第1章數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

1、1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程駱耀祖駱耀祖機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社20042004年年第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概概 述述本課件根據(jù)作者編著的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程一書制作而成。以Linux網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用為主線，以常見的Redhat Linux 7.x和8.0為背景，較全面地介紹了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)。包括IPIPv6、ARPRARP、TCPUDP、HTTPHTTP-NG、SNMP等Internet主要協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)信息安全、網(wǎng)絡(luò)Scoket編程及其應(yīng)用等內(nèi)容。 本課件內(nèi)容系統(tǒng)，重點(diǎn)突出，邏輯性強(qiáng)，作者按教與學(xué)的普遍規(guī)律精心設(shè)計(jì)每一

2、章的內(nèi)容，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程一書的配套教程，適合多媒體教學(xué)用。 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第第 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)編碼與差錯(cuò)檢測(cè)數(shù)據(jù)編碼與差錯(cuò)檢測(cè) 數(shù)據(jù)交換方式數(shù)據(jù)交換方式 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.1 1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和發(fā)展1.1.1 1.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和發(fā)展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義和發(fā)展1.1.2 1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能1.1.3 1.1.3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)1

3、.1.4 1.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯構(gòu)成1.1.5 1.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1. 1. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地點(diǎn)的多個(gè)計(jì)算機(jī)物理地連接起來(lái)，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以物理地連接起來(lái)，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源為目標(biāo)的系統(tǒng)。共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源為目標(biāo)的系統(tǒng)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程 第一代：以單計(jì)算機(jī)為中心

4、的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。第一代：以單計(jì)算機(jī)為中心的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。 第二代：計(jì)算機(jī)第二代：計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 第三代：遵循網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建成的網(wǎng)絡(luò)。第三代：遵循網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)建成的網(wǎng)絡(luò)。 第四代：第四代：InternetInternet時(shí)代。時(shí)代。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)60-70年代年代:主機(jī)通訊為主主機(jī)通訊為主以主機(jī)以主機(jī)(大型機(jī)大型機(jī))為中心為中心,非智能終端低速連接主機(jī)非智能終端低速連接主機(jī).如如IBM系統(tǒng)采系統(tǒng)采用的用的SNA和和X.25公用數(shù)據(jù)網(wǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)主機(jī)完成一切控制與協(xié)調(diào)主機(jī)完成一切控制與協(xié)調(diào),包括資源訪問(wèn)包括資源訪問(wèn),程序運(yùn)行程序運(yùn)行,用戶驗(yàn)證

5、等用戶驗(yàn)證等,以主機(jī)為中心以主機(jī)為中心,易于管理和協(xié)調(diào)易于管理和協(xié)調(diào).在真正的網(wǎng)絡(luò)中即使只有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在真正的網(wǎng)絡(luò)中即使只有兩臺(tái)計(jì)算機(jī),其資源的協(xié)調(diào)也將變得十其資源的協(xié)調(diào)也將變得十分復(fù)雜分復(fù)雜,需要完成地址定位需要完成地址定位(addressing), 錯(cuò)誤檢測(cè)及恢復(fù)錯(cuò)誤檢測(cè)及恢復(fù),數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)同步及傳輸協(xié)調(diào)同步及傳輸協(xié)調(diào).第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)70-80年代年代:網(wǎng)絡(luò)初期網(wǎng)絡(luò)初期PC機(jī)開始出現(xiàn)并逐漸聯(lián)入機(jī)開始出現(xiàn)并逐漸聯(lián)入LAN,LAN開始出現(xiàn)開始出現(xiàn),以共享打印機(jī)及硬盤等昂以共享打印機(jī)及硬盤等昂貴的外設(shè)貴的外設(shè)各機(jī)構(gòu)開始建立自己的局域網(wǎng)各機(jī)構(gòu)開始建立自己的局域

6、網(wǎng),相連的局域網(wǎng)提供了相連的局域網(wǎng)提供了EMAIL及文件傳輸及文件傳輸?shù)绕髽I(yè)網(wǎng)的基本應(yīng)用等企業(yè)網(wǎng)的基本應(yīng)用,LAN的出現(xiàn)刺激了網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的發(fā)展的出現(xiàn)刺激了網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的發(fā)展小型機(jī)小型機(jī),共享共享WAN開始出現(xiàn)開始出現(xiàn),小型機(jī)通常位于外圍小型機(jī)通常位于外圍(非中心點(diǎn)非中心點(diǎn))以方便緊急以方便緊急情況的處理情況的處理,應(yīng)用仍然相互獨(dú)立應(yīng)用仍然相互獨(dú)立,彼此分離彼此分離. 典型情況如典型情況如DEC VAX及及DECnet.第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)80-90年代年代:互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)開始出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)開始出現(xiàn),新舊技術(shù)混合新舊技術(shù)混合,各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并存各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

7、并存,應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)移到分布式服應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)移到分布式服務(wù)務(wù),網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)一步發(fā)展網(wǎng)絡(luò)需求進(jìn)一步發(fā)展,傳統(tǒng)的通訊方式開始改變傳統(tǒng)的通訊方式開始改變各組織的計(jì)算機(jī)通訊隨著新技術(shù)的出現(xiàn)而迅速變化各組織的計(jì)算機(jī)通訊隨著新技術(shù)的出現(xiàn)而迅速變化,對(duì)網(wǎng)際網(wǎng)要求其靈活性對(duì)網(wǎng)際網(wǎng)要求其靈活性(flexible),可擴(kuò)展性可擴(kuò)展性(scalable),并能適應(yīng)不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并能適應(yīng)不同規(guī)模的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(分部分部,地區(qū)總地區(qū)總部部)網(wǎng)際網(wǎng)將網(wǎng)際網(wǎng)將LAN/WAN/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái),開成國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的雛形開成國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的雛形.第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)90年代年代:全球

8、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)全球國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求更高網(wǎng)絡(luò)帶寬要求更高,此外網(wǎng)絡(luò)還要滿足低延時(shí)此外網(wǎng)絡(luò)還要滿足低延時(shí),bandwidth on demand以及以及其他新服務(wù)其他新服務(wù), 網(wǎng)絡(luò)將提供更多的分布式功能并且必須提供語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)將提供更多的分布式功能并且必須提供語(yǔ)音,數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)以及視頻的同時(shí)傳送及視頻的同時(shí)傳送,網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用如網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用如: 圖象及圖片的使用越來(lái)越多圖象及圖片的使用越來(lái)越多,大大文件及程序文件及程序,C/S計(jì)算及及突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量等計(jì)算及及突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)流量等.全求互聯(lián)網(wǎng)對(duì)以上應(yīng)用的提供了可能全求互聯(lián)網(wǎng)對(duì)以上應(yīng)用的提供了可能,隨著多媒體應(yīng)用的日益增長(zhǎng)隨著多媒體應(yīng)用的日益增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

9、應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來(lái)越高用對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求越來(lái)越高.第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有四種功能：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要有四種功能： 1.1.數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送 2.2.資源共享資源共享 3.3.提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性 4.4.分布處理分布處理第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.1.3 1.1.3 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供的應(yīng)用常被稱為服務(wù)。例如，電子郵件網(wǎng)絡(luò)提供的應(yīng)用常被稱為服務(wù)。例如，電子郵件就是最常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)打印、文件共享、就是最常見網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)打印、文件

10、共享、InternetInternet訪問(wèn)、遠(yuǎn)程撥入能力、主機(jī)通信等都是訪問(wèn)、遠(yuǎn)程撥入能力、主機(jī)通信等都是借助于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵商業(yè)功能。借助于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵商業(yè)功能。1. 1. 文件和打印服務(wù)文件和打印服務(wù) 2. 2. 通信服務(wù)通信服務(wù)3. 郵件服務(wù)郵件服務(wù) 4. Internet4. Internet服務(wù)服務(wù) 5. 5. 管理服務(wù)管理服務(wù) 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1. 文件和打印服務(wù)文件和打印服務(wù)文件服務(wù)指使用文件服務(wù)器提供數(shù)據(jù)文件、應(yīng)用文件服務(wù)指使用文件服務(wù)器提供數(shù)據(jù)文件、應(yīng)用（比如文字處理程序或電子表格）和磁盤空間共（比如文字處理程序或電子表格）和磁盤空間

11、共享的功能。文件服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)的最初應(yīng)用，并且至享的功能。文件服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)的最初應(yīng)用，并且至今仍是網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用基礎(chǔ)。使用打印服務(wù)來(lái)共享網(wǎng)今仍是網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用基礎(chǔ)。使用打印服務(wù)來(lái)共享網(wǎng)絡(luò)上的打印機(jī)也會(huì)節(jié)省時(shí)間和資金。絡(luò)上的打印機(jī)也會(huì)節(jié)省時(shí)間和資金。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2. 通信服務(wù)通信服務(wù)借助于網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，遠(yuǎn)程用戶可以通過(guò)電話線借助于網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，遠(yuǎn)程用戶可以通過(guò)電話線和調(diào)制解調(diào)器連接到網(wǎng)絡(luò)。通信服務(wù)器也被稱為和調(diào)制解調(diào)器連接到網(wǎng)絡(luò)。通信服務(wù)器也被稱為“訪問(wèn)服務(wù)器訪問(wèn)服務(wù)器”。 用戶可以從一個(gè)遠(yuǎn)程地點(diǎn)在共用戶可以從一個(gè)遠(yuǎn)程地點(diǎn)在共享打印機(jī)上打印文件，登錄到享打印機(jī)上打印

12、文件，登錄到IBMIBM主機(jī)，從內(nèi)部郵主機(jī)，從內(nèi)部郵件系統(tǒng)接收郵件，或者對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢。件系統(tǒng)接收郵件，或者對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢。由于內(nèi)部資源可以被局域網(wǎng)的用戶訪問(wèn)，所以通由于內(nèi)部資源可以被局域網(wǎng)的用戶訪問(wèn)，所以通信服務(wù)器有必要進(jìn)一步加強(qiáng)安全措施。信服務(wù)器有必要進(jìn)一步加強(qiáng)安全措施。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3. 郵件服務(wù)郵件服務(wù)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，郵件服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)最常見的功能。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，郵件服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)最常見的功能。郵件服務(wù)可以保證網(wǎng)絡(luò)上的用戶間電子郵件的保郵件服務(wù)可以保證網(wǎng)絡(luò)上的用戶間電子郵件的保存和傳送。用戶借助于電子郵件可以實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)存和傳送。用戶借助于電子

13、郵件可以實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)外的快捷方便的通信。由于郵件服務(wù)使用得很頻外的快捷方便的通信。由于郵件服務(wù)使用得很頻繁，因而需要保證有足夠的技術(shù)支持和管理資源。繁，因而需要保證有足夠的技術(shù)支持和管理資源。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4. Internet服務(wù)服務(wù)InternetInternet服務(wù)包括服務(wù)包括WWWWWW服務(wù)器和瀏覽器、文件傳輸服務(wù)器和瀏覽器、文件傳輸功能、功能、InternetInternet編址方式、安全過(guò)濾，以及直接編址方式、安全過(guò)濾，以及直接登錄到登錄到InternetInternet上其他計(jì)算機(jī)的方法。上其他計(jì)算機(jī)的方法。InternetInternet

14、服務(wù)的概念包含很廣泛的網(wǎng)絡(luò)功能；其重要性日服務(wù)的概念包含很廣泛的網(wǎng)絡(luò)功能；其重要性日益增加。益增加。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)5. 管理服務(wù)管理服務(wù)隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越龐大和復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)會(huì)變得很隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越龐大和復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)會(huì)變得很難管理。為跟蹤大型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，有必要使用難管理。為跟蹤大型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，有必要使用特殊的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)可以集中管特殊的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)可以集中管理網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的管理任務(wù)。理網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的管理任務(wù)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從邏輯結(jié)構(gòu)上可以分成兩部分：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處

15、理、向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶資源子網(wǎng)和負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的通信子網(wǎng)。如圖1.1所示：圖1.1 通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng) 1.1.4 1.1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的邏輯構(gòu)成第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 拓?fù)鋵W(xué)（拓?fù)鋵W(xué)（TopologyTopology）是一種研究與大小形狀無(wú)關(guān)的點(diǎn)、線、）是一種研究與大小形狀無(wú)關(guān)的點(diǎn)、線、面特點(diǎn)的學(xué)科。從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)看計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就面特點(diǎn)的學(xué)科。從拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)看計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就形成了連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)形成了連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)( (又稱節(jié)點(diǎn)又稱節(jié)點(diǎn)) )在地理分布和連接關(guān)系上

16、在地理分布和連接關(guān)系上的幾何構(gòu)形，稱為為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。理論計(jì)算機(jī)的幾何構(gòu)形，稱為為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。理論計(jì)算機(jī)和信息研究工作者已提出許多評(píng)估網(wǎng)絡(luò)性能的實(shí)際問(wèn)題，和信息研究工作者已提出許多評(píng)估網(wǎng)絡(luò)性能的實(shí)際問(wèn)題，其中一些問(wèn)題已歸結(jié)為圖論問(wèn)題，可以借助圖論中的理論其中一些問(wèn)題已歸結(jié)為圖論問(wèn)題，可以借助圖論中的理論和方法對(duì)互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和性能評(píng)估。和方法對(duì)互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和性能評(píng)估。常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線形、星形和環(huán)形。如圖常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線形、星形和環(huán)形。如圖1.21.2所示。所示。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖圖1

17、.2 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有多種分類標(biāo)準(zhǔn)： 一種最常用的分類標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)范圍和計(jì)算機(jī)之間互連的距離來(lái)分類。按地域范圍分，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可分為三類：局部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)LAN（局域網(wǎng)），廣域網(wǎng)WAN和城域網(wǎng)MAN。若簡(jiǎn)單地分，計(jì)算機(jī)可分成遠(yuǎn)程網(wǎng)和局域網(wǎng)。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還可按其他的角度分類：如按通信介質(zhì)分為有線網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)；按速率分為低、中、高速；根據(jù)對(duì)信道的使用情況，可分點(diǎn)到點(diǎn)通信方式以及多點(diǎn)共享信道模型；按使用范圍分為公用網(wǎng)和專用網(wǎng)；按網(wǎng)絡(luò)控制方式分為集中式和分布式等等。 1.1.5 1.1.5 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類第第

18、 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 1.2.1 1.2.1 信道和數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)信道和數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)1.2.2 1.2.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信1.2.3 1.2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式1.2.4 1.2.4 信道的多路復(fù)用技術(shù)信道的多路復(fù)用技術(shù)1.2.5 1.2.5 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2.1 信道和數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)信道和數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)谋亟?jīng)之路稱為數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)谋亟?jīng)之路稱為“信道信道”。 物理信道由傳輸介質(zhì)及有關(guān)設(shè)備組成。如

19、雙絞物理信道由傳輸介質(zhì)及有關(guān)設(shè)備組成。如雙絞線、銅軸電纜、光纖、電磁波等都是可傳輸物理線、銅軸電纜、光纖、電磁波等都是可傳輸物理信號(hào)的介質(zhì)，它們都可以用于構(gòu)成物理信道。信號(hào)的介質(zhì)，它們都可以用于構(gòu)成物理信道。 按傳輸介質(zhì)的不同，物理信道可分為有線信按傳輸介質(zhì)的不同，物理信道可分為有線信道、無(wú)線信道、衛(wèi)星信道。按在信道上傳輸信號(hào)道、無(wú)線信道、衛(wèi)星信道。按在信道上傳輸信號(hào)的不同，可分為傳輸正弦波模擬量的模擬信道和的不同，可分為傳輸正弦波模擬量的模擬信道和傳輸二進(jìn)制脈沖電信號(hào)的數(shù)字信道。傳輸二進(jìn)制脈沖電信號(hào)的數(shù)字信道。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)物理信道由傳輸媒體及有關(guān)設(shè)

20、備組成。如雙絞線、銅軸電物理信道由傳輸媒體及有關(guān)設(shè)備組成。如雙絞線、銅軸電纜、光纖、電磁波等都是可傳輸物理信號(hào)的媒體，它們都纜、光纖、電磁波等都是可傳輸物理信號(hào)的媒體，它們都可以用于構(gòu)成物理信道。網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的物理通道可以用于構(gòu)成物理信道。網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的物理通道常稱為通信鏈路。邏輯信道是建立在物理信道上的一種抽常稱為通信鏈路。邏輯信道是建立在物理信道上的一種抽象信道概念，在信號(hào)的發(fā)收點(diǎn)之間存在一條間接的連接。象信道概念，在信號(hào)的發(fā)收點(diǎn)之間存在一條間接的連接。這樣的信道是抽象意義下的信道，所以稱為邏輯信道。一這樣的信道是抽象意義下的信道，所以稱為邏輯信道。一條物理信道可被分為幾條邏輯

21、信道，多條物理信道亦可合條物理信道可被分為幾條邏輯信道，多條物理信道亦可合為一條邏輯信道。通常把邏輯信道稱為為一條邏輯信道。通常把邏輯信道稱為“連接連接”。按傳輸媒體的不同，物理信道可分為有線信道、無(wú)線信道、按傳輸媒體的不同，物理信道可分為有線信道、無(wú)線信道、衛(wèi)星信道。按在信道上傳輸信號(hào)的不同，可分為傳輸正弦衛(wèi)星信道。按在信道上傳輸信號(hào)的不同，可分為傳輸正弦波模擬量的模擬信道和傳輸二進(jìn)制脈沖電信號(hào)的數(shù)字信道。波模擬量的模擬信道和傳輸二進(jìn)制脈沖電信號(hào)的數(shù)字信道。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)常用的傳輸媒體常用的傳輸媒體（1）雙絞線雙絞線雙絞線（雙絞線（Twisted-P

22、airTwisted-Pair）把多個(gè)線對(duì)扭在一塊可以減少各）把多個(gè)線對(duì)扭在一塊可以減少各線對(duì)之間或其他電子噪聲源的電磁干擾。雙絞線主要分為線對(duì)之間或其他電子噪聲源的電磁干擾。雙絞線主要分為兩類，即非屏蔽雙絞線兩類，即非屏蔽雙絞線UTPUTP（Unshielded Twisted-PairUnshielded Twisted-Pair）和屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線STPSTP（Shielded Twisted-PairShielded Twisted-Pair）。）。EIA/TIAEIA/TIA為非屏蔽雙絞線制定了布線標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括為非屏蔽雙絞線制定了布線標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括5 5類類UTPUTP。

23、目前常用的是可用于。目前常用的是可用于100Mbit/s100Mbit/s的快速以太網(wǎng)的的快速以太網(wǎng)的5 5類類UTPUTP，里面包括，里面包括4 4對(duì)雙絞線。雙絞線使用對(duì)雙絞線。雙絞線使用RJ-45RJ-45接頭連接計(jì)算接頭連接計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。機(jī)的網(wǎng)卡或集線器等通信設(shè)備。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)雙絞線雙絞線第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（2）同軸電纜）同軸電纜同軸電纜同軸電纜(Coaxial Cable)(Coaxial Cable)可以用于長(zhǎng)距離的電話可以用于長(zhǎng)距離的電話網(wǎng)絡(luò)、有線電視信號(hào)的傳輸通道以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)

24、、有線電視信號(hào)的傳輸通道以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。5050的同軸電纜稱為基帶電纜，可用于數(shù)的同軸電纜稱為基帶電纜，可用于數(shù)字信號(hào)的直接發(fā)送；字信號(hào)的直接發(fā)送；7575的同軸電纜常用于頻分的同軸電纜常用于頻分多路轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送，稱為寬帶電纜。多路轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)發(fā)送，稱為寬帶電纜。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)同軸電纜同軸電纜第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（3）光纜光纜光纜光纜(Fiber Optic Cable)(Fiber Optic Cable)實(shí)際上是用一些透明的光學(xué)材料（玻璃光纖實(shí)際上是用一些透明的光學(xué)材料（玻璃光纖和全塑光纖）拉成

25、細(xì)絲，利用光學(xué)上的全反射原理使光在這些細(xì)絲中和全塑光纖）拉成細(xì)絲，利用光學(xué)上的全反射原理使光在這些細(xì)絲中幾乎無(wú)損耗地傳輸，而傳輸?shù)墓鈹y帶有信息，從而實(shí)現(xiàn)用光進(jìn)行通信。幾乎無(wú)損耗地傳輸，而傳輸?shù)墓鈹y帶有信息，從而實(shí)現(xiàn)用光進(jìn)行通信。在光纖通信中，通常使用直接光強(qiáng)調(diào)制將二進(jìn)制信號(hào)調(diào)成光信號(hào)，即在光纖通信中，通常使用直接光強(qiáng)調(diào)制將二進(jìn)制信號(hào)調(diào)成光信號(hào)，即“1 1”對(duì)應(yīng)有光，對(duì)應(yīng)有光，“0 0”對(duì)應(yīng)無(wú)光。對(duì)應(yīng)無(wú)光。常見的光纖可分為多模光纖與單模光纖兩大類。所謂光纖的常見的光纖可分為多模光纖與單模光纖兩大類。所謂光纖的“模模”是是指在光纖上反射的一道光線。單模光纖只使用一個(gè)點(diǎn)光源，通常使用指在光纖上反射的

26、一道光線。單模光纖只使用一個(gè)點(diǎn)光源，通常使用激光，單模光纖傳輸距離較遠(yuǎn)激光，單模光纖傳輸距離較遠(yuǎn)(3000m)(3000m)。多模光纖連接處使用。多模光纖連接處使用LEDLED作為作為多個(gè)點(diǎn)光源。每條光線射入角有一些小的差別，因此光線會(huì)在不同的多個(gè)點(diǎn)光源。每條光線射入角有一些小的差別，因此光線會(huì)在不同的時(shí)間到達(dá)光纖的另一端，這就是散射。散射會(huì)使到達(dá)目的地的光信號(hào)時(shí)間到達(dá)光纖的另一端，這就是散射。散射會(huì)使到達(dá)目的地的光信號(hào)變形，削弱了信號(hào)強(qiáng)度，影響光信號(hào)的傳輸。因此，多模光纖傳輸距變形，削弱了信號(hào)強(qiáng)度，影響光信號(hào)的傳輸。因此，多模光纖傳輸距離較近離較近(2000m)(2000m)。第第 1 1

27、章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)光纜光纜第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（4）無(wú)線傳輸媒體無(wú)線傳輸媒體通過(guò)大氣傳輸電磁波的三種主要技術(shù)是：微波、通過(guò)大氣傳輸電磁波的三種主要技術(shù)是：微波、紅外線和激光。這三種技術(shù)都需要在發(fā)送方和接紅外線和激光。這三種技術(shù)都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線通路。由于這些設(shè)備工作在收方之間有一條視線通路。由于這些設(shè)備工作在高頻范圍內(nèi)（微波工作在高頻范圍內(nèi)（微波工作在10109 910101010HzHz，激光工作，激光工作在在1010141410101515HzHz），因此有可能實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)的），因此有可能實(shí)現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)的傳輸率

28、。傳輸率。紅外線和激光都對(duì)環(huán)境干擾特別敏感。微波對(duì)環(huán)紅外線和激光都對(duì)環(huán)境干擾特別敏感。微波對(duì)環(huán)境干擾不敏感，對(duì)方向性要求不強(qiáng)，但存在著竊境干擾不敏感，對(duì)方向性要求不強(qiáng)，但存在著竊聽、插入和干擾等一系列不安全問(wèn)題。聽、插入和干擾等一系列不安全問(wèn)題。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)視距傳播和電離層反射視距傳播和電離層反射第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)在用無(wú)線電波進(jìn)行通信時(shí)，對(duì)頻率有很嚴(yán)格的限制，因在用無(wú)線電波進(jìn)行通信時(shí)，對(duì)頻率有很嚴(yán)格的限制，因?yàn)榭梢岳玫念l率資源（也就是頻率范圍）是有限的。為可以利用的頻率資源（也就是頻率范圍）是有限的。如果對(duì)頻率

29、的使用沒(méi)有嚴(yán)格的審核和限制，就會(huì)發(fā)生通如果對(duì)頻率的使用沒(méi)有嚴(yán)格的審核和限制，就會(huì)發(fā)生通信一片混亂的情況。因此，國(guó)際上采用了比較統(tǒng)一的標(biāo)信一片混亂的情況。因此，國(guó)際上采用了比較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比如移動(dòng)通信就劃分了一定的頻率范圍，每一個(gè)準(zhǔn)，比如移動(dòng)通信就劃分了一定的頻率范圍，每一個(gè)（連續(xù)的）頻率范圍稱為頻段。其他的頻段用于衛(wèi)星通（連續(xù)的）頻率范圍稱為頻段。其他的頻段用于衛(wèi)星通信，微波通信等等。信，微波通信等等。無(wú)線通信與移動(dòng)通信雖然都是靠無(wú)線電波進(jìn)行通信的，無(wú)線通信與移動(dòng)通信雖然都是靠無(wú)線電波進(jìn)行通信的，但卻是兩個(gè)概念，首先移動(dòng)通信肯定是無(wú)線通信，但無(wú)但卻是兩個(gè)概念，首先移動(dòng)通信肯定是無(wú)線通信，但無(wú)線

30、通信側(cè)重于無(wú)線，移動(dòng)通信更注重于其移動(dòng)性。比如線通信側(cè)重于無(wú)線，移動(dòng)通信更注重于其移動(dòng)性。比如一個(gè)在北京，一個(gè)在廣州，通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行通信，這一個(gè)在北京，一個(gè)在廣州，通過(guò)無(wú)線電波進(jìn)行通信，這就是無(wú)線通信。如果更強(qiáng)調(diào)通信中的移動(dòng)性，就是移動(dòng)就是無(wú)線通信。如果更強(qiáng)調(diào)通信中的移動(dòng)性，就是移動(dòng)通信。通信。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2.2 1.2.2 模擬通信與數(shù)字通信模擬通信與數(shù)字通信1. 1. 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)2.2.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)3.3.模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)

31、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1. 1. 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)(Analog Data)是由傳感器采集得是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值，例如溫度、壓力，以及目到的連續(xù)變化的值，例如溫度、壓力，以及目前在電話、無(wú)線電和電視廣播中的聲音和圖像。前在電話、無(wú)線電和電視廣播中的聲音和圖像。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Digital Data)(Digital Data)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)則是模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值，例如在計(jì)算機(jī)中用二量化后得到的離散的值，例如在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)。 第第 1 1 章章 數(shù)

32、據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2.2.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) 信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)的表示形式；信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中電信號(hào)的表示形式；模擬信號(hào)（模擬信號(hào)（analog signalanalog signal）的信號(hào)電平是連續(xù)變化的；）的信號(hào)電平是連續(xù)變化的；數(shù)字信號(hào)（數(shù)字信號(hào)（digital signaldigital signal）是用兩種不同的電平去表示）是用兩種不同的電平去表示0 0、1 1比特序列的電壓脈沖信號(hào)表示；比特序列的電壓脈沖信號(hào)表示； 按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，通信系統(tǒng)分為模按照在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘?hào)類型，通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)

33、兩種。擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)兩種。 模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波。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或光脈沖。數(shù)字信號(hào)則是一系列離散的電脈沖或光脈沖。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)波形第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.3.模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 模擬數(shù)據(jù)通信模擬數(shù)據(jù)通信 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn)第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（1）模擬數(shù)據(jù)通信）模擬數(shù)據(jù)

34、通信目前廣泛使用公用電話線路來(lái)傳輸語(yǔ)音或計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)目前廣泛使用公用電話線路來(lái)傳輸語(yǔ)音或計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，也可以使用有線電視網(wǎng)來(lái)傳輸視頻據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，也可以使用有線電視網(wǎng)來(lái)傳輸視頻和計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；而微波與衛(wèi)星通信和計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；而微波與衛(wèi)星通信傳輸?shù)囊部梢允悄M數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。傳輸?shù)囊部梢允悄M數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。為了用模擬數(shù)據(jù)通信的方法實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的為了用模擬數(shù)據(jù)通信的方法實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，一般不直接傳輸模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸，一般不直接傳輸模擬信號(hào)( (包括由數(shù)字信號(hào)包括由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的模擬

35、信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的模擬信號(hào)) )，而是在發(fā)送方使用某一頻率的電，而是在發(fā)送方使用某一頻率的電磁波作為載波磁波作為載波(Carrier)(Carrier)，然后用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)對(duì)，然后用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)制其進(jìn)行調(diào)制(Modulation)(Modulation)，調(diào)制后的載波信號(hào)，調(diào)制后的載波信號(hào)( (為模擬信為模擬信號(hào)號(hào)) )占有以該載波頻率為中心的一段頻譜，并能在適于該占有以該載波頻率為中心的一段頻譜，并能在適于該載波頻率的媒體上傳輸；而在接收方則通過(guò)解調(diào)載波頻率的媒體上傳輸；而在接收方則通過(guò)解調(diào)(Demodulation)(Demodulation)還原疊加于載波上的模擬信號(hào)或

36、數(shù)字信還原疊加于載波上的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)?？赏瓿烧{(diào)制和解調(diào)的裝置稱為調(diào)制解調(diào)器號(hào)。可完成調(diào)制和解調(diào)的裝置稱為調(diào)制解調(diào)器(Modem)(Modem)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（2）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信指直接利用數(shù)字傳輸技術(shù)在數(shù)字設(shè)備之間傳數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信指直接利用數(shù)字傳輸技術(shù)在數(shù)字設(shè)備之間傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。由于計(jì)算機(jī)使用輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。由于計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，因而計(jì)算機(jī)與其外部設(shè)備之間、局域網(wǎng)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，因而計(jì)算機(jī)與其外部設(shè)備之間、局域網(wǎng)和城域網(wǎng)大多直接采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。此外，目前北美采和城域網(wǎng)大多

37、直接采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。此外，目前北美采用的用的2424路路PCMPCM脈碼調(diào)制脈碼調(diào)制( (速率為速率為1.544Mpbs) 1.544Mpbs) 電話系統(tǒng)，歐洲電話系統(tǒng)，歐洲和 我 國(guó) 采 用 的 是 根 據(jù) 國(guó) 際 電 話 電 報(bào) 咨 詢 委 員 會(huì)和 我 國(guó) 采 用 的 是 根 據(jù) 國(guó) 際 電 話 電 報(bào) 咨 詢 委 員 會(huì)（Consultative Committee on International Consultative Committee on International Telephone and Telegraph, CCITTTelephone and Telegraph

38、, CCITT）建議的一種）建議的一種3030路路PCMPCM脈碼調(diào)制電話系統(tǒng)脈碼調(diào)制電話系統(tǒng)( (速率為速率為2.048Mbps)2.048Mbps)都是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系都是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)。統(tǒng)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（3）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn)）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn) 來(lái)自聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)源的各類數(shù)據(jù)均可統(tǒng)一為數(shù)來(lái)自聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)源的各類數(shù)據(jù)均可統(tǒng)一為數(shù)字信號(hào)的形式，并通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸。字信號(hào)的形式，并通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸。 以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，并通過(guò)檢錯(cuò)編碼和重發(fā)數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，并通過(guò)檢錯(cuò)編碼和重發(fā)數(shù)據(jù)幀來(lái)發(fā)現(xiàn)與糾正通信錯(cuò)誤，有效保證

39、通信的可靠性。幀來(lái)發(fā)現(xiàn)與糾正通信錯(cuò)誤，有效保證通信的可靠性。 在長(zhǎng)距離數(shù)字通信中，可通過(guò)中繼器放大和整形來(lái)保證在長(zhǎng)距離數(shù)字通信中，可通過(guò)中繼器放大和整形來(lái)保證數(shù)字信號(hào)的完整，不累積噪音。數(shù)字信號(hào)的完整，不累積噪音。 使用加密技術(shù)可有效增強(qiáng)通信的安全性。使用加密技術(shù)可有效增強(qiáng)通信的安全性。 數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)發(fā)展更快，數(shù)字設(shè)備很容易通過(guò)集數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)發(fā)展更快，數(shù)字設(shè)備很容易通過(guò)集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，并與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，而由于超大規(guī)模集成成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，并與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，而由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字設(shè)備的體積與成本的下降速度電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字設(shè)備的體積與成本的下降速度大大超過(guò)模擬設(shè)

40、備，性能大大超過(guò)模擬設(shè)備，性能/ /價(jià)格比高。價(jià)格比高。 多路光纖技術(shù)的發(fā)展大大提高了數(shù)字通信的效率。多路光纖技術(shù)的發(fā)展大大提高了數(shù)字通信的效率。 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)近近2020年來(lái)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)已開始發(fā)展并得到年來(lái)，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)已開始發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用。目前，數(shù)字通信已開始在長(zhǎng)距離話音廣泛應(yīng)用。目前，數(shù)字通信已開始在長(zhǎng)距離話音和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)的模擬通信。計(jì)算和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)的模擬通信。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，則大大推動(dòng)了數(shù)字通信機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，則大大推動(dòng)了數(shù)字通信技術(shù)的迅速發(fā)展。可以預(yù)言，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信最終技術(shù)的迅速發(fā)展

41、?？梢灶A(yù)言，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信最終將取代模擬數(shù)據(jù)通信。將取代模擬數(shù)據(jù)通信。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2.3 1.2.3 數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸方式 1. 1. 基帶傳輸和寬帶傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸 2. 2. 并行與串行方式并行與串行方式 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（1 1）基帶信號(hào)與基帶傳輸）基帶信號(hào)與基帶傳輸 基帶信號(hào)基帶信號(hào)(Baseband Signal)(Baseband Signal)直接用兩種不同的電直接用兩種不同的電壓來(lái)表示數(shù)字信號(hào)壓來(lái)表示數(shù)字信號(hào)1 1和和0 0，脈沖信號(hào)的基本頻帶可，脈沖信號(hào)的基本頻帶可以從直流成分到數(shù)

42、兆赫，頻帶較寬。因?yàn)閷?duì)應(yīng)以從直流成分到數(shù)兆赫，頻帶較寬。因?yàn)閷?duì)應(yīng)矩形電脈沖信號(hào)的固有頻率稱為矩形電脈沖信號(hào)的固有頻率稱為“基帶基帶”，這些，這些二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號(hào)稱為基帶信號(hào)。二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號(hào)稱為基帶信號(hào)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（2 2）寬帶信號(hào)與寬帶傳輸）寬帶信號(hào)與寬帶傳輸 寬帶信號(hào)寬帶信號(hào)(Wideband Signal)(Wideband Signal)用多組基帶信號(hào)用多組基帶信號(hào)1 1和和0 0分別調(diào)制不同頻率的載波，并由這些分別占用不分別調(diào)制不同頻率的載波，并由這些分別占用不同頻段的調(diào)制載波組成。同頻段的調(diào)制載波組成。寬帶傳輸以寬帶同軸電纜作為

43、傳輸媒體，使用時(shí)寬帶傳輸以寬帶同軸電纜作為傳輸媒體，使用時(shí)將頻帶劃分為幾個(gè)子頻帶，分別使用這些頻帶來(lái)將頻帶劃分為幾個(gè)子頻帶，分別使用這些頻帶來(lái)傳輸音頻信號(hào)、視頻信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)。寬帶傳傳輸音頻信號(hào)、視頻信號(hào)以及數(shù)字信號(hào)。寬帶傳輸?shù)募夹g(shù)要求高、設(shè)備多，因而成本較高。輸?shù)募夹g(shù)要求高、設(shè)備多，因而成本較高。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)基帶傳輸和寬帶傳輸最重要的區(qū)別是：基帶傳輸采用的是基帶傳輸和寬帶傳輸最重要的區(qū)別是：基帶傳輸采用的是“直接控制信號(hào)狀態(tài)直接控制信號(hào)狀態(tài)”的傳輸方式，而寬帶傳輸采用的傳輸方式，而寬帶傳輸采用“控控制載波（制載波（CarrierCarrier）信

44、號(hào)狀態(tài)）信號(hào)狀態(tài)”的傳輸技術(shù)。由于早期的載的傳輸技術(shù)。由于早期的載波傳輸都應(yīng)用在模擬傳輸上，所以早期的教科書往往將寬波傳輸都應(yīng)用在模擬傳輸上，所以早期的教科書往往將寬帶傳輸、載波傳輸與模擬傳輸劃上等號(hào)。但載波在數(shù)字傳帶傳輸、載波傳輸與模擬傳輸劃上等號(hào)。但載波在數(shù)字傳輸上的應(yīng)用越來(lái)越頻繁，通信衛(wèi)星的無(wú)線載波早已數(shù)字化，輸上的應(yīng)用越來(lái)越頻繁，通信衛(wèi)星的無(wú)線載波早已數(shù)字化，未來(lái)將普及的高清晰度電視的廣播信號(hào)也采用數(shù)字載波信未來(lái)將普及的高清晰度電視的廣播信號(hào)也采用數(shù)字載波信號(hào)傳送電視節(jié)目。號(hào)傳送電視節(jié)目。注意：在各種新聞媒體和廣告中出現(xiàn)的注意：在各種新聞媒體和廣告中出現(xiàn)的“寬帶上網(wǎng)寬帶上網(wǎng)”，是，是相

45、對(duì)傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器連接（稱為相對(duì)傳統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器連接（稱為“窄帶連接窄帶連接”）而言的。）而言的。表示線路的傳輸帶寬很表示線路的傳輸帶寬很“寬寬”，所以連接速度很快。此時(shí)，所以連接速度很快。此時(shí)說(shuō)的說(shuō)的“寬帶寬帶”與有無(wú)載波無(wú)關(guān)。這只是不同的事物使用了與有無(wú)載波無(wú)關(guān)。這只是不同的事物使用了同一個(gè)名稱。同一個(gè)名稱。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2. 并行與串行方式并行與串行方式 根據(jù)一次傳輸數(shù)位的多少，可把基帶傳輸分為并行根據(jù)一次傳輸數(shù)位的多少，可把基帶傳輸分為并行(Parallel)(Parallel)方式和串行方式和串行(Serial)(Serial)方式，前者是通

46、過(guò)一組傳方式，前者是通過(guò)一組傳輸線多位同時(shí)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，后者是通過(guò)一對(duì)傳輸線逐位輸線多位同時(shí)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，后者是通過(guò)一對(duì)傳輸線逐位地傳輸數(shù)字代碼。地傳輸數(shù)字代碼。并行傳輸方式要求并行的各條線路同步，因此需要傳輸定并行傳輸方式要求并行的各條線路同步，因此需要傳輸定時(shí)和控制信號(hào)，而并行的各路信號(hào)在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)與放大處理時(shí)和控制信號(hào)，而并行的各路信號(hào)在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)與放大處理時(shí)，將引起不同的延遲與畸變，故并行同步較難實(shí)現(xiàn)。串時(shí)，將引起不同的延遲與畸變，故并行同步較難實(shí)現(xiàn)。串行通信雙方常以行通信雙方常以“數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀”為單位傳輸信息，但由于串行為單位傳輸信息，但由于串行方式只能逐位傳輸數(shù)據(jù)，因此，在發(fā)送方需要進(jìn)

47、行信號(hào)的方式只能逐位傳輸數(shù)據(jù)，因此，在發(fā)送方需要進(jìn)行信號(hào)的并并/ /串轉(zhuǎn)換，而接收方則需要進(jìn)行信號(hào)的串串轉(zhuǎn)換，而接收方則需要進(jìn)行信號(hào)的串/ /并轉(zhuǎn)換。并轉(zhuǎn)換。 通常，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以及計(jì)算機(jī)與并行打印機(jī)之間采用并行通常，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以及計(jì)算機(jī)與并行打印機(jī)之間采用并行方式，而在遠(yuǎn)距離數(shù)字通信中多采用串行方式。方式，而在遠(yuǎn)距離數(shù)字通信中多采用串行方式。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3. 串行數(shù)據(jù)的傳輸方式串行數(shù)據(jù)的傳輸方式 在串行數(shù)據(jù)傳輸中，信息以連續(xù)的數(shù)據(jù)位流形式在串行數(shù)據(jù)傳輸中，信息以連續(xù)的數(shù)據(jù)位流形式傳輸。串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單傳輸。串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)

48、有三種，即單工、半雙工和全雙工，如圖工、半雙工和全雙工，如圖1.2所示。所示。 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖1.2 單工、半雙工、全雙工 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4.4.異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸 同步問(wèn)題的重要性同步問(wèn)題的重要性 在數(shù)字通信中，當(dāng)發(fā)送器通過(guò)傳輸介質(zhì)向接收器傳在數(shù)字通信中，當(dāng)發(fā)送器通過(guò)傳輸介質(zhì)向接收器傳輸數(shù)據(jù)信息時(shí)，如每次發(fā)出一個(gè)字符輸數(shù)據(jù)信息時(shí)，如每次發(fā)出一個(gè)字符(或一個(gè)數(shù)據(jù)幀或一個(gè)數(shù)據(jù)幀)的的數(shù)據(jù)信號(hào)，接收器必須識(shí)別出該字符數(shù)據(jù)信號(hào)，接收器必須識(shí)別出該字符(或該幀或該幀)數(shù)據(jù)信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)的開始位和結(jié)束位

49、，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻正確地讀取該的開始位和結(jié)束位，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻正確地讀取該字符字符(或該幀或該幀)數(shù)據(jù)信號(hào)的每一位信息，這就是接收器與數(shù)據(jù)信號(hào)的每一位信息，這就是接收器與發(fā)送器之間的基本同步問(wèn)題。發(fā)送器之間的基本同步問(wèn)題。 (2)(2)異步傳輸與同步傳輸異步傳輸與同步傳輸 異步傳輸以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，采用位形式的字異步傳輸以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，采用位形式的字符同步信號(hào)，發(fā)送器和接收器任一方都不向?qū)Ψ教峁┓叫盘?hào)，發(fā)送器和接收器任一方都不向?qū)Ψ教峁r(shí)鐘同步信號(hào)。時(shí)鐘同步信號(hào)。同步傳輸以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，可采用字符形式同步傳輸以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，可采用字符形式或位組合形式的幀同步信號(hào)

50、。或位組合形式的幀同步信號(hào)。 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.4(a)頻分多路復(fù)用 1.2.4 信道的多路復(fù)用技術(shù)信道的多路復(fù)用技術(shù)1.1.頻分多路復(fù)用頻分多路復(fù)用FDMFDM 頻分多路復(fù)用如圖頻分多路復(fù)用如圖1.4(a)所示。所示。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.4(b)時(shí)分多路復(fù)用 2.2.時(shí)分多路復(fù)用時(shí)分多路復(fù)用TDMTDM 時(shí)分多路復(fù)用如圖時(shí)分多路復(fù)用如圖1.4(b)1.4(b)所示。所示。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)3.T13.T1載波與載波與E1E1載波載波(1)T1(1)T1載波載波 貝爾實(shí)驗(yàn)室系

51、統(tǒng)的貝爾實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的T1T1載波利用脈碼調(diào)制載波利用脈碼調(diào)制PCMPCM和時(shí)分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用TDMTDM技術(shù)，使技術(shù)，使2424路采樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道。每一個(gè)幀包路采樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道。每一個(gè)幀包含含 193193位，每一幀用位，每一幀用 125us125us時(shí)間傳送。時(shí)間傳送。T1T1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為速率為1.544Mbps1.544Mbps。 （2 2）E1E1載波載波國(guó)際電話電報(bào)咨詢委員會(huì)國(guó)際電話電報(bào)咨詢委員會(huì)CCITTCCITT（Consultative Consultative Committee on International Telephone

52、 and TelegraphCommittee on International Telephone and Telegraph）建議了一種建議了一種2.048Mbps2.048Mbps速率的脈碼調(diào)制速率的脈碼調(diào)制PCMPCM載波標(biāo)準(zhǔn)，稱為載波標(biāo)準(zhǔn)，稱為E1E1載波載波( (歐洲和我國(guó)采用的標(biāo)準(zhǔn)歐洲和我國(guó)采用的標(biāo)準(zhǔn)) )。它每一幀開始處有。它每一幀開始處有8 8位同位同步作用，中間有步作用，中間有8 8位作用信令，組織位作用信令，組織3030路路8 8位數(shù)據(jù)，全幀包位數(shù)據(jù)，全幀包括括256256位，每一幀用位，每一幀用 125us125us時(shí)間傳送?？捎?jì)算出時(shí)間傳送?？捎?jì)算出E1E1系統(tǒng)的數(shù)系

53、統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為：據(jù)傳輸速率為：256256位位/125us=2.048Mbps/125us=2.048Mbps。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖1.5 T1載波幀結(jié)構(gòu) 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)4. 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用 在光纖信道上使用的波分多路復(fù)用在光纖信道上使用的波分多路復(fù)用(Wave Division (Wave Division MultiplexingMultiplexing，WDM)WDM)實(shí)際上是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種。實(shí)際上是頻分多路復(fù)用的一個(gè)變種。如圖如圖1.61.6所示。波分多路復(fù)用的本質(zhì)是在一條光纖中用不同

54、所示。波分多路復(fù)用的本質(zhì)是在一條光纖中用不同顏色的光波進(jìn)行傳輸信號(hào)，而不同的色光在光纖中傳輸彼顏色的光波進(jìn)行傳輸信號(hào)，而不同的色光在光纖中傳輸彼此不干涉。所以，一條光纖就變成了幾條光纖的容量，光此不干涉。所以，一條光纖就變成了幾條光纖的容量，光纖中單色光傳輸信號(hào)的頻率達(dá)到幾纖中單色光傳輸信號(hào)的頻率達(dá)到幾GHzGHz，而使用波分復(fù)用后，而使用波分復(fù)用后一根光纖的總帶寬大約是一根光纖的總帶寬大約是25000GHz25000GHz，因此可以將很多信道，因此可以將很多信道復(fù)用到長(zhǎng)距離光纖上，但需要解決光入和光出的合并分離復(fù)用到長(zhǎng)距離光纖上，但需要解決光入和光出的合并分離問(wèn)題。許多國(guó)家已經(jīng)采用波分復(fù)用技

55、術(shù)對(duì)已鋪設(shè)的光纖線問(wèn)題。許多國(guó)家已經(jīng)采用波分復(fù)用技術(shù)對(duì)已鋪設(shè)的光纖線路進(jìn)行擴(kuò)容。然而，在通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)仍需光電、電光路進(jìn)行擴(kuò)容。然而，在通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)仍需光電、電光轉(zhuǎn)換和電信號(hào)處理，克服電子轉(zhuǎn)換和電信號(hào)處理，克服電子“瓶頸瓶頸”的辦法是建設(shè)全光的辦法是建設(shè)全光通信網(wǎng)。光分組交換網(wǎng)能以更細(xì)的粒度快速分配光信道，通信網(wǎng)。光分組交換網(wǎng)能以更細(xì)的粒度快速分配光信道，支持支持ATMATM和和IPIP的光分組交換，是下一代全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。的光分組交換，是下一代全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)圖圖1.6 波分多路復(fù)用波分多路復(fù)用 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信

56、與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1.2.5 1.2.5 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)是有效性和可靠性。數(shù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)是有效性和可靠性。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性是指數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笏俣?，字通信系統(tǒng)的有效性是指數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笏俣?，也就是?shù)字信道的容量；可靠性指誤碼率，即也就是數(shù)字信道的容量；可靠性指誤碼率，即傳輸中出錯(cuò)碼與傳輸總碼數(shù)之比。傳輸中出錯(cuò)碼與傳輸總碼數(shù)之比。 1. 1. 帶寬帶寬 2. 2. 信道容量信道容量 3. 3. 比特率比特率 4. 4. 波特率波特率 5. 5. 誤碼率誤碼率 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)1. 帶寬帶寬在模

57、擬信道中，常用帶寬表示信道傳輸信息的能在模擬信道中，常用帶寬表示信道傳輸信息的能力。帶寬即傳輸信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差，力。帶寬即傳輸信號(hào)的最高頻率與最低頻率之差，即信號(hào)的頻譜范圍。理論分析表明，模擬信道的即信號(hào)的頻譜范圍。理論分析表明，模擬信道的帶寬或信噪比越大，信道的極限傳輸速率也越高。帶寬或信噪比越大，信道的極限傳輸速率也越高。這也是為什么總是努力提高通信信道帶寬的原因。這也是為什么總是努力提高通信信道帶寬的原因。 第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)2. 信道容量信道容量對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，有時(shí)用信道的容量，即用單位時(shí)間內(nèi)對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)，有時(shí)用信道的容量，即用單

58、位時(shí)間內(nèi)最大可傳輸信息的位數(shù)，作為信道傳輸信息的最大能力的最大可傳輸信息的位數(shù)，作為信道傳輸信息的最大能力的指標(biāo)。信道容量與信道頻帶、可用時(shí)間及能通過(guò)的信號(hào)功指標(biāo)。信道容量與信道頻帶、可用時(shí)間及能通過(guò)的信號(hào)功率與干擾功率比值有關(guān)。無(wú)噪音理想信道信道容量與信道率與干擾功率比值有關(guān)。無(wú)噪音理想信道信道容量與信道的帶寬的關(guān)系如下：的帶寬的關(guān)系如下：C=2HC=2H* *loglog2 2n n （1.11.1）其中：其中：C C為信道容量，為信道容量，H H為信道帶寬（信道能夠傳輸信號(hào)的為信道帶寬（信道能夠傳輸信號(hào)的最大頻率范圍），最大頻率范圍），n n為傳輸時(shí)為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。為傳輸時(shí)為

59、一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)。本公式也稱為奈奎斯特公式或無(wú)噪信道傳輸能力公式。本公式也稱為奈奎斯特公式或無(wú)噪信道傳輸能力公式。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)【例【例1-11-1】普通電話線路帶寬約】普通電話線路帶寬約3kHz3kHz，則碼元速率，則碼元速率極限值極限值B=2B=2* *H=2H=2* *3k=6kBaud 3k=6kBaud ；若碼元的離散值個(gè)數(shù)若碼元的離散值個(gè)數(shù)N=16N=16，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率C=2C=2* *3k3k* *loglog2 216=24kbps16=24kbps。對(duì)有噪音的實(shí)際信道，其關(guān)系如下：對(duì)有噪音的實(shí)際信道，

60、其關(guān)系如下：C=HC=H* *loglog2 2 (1+S/N) (1+S/N) （1.21.2其中：其中：S/N S/N 為接收端的信噪比。為接收端的信噪比。本公式也稱為香農(nóng)公式。本公式也稱為香農(nóng)公式。第第 1 1 章章 數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)【例【例1-21-2】已知信噪比為】已知信噪比為30dB30dB，帶寬為，帶寬為3kHz3kHz，求信，求信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。 10lg(S/N)=30 S/N=10 10lg(S/N)=30 S/N=1030/1030/10=1000=1000 C=3klog C=3klog2 2(1+1000)30k bps