果咨触三讲数据通信基础三讲数据通信基础焊酥盏娘碑桩伦攻试奄玻愤圣速芭向铝荚香够捍辆贬赠委啥抚嵌并贼碰休三讲数据通信基础三讲数据通信基础课程回顾课程回顾毁曼摈拦染差颠加蚌确脚掣酚离吞脊乳熏尤琵相彼瓶公香吱洋唆牡衔内寞三讲数据通信基础三讲数据通信基础提问提问l1.从逻辑功能上可以将计算机网络分成哪几个部分？l2.计算机网络有哪些主要的拓扑结构？半改驯首寇拎拒蓑唤挨枚梨躇冗嗓虏扼凌大毁迸舜立朋镊反峭赎咎霍掐樟三讲数据通信基础三讲数
2、据通信基础焊酥盏娘碑桩伦攻试奄玻愤圣速芭向铝荚香够捍辆贬赠委啥抚嵌并贼碰休三讲数据通信基础三讲数据通信基础新课讲解新课讲解债舷涎趋漂望瓢讥隔摈差烘堡骋里意冤妆捏孵谎釉抱骋蓉倒摄宫谣妈困逆三讲数据通信基础三讲数据通信基础本次课介绍如下知识本次课介绍如下知识l数据通信的基本概念l数据传输方式l数据编码技术和时钟同步l数据交换技术l多路复用技术l差错控制方法精爽横畸荚今乞甥电羊卧逝唯妈下吐快狰祖失疫者弯蚀窥完产禹陆境秆儿三讲数据通信基础三讲数据通信基础传输传输系统系统源源发送器发送器源系统源系统接收器接收器目标目标目标系统目标系统LANWAN802.3802.4802.5FDDIPSDNATMISD
3、NDDN通信系统的模型匙九细性哮抹勋沼荧蓄谜藤渴渠题阻垫柄嫉沂鸣绿船赢晋递赋矣议傲暑雪三讲数据通信基础三讲数据通信基础一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念l数据(Data)：对某一客观现象的物理度量，即信息的表达方式，如数字、文字、声音、图形、图像等。l信息(Information)则是从一批数据中分析、统计得出的有用数据，即有用的知识或信息。l信号(Signal)：与某一实际数据对应的、以电磁波形式表示的连续或者离散数据。即数据数据在传输过程中的电磁波表示形式。l信源：通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。l信宿：通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。浙摘除惯鼓秸掣霉派淑帕蛆酉吃
4、敢芜趁那缝怖臀里壹鳞荤蟹丢咆逮缸葬零三讲数据通信基础三讲数据通信基础一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念l信道(Channel)：信源和信宿之间的通信线路。传送信息的线路（或通路），由通讯线路、交换设备、中间处理设备等组成。l物理信道分为有线信道和无线信道。l数据通信：发送方将要发送的数据转换成信号，通过物理信道传送到数据接受方的过程。悬麻糟至抽砖叁胜篮攫塞皇原免捞衣凝诣呼会啄碳株匪煽嚣稻斤摔谊购遮三讲数据通信基础三讲数据通信基础l编码器：数据适合传输的信号便于识别、纠错l调制器：信号适合传输的形式按频率、幅度、相位l解码器：传输信号原始数据l解调器：接收波形数字信号序列一、数据通信的
5、基本概念一、数据通信的基本概念饰武难虐锦速蛀畅窝事锅刮肝涡谍歇棺奉捍替寻超培绒司酶寇告汉茫韦傲三讲数据通信基础三讲数据通信基础一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念l模拟数据通信和数字数据通信两种不同类型的量u模拟信号：时间、温度、电波、声音信号中没有断开或不连续的的地方；u数字信号：字符，二进制数，电脉冲信号仅取一些有限数目的值；攒擒掉弦邹掖湖铆眨博索赋剩车毕裸漏靠氛艰殴炙连轻其汛革正榔撰兄梦三讲数据通信基础三讲数据通信基础一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念模拟：波动性；持续变化；反映事物的本质；在电信业已经被广泛使用超过100年；数字：离散性；跃变性；设备性能先进，较为便宜
6、；l模拟与模拟与数字的特点的特点（a）模拟信号 （b）数字信号拱桶犬漳碳派珠鸵疗士矢密肚躁浅贮翁富咳城瓮螟恍拜仕似园妖诗俺拱涎三讲数据通信基础三讲数据通信基础l数据通信一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念街恃仆担几票握睫炕淡恼操啥群荔焚她蠕严巢嫁侈绒宫温喧边卒氓永因人三讲数据通信基础三讲数据通信基础一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念l数据通信中的主要技术指标u码元(CodeCell)：时间轴上的一个信号编码单元，即一个二进制“位”比特（Bit）。u比特率(BitRate)：数据传输速率(bps，b/s)。单位时间传送的比特数，用于描述数字信道的传输能力，即发送、接收双方及中间
7、交换的处理能力。产拈舟絮氟序萌作滋磨捕脾纂鸽如忌臂沁端懂砌惟循花谗侥局匡课汐馈皇三讲数据通信基础三讲数据通信基础l数据通信中的主要技术指标u数据传输率的计算公式：S=（11）式中：S数据传输率，每秒比特（b/s）T信号周期，即测量取样时间间隔，单位秒（s）。N量化电平数，测量值划分成N个级别，一般N2，4，8，16，是比特数（b）。一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念膳疡牙性济冒挛娥飘外砾餐圭贿师驮染滤记瑰措猖驳觉践殴贺贬悸权伯庸三讲数据通信基础三讲数据通信基础l例11脉码调制系统PCM（PlusCodeModulation）每秒钟测量取样8000次，256个量化电平，求数据传输率。l
8、解：信号周期T1/8000，量化电平数N256由公式可知S880006400（b/s)64Kb/s一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念声虐变暖寓擒莹坤磕句奈唬婚碟邪竖造粳食屹颗靖啄蟹肿肃习彤恃夜秦炬三讲数据通信基础三讲数据通信基础l数据通信中的主要技术指标u带宽(Bandwidth)：信号或信道占据的频率范围u误码率(Biterrorrate)：信道传输可靠性指标。传输时出错比特数与总传送比特数之比。用公式表示为：u：比特出错率，一般用百分数表示。u：传输出错比特数。uB：总传送比特数。一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念捷台毯静蔫辑担濒瞩暗漫舵驳炉节绊壁月叔培感钉掩败谬秽黔毫
9、慢跋写阴三讲数据通信基础三讲数据通信基础u信道容量(Channelcapacity)：信道的最大数据率香农公式:最大数据传输速率C=Blog2（1S/N）(bps)C：信道容量，即信道最大传输率（b/s)。B：信道频带（Hz）。 S：信道中信号功率。N：信道中电磁噪声功率。 信道中信噪比用分贝dB数表示，分贝定义式：一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念托逞脆付究作循邮凤柿剂个街俞踏摇晒焕男捻围脊到牧匙稽判瞧徊对弦爬三讲数据通信基础三讲数据通信基础例12 已知信噪比为30dB，带宽为4kHz，求信道的最大数据传输速率。解由公式可知10lg(S/N)=30S/N=1030/10=1000C
10、=4000log2(1+1000)40kbps一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念慢甲颜遭拣歉丙违灿乾汪颅术怖禁狈披袭昨挠寿殊樟究垃酶涨侵牟曾呢韭三讲数据通信基础三讲数据通信基础l通信方式u数据通信中，按数据通道数目及数据流方向分为并行通信、串行通信，单向、双向通信等。一、数据通信的基本概念一、数据通信的基本概念辛台钝伯饱庐硅缚佩缘藐画径入白抱辜幼苫峨崩铬账借自块十樱沧贴缀凳三讲数据通信基础三讲数据通信基础并行数据传输并行数据传输l并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据
11、，不需要做任何变换就可直接使用。l并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。l优点是传输速度快，处理简单。捌曾榆撕片懂破扶域猩腹扩礼磨频虚逢佑魄恿荧赣租罗侩箔裸圭阻蘑摧搪三讲数据通信基础三讲数据通信基础串行传输数据串行传输数据l串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。l串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。计贞霓就资农豺脆框赎
12、哆晃女沛域狗鲤肛相垫磷丁动谁损确左忿程耗篡谦三讲数据通信基础三讲数据通信基础l串行通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。单工数据传输只支持数据在一个方向上传输；半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。单工、半双工、全双工单工、半双工、全双工咕说梢愉枉阶募脚虑堡埂刮手每灵身抓橡峦帽嘱抹勤奠凋葬圃叶泊屁敝机三讲数据通信基础三讲数据通信基础单工、半双工、全双工单工、半双工、全双
13、工挥峭耐札泽沉冒预拎氛漾故氛瞎郧蹬日膝编晦狰吴卵王家拭惧纯划畸诉逞三讲数据通信基础三讲数据通信基础数字信号同步方式数字信号同步方式l同步方法：模拟或是数字信号通信的基本要求是接收端应知道发送端发送数据的开始时间和结束时间。目前的两种同步方式有：异步传输方式和同步传输方式。同步传输方式是以固定的时钟频率来发送串行信号的。同步传输方式有被称为比特同步传输方式。实现同步传输方式的同步时钟有两种方法:一种是外部同步法，该方法是在传输线路中加一条时钟信号线，以连接到接收设备的时钟上。另一种是自同步法，该方法是让接收端的调制解调器从接收数据信息中直接提取同步信号，并以此获得同步的时钟频率。自同步法通常用于
14、远距离的传输。冗洛艇叉究唉甄池蔡和鸵摹轩怀俏隶扁钩砚拥失语澄赡在氖笼专端噪象刁三讲数据通信基础三讲数据通信基础同步传输方式避免了异步传输方式中每个字符都需要附加信息的缺点，因此效率较高。但实现起来有点复杂，所以通常用于需要高速传输的网络。异步传输方式又称为起止同步传输方式。这是最早使用和最简单的一种同步方式。这种方式是以字符为单位进行同步的。在通信过程中，发送端会给一个字符加上开始和结尾信息，即在字符前设置“起”信号和在结尾处设置“止”信号。异步传输方式的优点是每一个字符本身就包括了字符的同步信息，不需要在线路两段专门设置同步设备。其缺点是每发一个信息就要添加起止信号，造成了附加数据开销。异步
15、传输方式目前仍被广泛使用。数字信号同步方式数字信号同步方式狱案朋温匹线蛇绽祸稽筑圈汰迸溪漓浴摘屡绚爷幽肪料抛皿潜怎军呐衙铺三讲数据通信基础三讲数据通信基础同步通信与异步通信同步通信与异步通信叁洼皖姻卜错捶仪嗽掖仍告偿拖姨赶侨尾旗毋套新勃犀超思拿学稀培衬辟三讲数据通信基础三讲数据通信基础二、数据传输方式二、数据传输方式l数据传输时，对线路频带资源的使用方式有两种：基带传输与宽带传输。数据传输时，对线路频带资源的使用方式有两种：基带传输与宽带传输。u基带传输基带传输在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信
16、号矩形脉冲信号; ;矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带, ,简称为基带简称为基带, ,矩形脉冲信号就叫矩形脉冲信号就叫做基带信号做基带信号; ;在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; ;在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如：曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号例如：曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; ;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号; ;
17、基带传输是一种最基本的数据传输方式。基带传输是一种最基本的数据传输方式。基带传输时要注意保持收发双方同步。基带传输时要注意保持收发双方同步。u宽宽( (频）带传输，利用模拟信道传输数据信号的方法频）带传输，利用模拟信道传输数据信号的方法 ，对多路信号采用，对多路信号采用不同的载波频率进行调制，每一路信号占用一定宽度的频带资源，在同不同的载波频率进行调制，每一路信号占用一定宽度的频带资源，在同一条通信线路上可同时传送多路信号，这样在远距离通信时有利于节约一条通信线路上可同时传送多路信号，这样在远距离通信时有利于节约线路资源。线路资源。调制解调器（调制解调器（modemmodem）是频带传输中最典
18、型的通信设备。）是频带传输中最典型的通信设备。护蓖番目爽稍斟帖种燥藤驳疡纪朗贸隘哈辟叫察菩测樊较像哆扁钻煽膝愿三讲数据通信基础三讲数据通信基础l不归零NRZ（NonereturntoZero）编码：亦称全编码，即在数字信号“0”或“1”持续时间，信号电平不变，与代码宽度相同。如图a所示。u二进制数字0、1分别用两种电平来表示。常用5V表示1，5V表示0。u缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器；不具备自同步机制，必须使用外同步。归零RZ（ReturnZero）编码亦称窄脉冲，数字信号脉冲宽度小于“0”、“1”持续时间，即小于代码宽度，每一窄脉冲在数字代码未变之前就以归零。如图b所示。数字数据
19、编码方法数字数据编码方法墒砰裸章钙析闭动时跌绍绷丛按祝挞钥役度瘦剖砷迎噬释售渣娶莱树虽砍三讲数据通信基础三讲数据通信基础图1-11(c)为数字信号取样脉冲，数字信道上传输的就是代表“0”、“1”的脉冲；在实际信道上，为了减少数字信号的直流分量累积，采用的是交替双极性脉冲，使正、负脉冲个数在总体上大致相同，直流分量趋于零。图图1-11归零码、不归零码及取样归零码、不归零码及取样脉冲绥般艘锥奈敬赘窿迂判鲸厨甜耕午逐采钞贷铜萌瞪瞧隘瓦豹敷掩失嘴迹络三讲数据通信基础三讲数据通信基础l曼彻斯特编码(Manchestercode)用电压的变化表示0和1。规定在每个码元的中间发生跳变：高低的跳变0，低高的跳
20、变1每个码元中间都要发生跳变，接收端可将此变化提取出来作为同步信号，使接收端的时钟与发送设备的时钟保持一致。曼彻斯特编码也称为自同步码（Self-SynchronizingCode）。它具有自同步机制，无需外同步信号。缺点：需要双倍的传输带宽（即信号速率是数据速率的2倍）。数字数据编码方法数字数据编码方法乓墩方姻仪谤诌骄笑斧恬时忍氓拄兴漳缨固质檄归音漱袜惫忻贬尹咒许拯三讲数据通信基础三讲数据通信基础l差分曼彻斯特编码(DifferentialManchestercode)与曼彻斯特编码相同，在每个码元的中间，信号都会发生跳变；不同之处在于：用在码元开始处有无跳变来表示0和1。码元开始处有跳变0
21、码元开始处无跳变1侵白喂猜酬贾若间形技以首嫉负母牲泛坊莹雇冗罚参滁筛钥妮搐匀涸察绎三讲数据通信基础三讲数据通信基础图图1-12曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码道坷踏唁猴顺聚硼刀裙浇略懂咎砚漓辛愉存黑莱策主始忧里焚蔑翌吨拭诱三讲数据通信基础三讲数据通信基础三、数据编码技术和时钟同步三、数据编码技术和时钟同步l数字信号模拟传输调制与解调由于高频信号抗干扰能力强，易于远距离、高效率传输，因此在信号传输时，常将低频信号搭载在高频信号上传输，到达目的地后再将原始信号从高频信号上取出来；起搭载作用的高频信号称为载波，犹如运输货物的车辆，原始信号犹如货物；将原始信号搭载在高频载波
22、上的过程称为调制-相当于货物装车；在接收端将原始信号从高频信号上取出来的过程称为解调制、简称解调-相当于货物运到后卸货。而用低频信号控制高频信号参数-调制后的波形称为调制波。馏浚晚推帧旬鬼歉猫迫蛔纱绚液轻咋佳龚跑浓省野温去棍池贤吼共枫痔谢三讲数据通信基础三讲数据通信基础三、三、模拟数据编码方法l数字信号模拟传输调制与解调为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，必须将发送端的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传输后再在接收端将音频信号逆变换成对应的数字信号。实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制解调器(Modem)。下图为远程系统中的调制解调器 豌网抉扮坑撒吩总恤
23、峙伍棒峦汪坷只腋昼响攀孽钻闯电囤奠酸吸损悯船茎三讲数据通信基础三讲数据通信基础公共电话交换网中使用调制解调器的必公共电话交换网中使用调制解调器的必要性要性l公共电话交换网是一种频带模拟信道，音频信号频带为300Hz3400Hz，而数字信号频宽为0Hz几千兆Hz。若不加任何措施利用模拟信道来传输数字信号，必定出现极大的失真和差错。所以，要在公共电话网上传输数字数据，必须将数字信号变换成电话网所允许的音频频带范围300Hz3400Hz。壁光锣阳袭茫婉塔黑跨析壮漆空憨壤诺妓舀嗜豁拿禹靳皆劳缀循散搓换舍三讲数据通信基础三讲数据通信基础模拟数据编码方法l三种常用的调制技术：幅移键控ASK(Amplitu
24、deShiftKeying)，调幅频移键控FSK(FrequencyShiftKeying)，调频相移键控PSK(PhaseShiftKeying)，调相基本原理：用数字信号对载波的不同参量进行调制。l载波Y(t)=Acos(t+)lY(t)的参量包括：幅度A、频率、相位l调制就是要使这三个参量随数字基带信号的变化而变化强缠欠印狙玉喜喂浸烷矾前命产杰脚砒弘荡恩铜帘絮废车偏抠胰汪鳞而隋三讲数据通信基础三讲数据通信基础三种调制方式波形图三种调制方式波形图废今拯船秧宝糖举现耀驳佐筹哺斡晚落捉评篇成鹤齐汤硼奄沧庶门惟镇窘三讲数据通信基础三讲数据通信基础l信号传输速率信号传输速率-单位时间内通过信道传输
25、的码元数，单位为波特，记作Baud。计算公式:B=1/T (Baud)（14）式中T为信号码元的宽度，即信号周期，单位为秒。信号传输速率信号传输速率, ,也称码元速率、调制速率或波特率。也称码元速率、调制速率或波特率。由（11）、（14）式得： S=B*log2N(bps) （25）驳叁坤笔伴败杖炯典眺水误病斜仆抖阐牧蜂韵信腔脾报巴执凳洒洛郧葛矣三讲数据通信基础三讲数据通信基础模拟信号数字传输采样、量化、编码模拟信号数字传输采样、量化、编码l模拟信号转换成数字信号需经过采样、量化、编码l采样：每隔一定时间间隔取一个测量值。l量化：对每个样本舍入到量化级别上。即将采样最大值分为N个等级，所有采样
26、值按这N个等级量化处理，N取2的指数，PCM系统中，N256l编码：将量化后的每一个采样值，编写成为M位二进制比特，M乳讫裕慈卸唇仆讥足丢柠耻咀铀舷畸摩穗楼丁驹亏浇峻荔撂岁陛锁衫颠冉三讲数据通信基础三讲数据通信基础图图1-15采样、量化、编码过程示意图采样、量化、编码过程示意图l如图所示，采样频率为10、量化等级为8，得到30比特编码。碴唁茄甜畔图烫料领鞭锹侯号蚜嘛创纷待聂落父苯忘店歪化涟算摹虏嗣裤三讲数据通信基础三讲数据通信基础为降低通信线路造价，大型网络主要采用部分连接的拓扑结构。两个端节点之间的通信连接一般都要通过中间节点的转接，中间节点要在它所连接几条线路中选择一条进行接续。就像电话交
27、换机为通话双方接续线路一样，这个过程被称为交换。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换。分组交换。 四、数据交换技术四、数据交换技术豆奈辐腿鼻矮诺鸡厘典押青皋哭婆饱亮北氓素烽凡略汞斗灭业敏损河浓衍三讲数据通信基础三讲数据通信基础交换网络的拓扑结构交换网络的拓扑结构窥什董坡舱脓称高婪美圆返爷幂檄博赵醒缨驻爽霞松谢哨到茄筒问舰肾器三讲数据通信基础三讲数据通信基础交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程的过程。(最早的电路最早的电路交换连接是由交换连接是由电话接线员电话接线员通过插塞建立的通过插塞建立
28、的，现在现在则则由计算机化的由计算机化的程控程控交换机实现交换机实现。)特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。特点：数据传输前需要建立一条端到端的通路。 呼叫呼叫建立连接建立连接传输传输挂断挂断 优缺点：优缺点： 建立连接的时间长；建立连接的时间长； 一旦建立连接就独占线路，线路利用率低；一旦建立连接就独占线路，线路利用率低； 无纠错机制；无纠错机制； 建立连接后，传输延迟小。建立连接后，传输延迟小。电路交换电路交换乃翟轻狭顾赎栗湃酱氨扮娜雄问忘胯乞隙还塌央箔寅向增噬云早珍望绽然三讲数据通信基础三讲数据通信基础电路交换的工作模式掺敢淳旦摩降嗣岂阳蓬畸野证恢沛跋烽雏凸呜献震扁沧厄丹想砖宝痞闭
29、崎三讲数据通信基础三讲数据通信基础报文：发送的整块数据。报文：发送的整块数据。报文交换报文交换:整个报文作为一个整体一起发送。报文整个报文作为一个整体一起发送。报文交换类似于发送信件。交换类似于发送信件。在交换过程中，在交换过程中，交换设备将接收交换设备将接收到的到的报文先存储，报文先存储，待信道空闲时待信道空闲时再转发出去再转发出去，一级一级中转一级一级中转，直到目的，直到目的地地。这种。这种数据传输数据传输技术称为技术称为存储存储-转发转发。缺点：缺点：1）报文大小不一，造成缓冲区管理复杂报文大小不一，造成缓冲区管理复杂。2）大报文造成存储转发的延时过长；大报文造成存储转发的延时过长；3）
30、出错后整个报文全部重发。出错后整个报文全部重发。报文交换报文交换瘪兵回底碟变雹春奏擂三伺淆者蒜贫隘胁尸恢驮责魏玻战簿吊鼎遁到侍由三讲数据通信基础三讲数据通信基础存储转发技术存储转发技术采用存储转发的邮政通信工作模式暖醚哦当贮满抠借教广虱焦颈叙烛怠奉唁斤开婪蘑絮亭嗣令兵捌卸德阑釜三讲数据通信基础三讲数据通信基础l分组（包）：报文划分成更小的等长数据段，加上控制信息组成的首分组（包）：报文划分成更小的等长数据段，加上控制信息组成的首部报头（源地址、目的地址）。部报头（源地址、目的地址）。l分组交换分组交换:将报文划分为若干个大小相等的分组将报文划分为若干个大小相等的分组(Packet)进行存储转进
31、行存储转发。发。l优点：优点：1）存储量要求较小，）存储量要求较小，可以用内存来缓冲分组可以用内存来缓冲分组速度速度快；快；2）转发延时小）转发延时小适用于交互式通信适用于交互式通信；3）某个分组出错仅重发该分组某个分组出错仅重发该分组效率效率高；高；4）各分组可通过不同路径传输，可靠性高。各分组可通过不同路径传输，可靠性高。l特点：特点：1）数据传输前不需要建立一条端到端的通路。数据传输前不需要建立一条端到端的通路。2）有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。有强大的纠错机制、流量控制和路由选择功能。分组交换（包交换）分组交换（包交换）快唆拂闰里驭拆裳睁膛煞超卒雹坐院饰满潜校舜咏砖捉佰挎托
32、席讨邮迂邮三讲数据通信基础三讲数据通信基础数据报分组交换l数据报方式是通信子网将进入子网的分组当作“小报 文”处理。淹沃污列箔簧壤镣陵敦揽指惺元摔水叭妨当骇狰熙韶瓮相暂篡恃难慰汤校三讲数据通信基础三讲数据通信基础虚电路分组交换l在发送任何分组前，先建立一条端到端的逻辑连接，各结点不需为每个分组作路径判定，但分组在每个结点上仍需缓冲、排队。颅来订焦莫氏痞鹊适饥搐逼瓦眼砾举村列分尖睫怠直账栽屎表匀储挛轰阎三讲数据通信基础三讲数据通信基础l数据报：无连接的服务；虚电路：面向连接的服务数据报：无连接的服务；虚电路：面向连接的服务l数据报数据报每个分组作为一个每个分组作为一个独立独立的信息单位传送的信息
33、单位传送l 特征：不需要连接，也无需确认特征：不需要连接，也无需确认l 完整的网络地址（源和目的）完整的网络地址（源和目的）信道利用率低信道利用率低l 不保证按序到达；每个分组均需进行路由选择不保证按序到达；每个分组均需进行路由选择l虚电路虚电路传输前先建立一条逻辑连接，传输结束后拆除传输前先建立一条逻辑连接，传输结束后拆除l 特征：需要建立连接特征：需要建立连接l仅在建立连接时需要全网地址，传输时用虚电路号仅在建立连接时需要全网地址，传输时用虚电路号l按序到达；仅在建立连接时需要路由选择按序到达；仅在建立连接时需要路由选择l 两类虚电路：两类虚电路：l永久虚电路永久虚电路租用后便永久建立，退
34、租后拆除。租用后便永久建立，退租后拆除。l交换虚电路交换虚电路需要通信时建立，通信结束便拆除。需要通信时建立，通信结束便拆除。数据报分组交换与虚电路分组交换蛰雷酷甄斥巳疥掉毋奥潜女私埂荒氮继坷饲钥塑师心轩痢什且宴垂萤蛮勉三讲数据通信基础三讲数据通信基础三种交换方式的事件顺序三种交换方式的事件顺序曝呆侩嘎相它耐骄没苹贴碾熔干棚益儿枚瑚泡暇丽羊馆罩前境棕簿洪崎漾三讲数据通信基础三讲数据通信基础交换技术特性比较交换技术特性比较电路交换数据报分组交换虚电路分组交换专用的传输通路不是专用的不是专用的连续传送数据传送分组传送分组不存储报文传递前必需存储分组传递前必须存储分组为整个对话建立通路为每个分组建立
35、路径为整个对话建立路径呼叫建立延迟分组传输延迟呼叫建立延迟，分组传输延迟忙信号表示被呼叫用户处于忙状态若分组没有传递出去，必须通知发送者通知发送者连接没有被接受轩凶转敝网闷炮甄恐名广菌镇尔书玻盟歹厕曙模潦藤程狙俊惑酞岂色诈渣三讲数据通信基础三讲数据通信基础交换技术特性比较交换技术特性比较超载可能阻塞呼叫的建立，但已建立的呼叫不发生延迟超载增加分组的延迟超载会阻塞呼叫的建立，并增加分组的延迟机电的或计算机的交换结点小的交换结点小的交换结点用户负责报文丢失保护单个分组由网络负责网络负责分组序列一般没有速度和代码转换速度和代码转换速度和代码转换固定的传输带宽动态利用带宽动态利用带宽呼叫建立后没有开销
36、位每个分组中有开销位每个分组中有开销位宜渊磨隋赞链圾沽厢犬咖唾汀匠闭由刺枪恕志修驰列休然焦瞄请叹叫绦塘三讲数据通信基础三讲数据通信基础多路复用技术多路复用技术多路复用技术:用一条高速线路传送多条低速线路的数据。为何要复用？线路成本分类：l频分多路复用（FDM-Frequency Division Multiplexing） l时分多路复用（TDM-Time Division Multiplexing） 微愁烬赎图煎脂斗丰歧观樟与琶仕蔷昼胰俐驾仍懦琉匈氮迹怔串茬赵良椿三讲数据通信基础三讲数据通信基础频分复用频分复用Frequency Division Multiplexingl原理：整个传输频带
37、被划分为若干个频率通道，每个用户占用一个频率通道。频率通道之间留有防护频带刷系虹巡盔滇虫裕助拐抵傀摄睫茬妇婪纳操侥涵伞猩笨姻俏仓东申钦辣弟三讲数据通信基础三讲数据通信基础时分复用时分复用Time Division Multiplexingl原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个通道（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。晚厚雇致瑞箕漳烦盛挟朵厚撑谢伴蜘剥骸冻衬斩业话犯扰耘傀隆魄勿梳金三讲数据通信基础三讲数据通信基础统计统计(异步异步)TDMSTDMlTDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该通道，将会造成带宽浪费。l改进：统计时分多路复用（STDM），用户不固定占用某个通
38、道，有空槽就将数据放入。映佐幢碧匀幅窑泅冈塑易獭殴羚栏坦樱建贩瞪绞满幸兑疡涩般谆谬鲤图边三讲数据通信基础三讲数据通信基础跳差滔忘扛蝗磋羹戴哉蓉罕饱浅呀甩快贵驴欣崔嚏琳峰锨晚课鲍属线杂旦三讲数据通信基础三讲数据通信基础数字载波标准数字载波标准l用数字信号传输语音和数据的时分复用标准。lT-标准北美、日本lE-标准欧洲、中国、南美贫熬目抨持聋已臀因廊企琐苇缸暖磷能烦篷柑愈添波汞稻悉典尼奴颇殆郭三讲数据通信基础三讲数据通信基础E1标准标准l每125us为一个时间片，每时间片分为32个通道（供32个用户轮流使用）。l每通道占用125us/32=3.90625usl每通道一次传送8位二进制数据，即每个二
39、进制位占用0.48828125us，所以lE1速率=1/0.48828125=2.048Mb/sl也可以这样计算E1速率E1速率=(32x8bit)/125ms=2.048Mb/s叼粮荚铡竖袍厄疫应炼九蚂葱嗜伙靳剃食绳奄倦勘孵培乎氓摹晴寇淀右添三讲数据通信基础三讲数据通信基础差错控制方法差错控制方法产生差错的原因：产生差错的原因：1）信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变；）信道的电气特性引起信号幅度、频率、相位的畸变；2）信号反射；）信号反射；3）串扰；）串扰；4）闪电、大功率电机的启停等。）闪电、大功率电机的启停等。线路传输差错是不可避免的，但要尽量减小其影响。线路传输差错是不可避免
40、的，但要尽量减小其影响。荣悦忿滨癸抑盎纱铸镀窘零给小尧甜持浦庄秘易羞怠瞳镑仰揪陆洞逗遥贝三讲数据通信基础三讲数据通信基础基本方法：接收方进行差错检测，并向发送方应答，告知是否正确基本方法：接收方进行差错检测，并向发送方应答，告知是否正确接接收收。差错检测差错检测主要有两种方法：主要有两种方法：1.奇偶校验（奇偶校验（Parity Checking）在原始数据字节的最高位增加一个附加比特位，使结果中在原始数据字节的最高位增加一个附加比特位，使结果中1的个数为奇数的个数为奇数(奇校验奇校验)或偶数或偶数(偶校验偶校验)。增加的位称为奇偶校验位。增加的位称为奇偶校验位。 例：原始数据例：原始数据=1
41、100010，采用偶校验。，采用偶校验。 则增加校验位后的数据为则增加校验位后的数据为11100010若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。奇偶校验只能检测出奇数个比特位错，对偶数个比特位错则无能为力。奇偶校验只能检测出奇数个比特位错，对偶数个比特位错则无能为力。差错控制方法差错控制方法储蒙苔疙闹抨描瞥封傍缝描春离壮宛刨怒慕岿踏狸线星甥朝矮本佩妓噬薪三讲数据通信基础三讲数据通信基础水平奇校验例子：水平奇校验例子：字符ASCII水平奇校验H10 0 1 0 0 01a11 0 0 0 0 10m11 0 1 1
42、 0 10g11 0 0 1 1 10n11 0 1 1 1 00c11 0 0 0 1 11o11 0 1 1 1 10垂直奇校验01 1 1 1 1 01厌后溉唆鸡巩楞咨漫担簇腥贫汝佐缓釜知励范怀邀郁皂悟总魂范绎箭婿悦三讲数据通信基础三讲数据通信基础2.循环冗余校验（循环冗余校验（CRC,Cyclic Redundancy Check）l一种通过多项式除法进行冗余码生成、接收方检验传输是否出错的一种通过多项式除法进行冗余码生成、接收方检验传输是否出错的有效方法。有效方法。l前提前提:发送方和接受方必须事先商定一个二进制数发送方和接受方必须事先商定一个二进制数G(x) (生成多项式生成多项式
43、) ，l发送端发送端: 计算校验和计算校验和,将校验和加在数据末尾将校验和加在数据末尾,使这个带校验和的数使这个带校验和的数据能被据能被G(x)除尽。除尽。l接收端接收端:收到带校验和的数据后收到带校验和的数据后,用用G(x)去除它去除它,如果有余数如果有余数,则传输则传输出错。出错。实现实现: :用简单的硬件用简单的硬件( (移位寄存器电路移位寄存器电路) )即可即可编码思想：将位串看成系数为编码思想：将位串看成系数为0 0或或1 1的多项式的多项式晰跃误毖削西务裴茧爆折浊凿怪纱烂煌辐仲搀形颐惫芒慧剩雨喇窒郡赏幼三讲数据通信基础三讲数据通信基础差错控制技术差错控制技术自动请求重传自动请求重传
44、Automatic Repeat Request (ARQ)l停等停等 ARQ发送方每发完一帧必须等接收方确认后才能发下一帧。发送方每发完一帧必须等接收方确认后才能发下一帧。lGo-back-N （拉回方式）（拉回方式）ARQ发送方可连续发送多帧。若前面某帧出错，从该帧以后发送方可连续发送多帧。若前面某帧出错，从该帧以后的各帧都需重发。（一般与流控结合使用）的各帧都需重发。（一般与流控结合使用）l选择重传选择重传 方式方式ARQ发送方可连续发送多帧。若前面某帧出错，只需重发该发送方可连续发送多帧。若前面某帧出错，只需重发该出错的帧。发送方需要缓存前面所有未被确认的帧。出错的帧。发送方需要缓存前
45、面所有未被确认的帧。呐然授啼童惶乌哭沟箕拍醚饱滞福孤羌肄纱踞扎绘名苛虫仙肤爆垣官史你三讲数据通信基础三讲数据通信基础前向纠错（前向纠错（Forward Error Checked，FEC）lFEC方法的最大好处是不用重传出错的数据帧，而是利用校验码在检测出错误的同时还能确定出错比特的位置，将出错比特取反即可纠正传输错误的比特；这从原理上比ARQ方法要优越一些，不用应答发送方，由接收方自动纠正错误，但在实际中却无多大意义。扎姨捂挨邑迟虫暴授刻闺躲哄鸵卒边霖杏厨锹丸琴惺卑伯栅谣铆习福拔博三讲数据通信基础三讲数据通信基础小结小结l通信的目的是交换信息；通信的目的是交换信息；l信息的载体可以是数字、文
46、字、语音、图形或图像，计信息的载体可以是数字、文字、语音、图形或图像，计算机用二进制代码的数据来表示各种信息；算机用二进制代码的数据来表示各种信息；l数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母、数字、 符号的二进制代码符号的二进制代码0、1比特序列的过程。信号是数据在比特序列的过程。信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式；传输过程中的电信号的表示形式；l在数据通信技术中，利用模拟通信信道，通过调制解调在数据通信技术中，利用模拟通信信道，通过调制解调器传输模拟数据信号的方法称做宽（频）带传输；而利器传输模拟数据信号的方法称做宽（频）带传输；而利用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称做基带用数字通信信道直接传输数字数据信号的方法称做基带传输；传输；l数据传输速率与误码率是描述数据传输系统的重要参数。数据传输速率与误码率是描述数据传输系统的重要参数。迫缎招揍埃吞刚灶俗嘛玄信脆网椭靖滔蹦挥怪兜别饥远耗饺暗褐乳扛桅兹三讲数据通信基础三讲数据通信基础
