計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考研輔導(dǎo)講座物理層ppt課件

1、第二講 物理層第二講：物理層2021年考研大綱調(diào)查范圍：知識(shí)點(diǎn)歸納一通訊根底1)信號(hào)傳輸速率 - 單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位波特(Baud)。 計(jì)算公式: B = 1/T (Baud) 式中 T為信號(hào)碼元的周期時(shí)間，單位為秒 信號(hào)傳輸速率，也稱碼元速率、調(diào)制速率或波特率。2) 數(shù)據(jù)傳輸速率 - 每秒傳輸二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位/秒，bps或b/s 計(jì)算公式: S = (1/T) * log2N (bps) 式中 T為碼元的反復(fù)周期，單位為秒； N為可用的不同碼元個(gè)數(shù), 一個(gè)碼元中所含二進(jìn)制信息位數(shù)為 log2N位。 假設(shè)N=2，S=1/T，此時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率等于碼元信號(hào)傳輸速率。 關(guān)

2、系： S = B * log2N(bps) 或 B = S / log2N(Baud) 3) 數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中閱歷的總時(shí)延數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中閱歷的總時(shí)延 = 發(fā)送時(shí)延發(fā)送時(shí)延 + 傳播時(shí)延傳播時(shí)延 + 處置時(shí)延處置時(shí)延 + 排隊(duì)時(shí)延排隊(duì)時(shí)延4) 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：位表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：位/秒秒(bps) 信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)才干的極限，而后者是實(shí)踐的數(shù)據(jù)傳輸速率。像公路上的最是信道傳輸數(shù)據(jù)才干的極限，而后者是實(shí)踐的數(shù)據(jù)傳輸速

3、率。像公路上的最大限速與汽車實(shí)踐速度的關(guān)系一樣。大限速與汽車實(shí)踐速度的關(guān)系一樣。5) 無噪信道容量無噪信道容量 理想低通無噪信道的碼元速率極限值理想低通無噪信道的碼元速率極限值B與信道帶寬與信道帶寬H的關(guān)系：的關(guān)系： B = 2 * H (Baud) 奈奎斯特奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)那么準(zhǔn)那么 計(jì)算理想低通無噪信道傳輸才干的準(zhǔn)那么：計(jì)算理想低通無噪信道傳輸才干的準(zhǔn)那么： C = 2 * H * log2N (bps) 式中式中 H為理想低通無噪信道的帶寬，單位為為理想低通無噪信道的帶寬，單位為Hz； N為可用的不同碼元個(gè)數(shù)。為可用的不同碼元個(gè)數(shù)。知識(shí)點(diǎn)歸納知識(shí)點(diǎn)歸納6) 帶噪信道容量帶噪信

4、道容量 -實(shí)踐信道上都是有噪聲的實(shí)踐信道上都是有噪聲的 香農(nóng)定理香農(nóng)定理 計(jì)算帶噪信道容量的定理：計(jì)算帶噪信道容量的定理：C = H * log2 (1+S/N) (bps) 式中式中 H為信道的帶寬，為信道的帶寬， S為信號(hào)功率，為信號(hào)功率， N為噪聲功率，為噪聲功率， S/N為信噪比，信噪比可表示成為信噪比，信噪比可表示成10 * lg(S/N) 分貝分貝(dB)。例例 設(shè)有噪信道帶寬設(shè)有噪信道帶寬4KHz，信噪比，信噪比30dB， 試用香農(nóng)定理計(jì)算該有噪信道容量。試用香農(nóng)定理計(jì)算該有噪信道容量。解解 信噪比信噪比 = 30dB，即，即 10 * log10(S/N) = 30， S/N

5、= 1000 代入香農(nóng)定理，得有噪信道容量：代入香農(nóng)定理，得有噪信道容量： C = H * log2 (1+S/N) = 4K * log2 1001 40K bps 知識(shí)點(diǎn)歸納信信源源信宿信宿7) 信源、信宿，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的普通構(gòu)造信源、信宿，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的普通構(gòu)造DTE、DCE和信道和信道 知識(shí)點(diǎn)歸納8)8)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N方式，編碼與調(diào)制：數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸追N方式，編碼與調(diào)制：模擬數(shù)據(jù)模擬信號(hào)放大器調(diào)制器模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào) PCM 編碼器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)調(diào)制器數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信號(hào) 數(shù)字 發(fā)送器 PCM脈沖編碼調(diào)制、采樣、量化、編碼采樣定理及其計(jì)算 AM(ASK), FM(FSK)，PM(PSK), Q

6、AM 曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼 , NRZ，RZ知識(shí)點(diǎn)歸納單工通訊：信息固定地從一端單工通訊：信息固定地從一端(發(fā)送端發(fā)送端)傳輸?shù)搅硪欢?，如?jì)算機(jī)和輸出設(shè)備間。傳輸?shù)搅硪欢?，如?jì)算機(jī)和輸出設(shè)備間。半雙工通訊：信息可以在兩個(gè)相反方向上傳輸，但不能同時(shí)進(jìn)展，某一時(shí)辰只能半雙工通訊：信息可以在兩個(gè)相反方向上傳輸，但不能同時(shí)進(jìn)展，某一時(shí)辰只能進(jìn)展一個(gè)方向的傳輸，要轉(zhuǎn)換到另一個(gè)方向傳輸，需求進(jìn)展線換向。進(jìn)展一個(gè)方向的傳輸，要轉(zhuǎn)換到另一個(gè)方向傳輸，需求進(jìn)展線換向。全雙工通訊：能同時(shí)在兩個(gè)相反方向上傳輸信息。全雙工通訊：能同時(shí)在兩個(gè)相反方向上傳輸信息?；鶐鬏敚喊凑赵夹盘?hào)的固有頻帶傳輸?；鶐鬏敚?/p>

7、按照原始信號(hào)的固有頻帶傳輸。頻帶傳輸寬帶傳輸：用基帶數(shù)據(jù)信號(hào)對某個(gè)頻率的載波進(jìn)展調(diào)制，將其變換頻帶傳輸寬帶傳輸：用基帶數(shù)據(jù)信號(hào)對某個(gè)頻率的載波進(jìn)展調(diào)制，將其變換成適宜于在某個(gè)頻段上傳輸?shù)哪M信號(hào)。成適宜于在某個(gè)頻段上傳輸?shù)哪M信號(hào)。調(diào)幅，幅移鍵控調(diào)幅，幅移鍵控ASKAmplitude Shift Keying: 用載波的不同振幅來表示不同用載波的不同振幅來表示不同的二進(jìn)制值，如用載波的有無分別表示的二進(jìn)制值，如用載波的有無分別表示“1和和“0。調(diào)頻，頻移鍵控調(diào)頻，頻移鍵控FSKFrequency Shift Keying: 用載波頻率附近的兩個(gè)不同頻用載波頻率附近的兩個(gè)不同頻率來表示兩個(gè)二進(jìn)制

8、值。率來表示兩個(gè)二進(jìn)制值。調(diào)相，相移鍵控調(diào)相，相移鍵控PSKPhase Shift Keying: 用載波的相位挪動(dòng)來表示數(shù)據(jù)。在用載波的相位挪動(dòng)來表示數(shù)據(jù)。在以下圖中，信號(hào)相位與前面信號(hào)串同相的信號(hào)表示以下圖中，信號(hào)相位與前面信號(hào)串同相的信號(hào)表示“0，信號(hào)相位與前面信號(hào)串反，信號(hào)相位與前面信號(hào)串反相的信號(hào)表示相的信號(hào)表示“1，這是相對相移鍵控。也可用載波初相為，這是相對相移鍵控。也可用載波初相為表示表示“1，初相，初相0表示表示“0，這是絕對相移鍵控。，這是絕對相移鍵控。QAM (正交幅度調(diào)制正交幅度調(diào)制) :運(yùn)用振幅和相位組合進(jìn)展調(diào)制。運(yùn)用振幅和相位組合進(jìn)展調(diào)制。知識(shí)點(diǎn)歸納 曼徹斯特編碼和

9、差分曼徹斯特編碼 , 非歸零制NRZ，歸零制RZ1 11 11 11 11 10 00 00 0t t位值位值t tt tt t單極型單極型NRZNRZ單極型單極型RZRZ雙極型雙極型NRZNRZ雙極型雙極型RZRZ NRZ編碼的缺陷是從信號(hào)中不能提取時(shí)鐘信號(hào)。雙極型RZ編碼的優(yōu)點(diǎn)是中間跳變可用于提取同步時(shí)鐘，另外可有效抑制直流分量。 曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼，都可以被用來從中間電平跳變中提取同步時(shí)鐘信號(hào)，這兩種編碼方式常用于局域網(wǎng)中，曼徹斯特編碼用于以太網(wǎng)，差分曼徹斯特編碼用于令牌環(huán)網(wǎng)中。9) 多路復(fù)用技術(shù)及其分類多路復(fù)用技術(shù)及其分類FDM、TDM、WDM、CDMA： 多路復(fù)用技術(shù)就是

10、把許多路信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復(fù)用多路復(fù)用技術(shù)就是把許多路信號(hào)在一個(gè)信道上同時(shí)傳輸?shù)募夹g(shù)。頻分多路復(fù)用FDM和時(shí)分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用TDM是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。是兩種最常用的多路復(fù)用技術(shù)。 1. 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 FDM技術(shù)技術(shù) 在物理信道的可用帶寬超越單路原始信號(hào)所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶在物理信道的可用帶寬超越單路原始信號(hào)所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成假設(shè)干個(gè)與傳輸單路信號(hào)帶寬一樣寬分割成假設(shè)干個(gè)與傳輸單路信號(hào)帶寬一樣(或略寬或略寬)的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路的子信道，每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)。在頻分復(fù)用前，先要經(jīng)過頻譜搬移技術(shù)將

11、各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻信號(hào)。在頻分復(fù)用前，先要經(jīng)過頻譜搬移技術(shù)將各路信號(hào)的頻譜搬移到物理信道頻譜的不同頻段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊。譜的不同頻段上，使各信號(hào)的帶寬不相互重疊。 頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用 FDM 常用于多路模擬信號(hào)的復(fù)用。常用于多路模擬信號(hào)的復(fù)用。 2. 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用 TDM技術(shù)技術(shù) 假設(shè)媒體能到達(dá)的位傳輸速率超越傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路假設(shè)媒體能到達(dá)的位傳輸速率超越傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時(shí)分多路復(fù)用復(fù)用 TDM技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成假設(shè)干個(gè)時(shí)間片輪番地分配給多路信技術(shù)，即將一條物理信道按時(shí)間分成假設(shè)干個(gè)時(shí)間片輪番地

12、分配給多路信號(hào)運(yùn)用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一路信號(hào)占用，這樣，利用每路信號(hào)在時(shí)間上的交叉，號(hào)運(yùn)用。每一時(shí)間片由復(fù)用的一路信號(hào)占用，這樣，利用每路信號(hào)在時(shí)間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多路數(shù)字信號(hào)。就可以在一條物理信道上傳輸多路數(shù)字信號(hào)。 時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用 TDM常用于多路數(shù)字信號(hào)的復(fù)用。常用于多路數(shù)字信號(hào)的復(fù)用。 時(shí)分多路復(fù)用可分為同步時(shí)分多路復(fù)用可分為同步TDM和統(tǒng)計(jì)和統(tǒng)計(jì)(異步異步)TDM。知識(shí)點(diǎn)歸納3. 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用 WDM 是光的頻分復(fù)用。不同的信源運(yùn)用不同波長的光波來傳輸數(shù)據(jù)，各路光波經(jīng)過一是光的頻分復(fù)用。不同的信源運(yùn)用不同波長的光波來傳輸數(shù)據(jù)，各路光波經(jīng)過一

13、個(gè)棱鏡或衍射光柵合成一個(gè)光束在光纖干道上傳輸，在接納端利用一樣的設(shè)備個(gè)棱鏡或衍射光柵合成一個(gè)光束在光纖干道上傳輸，在接納端利用一樣的設(shè)備將各路光波分開。這樣復(fù)用后，可以使光纖的傳輸才干成幾倍幾十倍的提高。將各路光波分開。這樣復(fù)用后，可以使光纖的傳輸才干成幾倍幾十倍的提高。4. 碼分多路復(fù)用碼分多路復(fù)用 CDM，碼分多址，碼分多址CDMA 每個(gè)比特時(shí)間分成每個(gè)比特時(shí)間分成m位的碼片，每站分配一個(gè)獨(dú)一的位的碼片，每站分配一個(gè)獨(dú)一的m位碼片序列。當(dāng)某個(gè)站發(fā)位碼片序列。當(dāng)某個(gè)站發(fā) 送送 “1 時(shí)，在信道中發(fā)送它的碼片序列，當(dāng)發(fā)送時(shí)，在信道中發(fā)送它的碼片序列，當(dāng)發(fā)送“0時(shí)，發(fā)送它的碼片序列的反碼。時(shí)，發(fā)

14、送它的碼片序列的反碼。 CDMA接納時(shí)，接納站從空中收到多站發(fā)送信號(hào)后的線性疊加碼片序列的和。將和接納時(shí)，接納站從空中收到多站發(fā)送信號(hào)后的線性疊加碼片序列的和。將和與某一發(fā)送站碼片序列進(jìn)展歸一化內(nèi)積運(yùn)算，那么可恢復(fù)出該站發(fā)送的數(shù)據(jù)。與某一發(fā)送站碼片序列進(jìn)展歸一化內(nèi)積運(yùn)算，那么可恢復(fù)出該站發(fā)送的數(shù)據(jù)。 需滿足條件：各站運(yùn)用的不同碼片序列應(yīng)相互正交。需滿足條件：各站運(yùn)用的不同碼片序列應(yīng)相互正交。 由于發(fā)送時(shí)原始數(shù)字信號(hào)的頻率被擴(kuò)展，這種通訊方式又叫做擴(kuò)頻通訊。由于發(fā)送時(shí)原始數(shù)字信號(hào)的頻率被擴(kuò)展，這種通訊方式又叫做擴(kuò)頻通訊。10) 物理層時(shí)分多路復(fù)用幀的幾個(gè)例子留意：這里的時(shí)分多路復(fù)用物理層時(shí)分多路

15、復(fù)用幀的幾個(gè)例子留意：這里的時(shí)分多路復(fù)用“幀不是數(shù)據(jù)鏈路幀不是數(shù)據(jù)鏈路層的幀層的幀 * E1幀：幀：(8 位位/路路 * (30 路話音路話音 + 2 路信令及同步路信令及同步)/幀幀* 8000 幀幀/秒秒 = 2.048 Mbps T1幀：幀：(8 位位/路路 * 24 路話音路話音+1位幀同步位幀同步)/幀幀 * 8000 幀幀/秒秒 = 1.544 Mbps SONET OC-1幀：幀：(9*87路話音路話音+ 9* 3字節(jié)開銷字節(jié)開銷) *8位位/字節(jié)字節(jié))/幀幀* 8000 幀幀/秒秒= 51.84 Mbps 知識(shí)點(diǎn)歸納知識(shí)點(diǎn)歸納二次群和高次群：E1*4=E2, E2*4=E3,

16、E3*4=E4, E4*4=E5 T1*4=T2, T2*7=T3, T3*6=T4 (OC-1/STS-1)*3= (OC-3/STS-3) =(STM-1) (OC-12/STS-12)=STM-4 (OC-48/STS-48)=STM-16 11) 電路交換、報(bào)文交換、分組交換 電路交換的任務(wù)原理：1.電路交換的三個(gè)過程 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端到端的電路。 2) 數(shù)據(jù)傳輸：電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從一端發(fā)送到另一端。在整個(gè)數(shù)據(jù)傳 輸過程中，所建立的電路必需一直堅(jiān)持銜接形狀。 3) 電路撤除：數(shù)據(jù)傳輸終了后，由某一方發(fā)出撤除懇求，然后逐節(jié)撤除到對方

17、的電路銜接。2.電路交換技術(shù)的優(yōu)缺陷及其特點(diǎn) 1) 優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，數(shù)據(jù)不會(huì)喪失且堅(jiān)持原來的序列。 2) 缺陷：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)， 電路建立和撤除所用的時(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)傳送開場之前必需先設(shè)置一條公用的通路。在線路釋放之前， 該通路由一對用戶完全占用。對于猝發(fā)式的通訊，電路交換效率不高。 知識(shí)點(diǎn)歸納報(bào)文交換的任務(wù)原理：報(bào)文交換的任務(wù)原理： 交換數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性時(shí)，報(bào)文交換不會(huì)浪費(fèi)信道容量和有效時(shí)交換數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性和突發(fā)性時(shí)，報(bào)文交換不會(huì)浪費(fèi)信道容量和有效時(shí)間。間。1

18、. 報(bào)文交換原理報(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)目的的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。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)，到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，按此法，不斷逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點(diǎn)。，按此法，不斷逐個(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)文并檢查無誤后，就暫存這個(gè)報(bào)文，然后利每個(gè)節(jié)點(diǎn)在收到整個(gè)報(bào)文并檢查無誤后，就暫

19、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)。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，端與端之間無需先經(jīng)過呼叫建立銜接。因此，端與端之間無需先經(jīng)過呼叫建立銜接。 一個(gè)報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間，等于接納報(bào)文所需的時(shí)間加上向一個(gè)報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間，等于接納報(bào)文所需的時(shí)間加上向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。2. 報(bào)文交換的特點(diǎn)報(bào)文交換的特點(diǎn) 1) 報(bào)文從源傳到目的采用報(bào)文從源傳到目的采用“存儲(chǔ)存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)方式，傳送時(shí)，一個(gè)時(shí)辰僅占用一轉(zhuǎn)發(fā)方式，傳送時(shí)，一個(gè)時(shí)辰僅占用一 段通道。段通道。 2

20、) 在交換節(jié)點(diǎn)中需緩沖存儲(chǔ)，報(bào)文需求排隊(duì)，故報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通在交換節(jié)點(diǎn)中需緩沖存儲(chǔ)，報(bào)文需求排隊(duì)，故報(bào)文交換不能滿足實(shí)時(shí)通訊的要求。訊的要求。知識(shí)點(diǎn)歸納3. 報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)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，所以對于同于同 樣的通訊量來說，對電路的傳輸才干要求較低。樣的通訊量來說，對電路的傳輸才干要求較低。 2) 在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)通訊量變得很大很大時(shí)，就不能接受新的呼叫。而在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)通訊量變得很大很大時(shí)，就不能接受新的呼叫。而在報(bào)在報(bào) 文交換網(wǎng)絡(luò)上，通訊量大時(shí)依然可以

21、接納報(bào)文，不過傳送延遲會(huì)添加。文交換網(wǎng)絡(luò)上，通訊量大時(shí)依然可以接納報(bào)文，不過傳送延遲會(huì)添加。 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)很難做到這到這 一點(diǎn)。一點(diǎn)。 4) 報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)展速度和代碼的轉(zhuǎn)換。報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)展速度和代碼的轉(zhuǎn)換。4. 報(bào)文交換的缺陷報(bào)文交換的缺陷 1) 不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通訊要求，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長且不定。不能滿足實(shí)時(shí)或交互式的通訊要求，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長且不定。 2) 有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而無空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而

22、無空間存儲(chǔ)或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文，報(bào)文， 而且發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。而且發(fā)出的報(bào)文不按順序到達(dá)目的地。分組交換的任務(wù)原理：分組交換的任務(wù)原理： 分組交換是報(bào)文交換的一種改良，它將報(bào)文分成假設(shè)干個(gè)分組，每個(gè)分組分組交換是報(bào)文交換的一種改良，它將報(bào)文分成假設(shè)干個(gè)分組，每個(gè)分組的長度有一個(gè)上限，有限長度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)才干降低了，分的長度有一個(gè)上限，有限長度的分組使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)才干降低了，分組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通訊，如終端與主機(jī)組可以存儲(chǔ)到內(nèi)存中，提高了交換速度。它適用于交互式通訊，如終端與主機(jī)通訊。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)

23、報(bào)分組交換兩種。它是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通訊。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)中運(yùn)用最廣泛的一種交換技術(shù)。運(yùn)用最廣泛的一種交換技術(shù)。 知識(shí)點(diǎn)歸納1. 虛電路分組交換原理與特點(diǎn)虛電路分組交換原理與特點(diǎn)(如如ATM網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)、X.25網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)) 在虛電路分組交換中，數(shù)據(jù)傳輸前，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要在虛電路分組交換中，數(shù)據(jù)傳輸前，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)字段之外在分組的首部還包含先建一條邏輯通路。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)字段之外在分組的首部還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建好的這條虛途徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建

24、好的這條虛途徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)到哪里去，不再需求路由選擇斷定。數(shù)據(jù)傳輸終了后，由源分組引導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)到哪里去，不再需求路由選擇斷定。數(shù)據(jù)傳輸終了后，由源或目的站發(fā)出去除懇求分組來終了這次虛銜接。它之所以是或目的站發(fā)出去除懇求分組來終了這次虛銜接。它之所以是“虛的，是虛的，是由于這條虛電路不是公用的。由于這條虛電路不是公用的。 虛電路分組交換的主要特點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳送之前必需經(jīng)過虛呼叫設(shè)置虛電路分組交換的主要特點(diǎn)是：在數(shù)據(jù)傳送之前必需經(jīng)過虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條公用通路獨(dú)占運(yùn)用，分組在每一條虛電路。但并不像電路交換那樣有一條公用通路獨(dú)占運(yùn)用，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上依

25、然需求緩沖，并在線路上進(jìn)展排隊(duì)等待輸出。個(gè)節(jié)點(diǎn)上依然需求緩沖，并在線路上進(jìn)展排隊(duì)等待輸出。2. 數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn)數(shù)據(jù)報(bào)分組交換原理與特點(diǎn)(如如Internet) 在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處置的。每個(gè)分組稱在數(shù)據(jù)報(bào)分組交換中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處置的。每個(gè)分組稱為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)本身攜帶足夠的地址信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)本身攜帶足夠的地址信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的目的地址信息，匹配節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的路由表中各數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的目的地址信息，匹配節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的路由表中各項(xiàng)，找出一條適宜的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于各

26、數(shù)據(jù)報(bào)所走項(xiàng)，找出一條適宜的路由，把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于各數(shù)據(jù)報(bào)所走的途徑不一定一樣，因此不能保證各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)的途徑不一定一樣，因此不能保證各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)據(jù)報(bào)甚至?xí)型締适?。整個(gè)過程中，沒有虛電路建立，但要在各個(gè)中間節(jié)據(jù)報(bào)甚至?xí)型締适?。整個(gè)過程中，沒有虛電路建立，但要在各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)為每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)做路由選擇。點(diǎn)為每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)做路由選擇。知識(shí)點(diǎn)歸納P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4報(bào)文報(bào)文報(bào)文 A B C D A B C DA B C D報(bào)文交換電路交換分組交換t銜接建立數(shù)據(jù)傳送報(bào)文P2P1銜接釋放三種交換的比較：三種交換的比較：知識(shí)點(diǎn)歸納二傳輸

27、介質(zhì) 雙絞線、同軸電纜、光纖與無線傳輸介質(zhì) 物理層接口的特性 傳輸媒體是通訊網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接納方之間的物理通路，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體分有線和無線兩大類。 傳輸媒體的特性對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊的質(zhì)量有很大影響，這些特征是： 物理特性：闡明傳輸媒體的特性。 傳輸特性：包括是運(yùn)用模擬信號(hào)發(fā)送還是運(yùn)用數(shù)字信號(hào)發(fā)送、調(diào)制技術(shù)、 傳輸容量及傳輸頻率范圍。 連通性： 采用點(diǎn)到點(diǎn)銜接還是多點(diǎn)銜接。 地理范圍：在不用中間設(shè)備并將失真限制在允許范圍內(nèi)的情況下，整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)所允許的最大間隔。 抗干擾性：防止噪音、電磁干擾對傳輸數(shù)據(jù)影響的才干。 相對價(jià)錢：包括元件、安裝和維護(hù)等價(jià)錢。知識(shí)點(diǎn)歸納(1) 有線傳輸媒體有線傳輸

28、媒體 1) 雙絞線雙絞線(TP) 由螺旋狀扭絞在一同的兩根絕緣導(dǎo)線組成。雙絞線普通分由螺旋狀扭絞在一同的兩根絕緣導(dǎo)線組成。雙絞線普通分為非屏蔽雙絞線為非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線(STP)。如今普通局域網(wǎng)中。如今普通局域網(wǎng)中常見的是三類、五類、超五類或六類非屏蔽雙絞線。常見的是三類、五類、超五類或六類非屏蔽雙絞線。 物理特性：銅質(zhì)線芯，傳導(dǎo)性能良好。雙絞后可以減小干擾，物理特性：銅質(zhì)線芯，傳導(dǎo)性能良好。雙絞后可以減小干擾，但不能全消除。但不能全消除。 傳輸特性：可用于傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)，對于模擬信號(hào)，約傳輸特性：可用于傳輸模擬或數(shù)字信號(hào)，對于模擬信號(hào)，約5-6公里需一個(gè)放大器

29、；對于數(shù)字信號(hào)，約公里需一個(gè)放大器；對于數(shù)字信號(hào)，約2-3公里需一個(gè)中繼公里需一個(gè)中繼器，帶寬可達(dá)器，帶寬可達(dá)200多多kHz 。對于局域網(wǎng)，假設(shè)限制間隔在。對于局域網(wǎng)，假設(shè)限制間隔在100米米以內(nèi)，一對雙絞線可提供最高達(dá)幾百以內(nèi)，一對雙絞線可提供最高達(dá)幾百M(fèi)bps的傳輸帶寬，類號(hào)越的傳輸帶寬，類號(hào)越高帶寬越寬。常用的高帶寬越寬。常用的3類、類、5類、超類、超5類或類或6類雙絞線電纜均由類雙絞線電纜均由4對對雙絞線組成，雙絞線組成，3類線傳輸速率可達(dá)類線傳輸速率可達(dá)10bps，5類線可達(dá)類線可達(dá)100bps，4對超對超5類或類或6類線可用于類線可用于1Gbps傳輸。傳輸。 連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)

30、銜接或多點(diǎn)銜接。連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)銜接或多點(diǎn)銜接。 地理范圍：網(wǎng)速地理范圍：網(wǎng)速100Kbps時(shí)可傳輸時(shí)可傳輸1公里；速率公里；速率10Mbps-100Mbps時(shí)可傳輸時(shí)可傳輸100米。米。 抗干擾性：低頻抗干擾性：低頻(10kHz以下以下)抗干擾性能強(qiáng)于同軸電纜，高頻抗干擾性能強(qiáng)于同軸電纜，高頻(10k-100kHz)抗干擾性能弱于同軸電纜。抗干擾性能弱于同軸電纜。 相對價(jià)錢：比同軸電纜和光纖廉價(jià)得多。相對價(jià)錢：比同軸電纜和光纖廉價(jià)得多。 知識(shí)點(diǎn)歸納 2) 同軸電纜同軸電纜 由繞同一軸線、剖面為兩個(gè)同心圓的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，被廣泛用于局由繞同一軸線、剖面為兩個(gè)同心圓的兩個(gè)導(dǎo)體所組成，被廣泛用

31、于局域網(wǎng)中。為堅(jiān)持同軸電纜的正確電氣特性，電纜外導(dǎo)線必需接地，同時(shí)兩域網(wǎng)中。為堅(jiān)持同軸電纜的正確電氣特性，電纜外導(dǎo)線必需接地，同時(shí)兩端要有和同軸電纜特性阻抗等值的終端匹配電阻來吸收傳輸?shù)碾姶判盘?hào)，端要有和同軸電纜特性阻抗等值的終端匹配電阻來吸收傳輸?shù)碾姶判盘?hào)，防止反射。防止反射。 物理特性：單根同軸電纜直徑約為物理特性：單根同軸電纜直徑約為5mm-10mm，可在較寬頻范圍任務(wù)。，可在較寬頻范圍任務(wù)。 傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，特性阻抗為傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，特性阻抗為50，并運(yùn)用曼，并運(yùn)用曼徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)徹斯特編碼，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10Mbps

32、，如用在以太網(wǎng)中；寬帶同，如用在以太網(wǎng)中；寬帶同軸電纜可用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)傳輸，特性阻抗為軸電纜可用于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)傳輸，特性阻抗為75，對于模擬信號(hào)，對于模擬信號(hào)，帶寬可達(dá)帶寬可達(dá)300-450MHz，HFC中運(yùn)用的同軸電纜帶寬更可達(dá)中運(yùn)用的同軸電纜帶寬更可達(dá)750MHz。在。在CATV電纜上，每個(gè)電纜上，每個(gè)PAL電視通道要分配電視通道要分配8MHz帶寬帶寬NTSC電視通道電視通道6MHz ，而音頻廣播通道的帶寬更窄得多，因此，在一根，而音頻廣播通道的帶寬更窄得多，因此，在一根CATV同軸電同軸電纜上運(yùn)用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大量的視頻音頻通道。纜上運(yùn)用頻分多路復(fù)用技術(shù)可以支持大

33、量的視頻音頻通道。 連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)銜接或多點(diǎn)銜接。連通性：可用于點(diǎn)到點(diǎn)銜接或多點(diǎn)銜接。 地理范圍：基帶同軸電纜的最大間隔限制在幾公里；寬帶電纜的最大地理范圍：基帶同軸電纜的最大間隔限制在幾公里；寬帶電纜的最大間隔可以達(dá)幾十公里。間隔可以達(dá)幾十公里。 抗干擾性：普通抗干擾才干比雙絞線強(qiáng)。抗干擾性：普通抗干擾才干比雙絞線強(qiáng)。 相對價(jià)錢：比雙絞線貴，但比光纖廉價(jià)。相對價(jià)錢：比雙絞線貴，但比光纖廉價(jià)。 知識(shí)點(diǎn)歸納 3) 光纖 由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維纖芯、包層外加塑料封套維護(hù)層構(gòu)成。光纖具有寬帶、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗干擾才干強(qiáng)、傳輸間隔遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。光纖按光波在玻璃纖維中傳輸?shù)耐緩椒Q為模可分為單模和多

34、模光纖。 物理特性：由于光纖的單向傳輸特性，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用兩根光纖組成雙向傳輸系統(tǒng)。纖芯/包層直徑為單模光纖8m/125m，多模光纖62.5m/125m。多模光纖運(yùn)用0.85m或1.3m波長的光傳輸，單模光纖運(yùn)用1.3m或1.55m的光傳輸。 傳輸特性：光纖經(jīng)過纖芯內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號(hào)，內(nèi)部的全反射可以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進(jìn)展。由于單模光纖纖芯小，單束光線(單模)沿直線傳播，光脈沖能量幾乎同時(shí)到達(dá)，可以輸出脈沖窄、相鄰脈沖間距小，因此傳輸速率高，同時(shí)由于無反射，衰減也小，可傳輸更遠(yuǎn)的間隔。在多模光纖中，多束光線(多模)以不同的反射角傳播，傳輸間隔

35、不同，到達(dá)有先后，因此輸出脈沖寬、相鄰脈沖間距不能太密，從而傳輸速率較低，且多次反射衰減大，傳輸間隔也短。如今普通單模光纖的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)Gbps級(jí)，多模光纖幾百M(fèi)bps。由于實(shí)際上一根光纖的帶寬有30THz，現(xiàn)實(shí)踐運(yùn)用帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)未到達(dá)，可以采用密集波分多路復(fù)用DWDM提高利用率。 連通性：采用點(diǎn)到點(diǎn)銜接。 地理范圍：單模光纖可傳輸間隔60公里不用中繼器，用于長間隔的國家通訊干線；多模光纖普通在幾百米間隔上傳輸，適宜在幾個(gè)建筑物之間經(jīng)過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路銜接局域網(wǎng)。 抗干擾性：不受噪聲或電磁影響，在長間隔內(nèi)堅(jiān)持高數(shù)據(jù)傳輸率，且能提供良好平安性。 相對價(jià)錢：目前價(jià)錢比同軸電纜和雙絞線都貴。知識(shí)點(diǎn)歸納(2

36、) 無線傳輸媒體無線傳輸媒體1) 微波通訊：微波通訊： 載波頻率為載波頻率為2GHz至至40GHz。頻率高，可同時(shí)傳送大量。頻率高，可同時(shí)傳送大量信息；由于微波是沿直線傳播的，故在地面的傳播間隔有限信息；由于微波是沿直線傳播的，故在地面的傳播間隔有限(每隔每隔50km，需中繼站接力，需中繼站接力)。2)衛(wèi)星通訊：衛(wèi)星通訊： 利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)的一種特殊利用地球同步衛(wèi)星作為中繼來轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)的一種特殊微波通訊方式。衛(wèi)星通訊可以抑制地面微波通訊間隔的限制，微波通訊方式。衛(wèi)星通訊可以抑制地面微波通訊間隔的限制，三個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球上全部通訊區(qū)域但一個(gè)地球站三個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋

37、地球上全部通訊區(qū)域但一個(gè)地球站經(jīng)衛(wèi)星到另一地球站需傳播時(shí)延經(jīng)衛(wèi)星到另一地球站需傳播時(shí)延270ms，傳播時(shí)延大。，傳播時(shí)延大。 低軌道衛(wèi)星離地球近，不需地球站，用輕便的手持設(shè)備低軌道衛(wèi)星離地球近，不需地球站，用輕便的手持設(shè)備經(jīng)過衛(wèi)星即可通訊。經(jīng)過衛(wèi)星即可通訊。3) 紅外通訊和激光通訊：紅外通訊和激光通訊： 和微波通訊一樣，有很強(qiáng)的方向性，都是沿直線傳播和微波通訊一樣，有很強(qiáng)的方向性，都是沿直線傳播的。但紅外通訊和激光通訊要把傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換為紅外的。但紅外通訊和激光通訊要把傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換為紅外光信號(hào)和激光信號(hào)后才干直接在空間沿直線傳播。微波、紅光信號(hào)和激光信號(hào)后才干直接在空間沿直線傳播。微

38、波、紅外線和激光都需求在發(fā)送方和接納方之間有一條視野通路，外線和激光都需求在發(fā)送方和接納方之間有一條視野通路，故它們統(tǒng)稱為視野媒體。故它們統(tǒng)稱為視野媒體。 三種寬帶接入技術(shù)：三種寬帶接入技術(shù)：xDSL、HFC、FTTx知識(shí)點(diǎn)歸納三 物理層設(shè)備 中繼器Repeater 集線器Hub 在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng) - 運(yùn)用中繼器、集線器，在電纜段之間復(fù)制比特信號(hào)，信號(hào)整形、放大、再生。擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層運(yùn)用層運(yùn)用層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層傳輸層傳輸層表示層表示層會(huì)話層會(huì)話層運(yùn)用層運(yùn)用層物理層物理層中繼器中繼器集線器集線器在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)物理層擴(kuò)展設(shè)備：中繼器物理層擴(kuò)展