第二部分：數(shù)據(jù)通信技術(shù)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主講：黃有福天河電大 2015-10數(shù)據(jù)通信技術(shù)第一節(jié) 數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)本章提要數(shù)據(jù)通信的基本概念傳輸介質(zhì)信號(hào)編碼數(shù)據(jù)交換技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)2.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1.1 數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)通信1. 信息、數(shù)據(jù)和信號(hào)通信的目的是傳遞信息。信息的載體可以是多媒體，包含聲、文、圖等。數(shù)據(jù)是信息的載體。它的信息的表示形式，可以是數(shù)字、字符、符號(hào)。信息與數(shù)據(jù)的區(qū)別？信號(hào)是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的具體物理表示形式，信號(hào)包括模擬和數(shù)字。數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著信息，而信號(hào)是數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)。數(shù)據(jù)是客觀的數(shù)字或字符的組合，其本身不具有任何的意義。但將其放入特定的知識(shí)系統(tǒng)中

2、進(jìn)行考察，它們內(nèi)部蘊(yùn)含的意義就將顯露出來，而這個(gè)“意義”，就是所謂的信息。對(duì)于通信系統(tǒng)來說，即使再智能化，它也只能依據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)程處理符合自己特性的各種信號(hào)，而無法理解人類根據(jù)自己的思維方式定義的信息和數(shù)據(jù)的概念。因此，為了讓通信系統(tǒng)能夠存儲(chǔ)、傳輸和處理數(shù)據(jù)，必須要在數(shù)據(jù)和信號(hào)之間構(gòu)造一個(gè)映射關(guān)系，即以什么樣的信號(hào)表示什么樣的數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信：將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)木€路從一端傳到另一端。兩類：模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng) 模擬信號(hào)由于隨時(shí)間的變化而平滑地改變，容易出錯(cuò)，容易受到干擾，傳輸過程會(huì)消減。普通的電話、廣播、電視等都屬于模擬通信系統(tǒng)。數(shù)字通信系統(tǒng) 數(shù)字信息是一種離散信

3、號(hào)。離散值最簡單可以使用二進(jìn)制數(shù)字1和0表示。容易存儲(chǔ)、處理、傳輸；可以使用再生中繼方式增強(qiáng)。計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成數(shù)字信息是一種離散信號(hào)。離散值最簡單可以使用二進(jìn)制數(shù)字1和0表示。容易存儲(chǔ)、處理、傳輸；可以使用再生中繼方式增強(qiáng)。計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字電話以及數(shù)字電視都屬于數(shù)字通信系統(tǒng)。3. 數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器之間的通信，而電話機(jī)僅能完成人與人之間的通信。數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性要求高傳輸速率高、響應(yīng)時(shí)間快持續(xù)時(shí)間差異較大數(shù)據(jù)具有靈活的接口4.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)（1）數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)通信速率：指數(shù)據(jù)在信道中傳輸?shù)乃俣取?數(shù)據(jù)通信速率

4、分為兩種：碼元速率和信息速率。碼元速率RB： 每秒中傳送的碼元數(shù)，單位為波特/秒（Baud/s），又稱為波特率；信息速率Rb：每秒中傳送的信息量，單位為比特/秒（bit/s），又稱為比特率；最大數(shù)據(jù)傳輸速率：奈奎斯定理、香農(nóng)定理補(bǔ)充：奈奎斯定理、香農(nóng)定理 奈奎斯公式：C = 2H log2N 數(shù)據(jù)傳輸率C隨信號(hào)編碼級(jí)數(shù)增加而增加。 香農(nóng)公式：C = Hlog2(1+S/N) 噪聲的存在將使編碼級(jí)數(shù)不可能無限增加 舉例：信道帶寬舉例：信道帶寬H=3.1KHz，S/N=2000，則，則練一練練一練 C = 3100*log2(1+2000) 34Kbit/s4.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)（續(xù)）（2）誤

5、碼率：指二進(jìn)制碼元（位，也叫比特）在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中被傳錯(cuò)的概率。（3）信道容量是指單位時(shí)間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲蟊忍財(cái)?shù)，用每秒比特?cái)?shù)（bps）表示。傳輸?shù)目偞a元數(shù)傳輸出錯(cuò)的碼元數(shù)誤碼率Pe補(bǔ)充1：什么是信道信道是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，包括傳輸媒體和通信設(shè)備。傳輸媒體：電纜、光纖、電磁波等。通信設(shè)備：路由器、交換機(jī)等。信道可以按不同的方法分類：有線信道與無線信道；模擬信道與數(shù)字信道；專用信道和公用信道；補(bǔ)充2：什么是信道帶寬信道帶寬 指信道中傳輸?shù)男盘?hào)在不失真的情況下所占用的頻率范圍，通常稱為信道的通頻帶，單位用赫茲（Hz）表示。信道帶寬是由信道的物理特性所決定的 電話線路的頻率范圍在電話線路的頻率范

6、圍在3003400Hz，其帶寬是多少？其帶寬是多少？2.1.2 數(shù)據(jù)通信方式1、串行通信和并行通信2、單工、半雙工和全雙工通信3、基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸4、數(shù)據(jù)通信的同步方式： 異步方式 同步方式1、串行通信和并行通信并行通信 數(shù)據(jù)在多個(gè)并行信道上同時(shí)進(jìn)行傳輸。 并行通信的優(yōu)點(diǎn)是速度快，但費(fèi)用高，僅適合于近距離和高速率的通信。串行通信數(shù)據(jù)流以串行方式在一條信道上傳輸，由于計(jì)算機(jī)內(nèi)部都采用并行通信。串行通信的優(yōu)點(diǎn)是收、發(fā)雙方只需要一條傳輸信道，易于實(shí)現(xiàn)，成本低，但速度比較低。串行通信和并行通信演示：2、 數(shù)據(jù)傳輸方向（1）單工通信單工方式指通信信道是單向信道，數(shù)據(jù)信號(hào)僅沿一個(gè)方向傳輸，發(fā)送

7、方只能發(fā)送不能接收，接收方只能接收而不能發(fā)送。（2）半雙工通信 半雙工通信是指信號(hào)可以沿兩個(gè)方向傳送，但同一時(shí)刻一個(gè)信道只允許單方向傳送，即兩個(gè)方向的傳輸只能交替進(jìn)行，而不能同時(shí)進(jìn)行。（3）全雙工通信 全雙工通信是指數(shù)據(jù)可以同時(shí)沿相反的兩個(gè)方向作雙向傳輸。比如，電話通話。數(shù)據(jù)傳輸方向演示3.基帶傳輸、頻帶傳輸和寬帶傳輸（1）基帶傳輸基帶傳輸是在信道中直接傳輸數(shù)字信號(hào)。（2）頻帶傳輸在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信時(shí)，經(jīng)常借助于電話線路.（3）寬帶傳輸可利用寬帶傳輸系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)聲音、文字和圖像的一體化傳輸。 實(shí)例：使用Cable Modem上網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方向演示4、數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐椒绞酵絾栴} 在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)

8、送端與接收端采用串行通信時(shí)，通信雙方要交換數(shù)據(jù)，需要有高度的協(xié)同動(dòng)作，彼此間傳輸數(shù)據(jù)的速率、每個(gè)比特的持續(xù)時(shí)間和間隔都必須相同。通常使用的同步技術(shù)有兩種： 異步方式 同步方式（1）異步傳輸方式（字符同步）異步方式實(shí)現(xiàn)比較容易，但每傳輸一個(gè)字符都需要多使用23位，所以適合于低速通信。（2）同步傳輸方式在同步傳送時(shí)，由于發(fā)送方和接收方數(shù)據(jù)塊作為一個(gè)單位傳送，且附加位又非常少。使用場合：高速傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，比如計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。2.3 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)信道分為模擬信道和數(shù)字信道，而依賴于信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字 編碼(NRZ、曼徹 斯特等 )數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字信 號(hào)(數(shù)字 信道)調(diào)

9、制(ASK、FSK、PSK等 )數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信 號(hào)(模擬 信道)脈 沖編碼 調(diào)制PCM模擬 數(shù)據(jù)數(shù) 字信號(hào)(數(shù)字信 號(hào))調(diào)制（AM、FM、 PM等）模擬 數(shù)據(jù)模 擬信號(hào)(模擬信 道)1. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制 傳統(tǒng)的電話通信信道是為傳輸語音信號(hào)設(shè)計(jì)的，用于傳輸音頻300Hz3400Hz的模擬信號(hào)，不能直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制的基本方法有三種：幅移鍵控、頻移鍵控和相移鍵控。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制示例2. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼利用數(shù)字通信信道直接傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的方法稱作數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸，而數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在傳輸之前，需要進(jìn)行數(shù)字編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方式有三種： 不歸零碼 曼徹斯特編碼 差分曼徹斯特編碼 數(shù)字?jǐn)?shù)

10、據(jù)編碼的示例0 01 10 00 01 10 01 11 1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(a)(a)非歸零碼非歸零碼同步時(shí)鐘同步時(shí)鐘(b)(b)曼徹斯特編碼曼徹斯特編碼(c)(c)差分曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼3.模擬數(shù)據(jù)的調(diào)制 在模擬數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，信源的信息經(jīng)過轉(zhuǎn)換，形成電信號(hào)比如人說話的聲音經(jīng)過電話轉(zhuǎn)變?yōu)槟M的電信號(hào)，這也是模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)。模擬數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)具有比較低的頻率，不宜直接在信道中傳輸，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制比如無線電廣播。（1）模擬數(shù)據(jù)的編碼 脈沖編碼調(diào)制PCM（Pulse Code Modulation）是模擬數(shù)據(jù)數(shù)字化的主要方法。PCM技術(shù)的典型應(yīng)用是語音數(shù)字化。數(shù)字化語音數(shù)據(jù)傳輸速率高、

11、失真小，可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行必要的處理。因此在網(wǎng)絡(luò)與通信的發(fā)展中語音數(shù)字化成為重要的部分。（2） PCM編碼的典型應(yīng)用 （3）PCM的工作原理脈沖編碼調(diào)制包括三部分：采樣、量化和編碼。采樣：每隔一定的時(shí)間間隔，采集模擬信號(hào)的瞬時(shí)電平值做為樣本。量化：量化級(jí)可以分為8級(jí)、16級(jí)，或者更多的量化級(jí)，這取決于系統(tǒng)的精確度要求。編碼：編碼是用相應(yīng)位數(shù)的二進(jìn)制代碼表示量化后的采樣樣本的量級(jí)。（4）PCM的工作過程例：脈沖編碼調(diào)制方法例：脈沖編碼調(diào)制方法 D8D7D6D5D4D3D2D100.51.01.5At0.270.30.620.61.281.31.521.51.261.30.730.70.41

12、0.40.120.1(a)樣本量化級(jí)二進(jìn)制編碼編碼信號(hào)0001010001111101111111010110001136131513741D1D2D3D4D5D6D7D8(b)D8D7D6D5D4D3D2D100.51.01.5At0.270.30.620.61.281.31.521.51.261.30.730.70.410.40.120.1(a)樣本量化級(jí)二進(jìn)制編碼編碼信號(hào)0001010001111101111111010110001136131513741D1D2D3D4D5D6D7D8(b)例：PCM用于數(shù)字語音系統(tǒng)聲音分為128個(gè)量化級(jí)；每個(gè)量化級(jí)采用7位二進(jìn)制編碼表示；采樣速率為8

13、000樣本/秒；數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到7位8000/秒=56Kbps；如果每個(gè)量化級(jí)采用7+1=8位二進(jìn)制編碼表示;數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到8位8000 /秒= 64Kbps。2.5 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換的基本概念 ： 通常將數(shù)據(jù)在通信子網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸過程稱為數(shù)據(jù)交換。 網(wǎng)絡(luò)中常用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)可分為兩大類： 線路交換和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換 其中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換交換技術(shù)又可分為：報(bào)文交換、分組交換 補(bǔ)充其他方式：幀中繼交換、信元交換2.5.1 線路交換方式 線路交換是面向連接的服務(wù)；首先要建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接；線路交換在數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過三個(gè)階段： 建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、釋放連接優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適

14、用交互式會(huì)話類通信缺點(diǎn)：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，效率低，系統(tǒng)無存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，不能平滑交通量。線路交換方式的工作原理結(jié)點(diǎn)A呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答報(bào)文或報(bào)文分組應(yīng)答釋放請(qǐng)求釋放應(yīng)答線路建立數(shù)據(jù)傳輸線路釋放結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)D主機(jī)H主機(jī)HAB2.5.2 存儲(chǔ)交換方式 發(fā)送的數(shù)據(jù)與目的地址、源地址、控制信息按照一定格式組成一個(gè)數(shù)據(jù)單元（報(bào)文、報(bào)文分組、幀或信元）進(jìn)入通信子網(wǎng)；通信子網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)是通信控制處理機(jī)，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)單元的接收、差錯(cuò)校驗(yàn)、存儲(chǔ)、路選和轉(zhuǎn)發(fā)功能。 存儲(chǔ)交換方式分類： 數(shù)據(jù)通過通信子網(wǎng)傳輸時(shí)可以有報(bào)文、報(bào)文分組、幀或信元四種方式； 報(bào)文傳輸：不管發(fā)送數(shù)據(jù)的長度是多少，都把它當(dāng)作一個(gè)邏輯單元發(fā)送；

15、 報(bào)文分組傳輸：限制一次傳輸數(shù)據(jù)的最大長度，如果傳輸數(shù)據(jù)超過規(guī)定的最大長度，它將被分成多個(gè)報(bào)文分組發(fā)送數(shù)據(jù)交換方式演示幀中繼 總部總部分部分部幀中繼網(wǎng)絡(luò)幀中繼網(wǎng)絡(luò)訪問方法訪問方法傳送速度傳送速度點(diǎn)對(duì)點(diǎn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)取決于數(shù)字租用線路的傳取決于數(shù)字租用線路的傳輸能力輸能力幀幀幀幀幀幀異步傳輸模式訪問方法訪問方法點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。通過 ATM 交換裝置將固定長度交換裝置將固定長度數(shù)據(jù)包從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳送到另一臺(tái)數(shù)據(jù)包從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳送到另一臺(tái)傳送速度傳送速度光纜為光纜為 155 Mbps 到到 622 MbpsATM 交換機(jī)交換機(jī)ATM交換機(jī)交換機(jī)ATM交換機(jī)交換機(jī)信元信元信信元元2.5.3 數(shù)據(jù)報(bào)方式 數(shù)

16、據(jù)報(bào)是分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式；在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”；源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑；每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。數(shù)據(jù)報(bào)方式的工作原理結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)C結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)D結(jié)點(diǎn)G結(jié)點(diǎn)Bp2p1p1p1p1p2p2p2p1p2ACKACKACKACKACKACK主機(jī)H主機(jī)HAB數(shù)據(jù)報(bào)方式的特點(diǎn)同一報(bào)文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)；同一報(bào)文的不同分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)與丟失現(xiàn)象；每個(gè)分組在傳輸過程中都必須帶有目的地址與源地址；數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)文傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不

17、適用于長報(bào)文、會(huì)話式通信。 實(shí)例：數(shù)據(jù)報(bào)方式主機(jī)主機(jī)A通 信 子通 信 子網(wǎng)網(wǎng)主機(jī)主機(jī)D數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式主機(jī)主機(jī)C主機(jī)主機(jī)B2.5.4 虛電路方式 虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接的虛電路;虛電路方式與線路交換方式相同，整個(gè)通信過程分為以下三個(gè)階段： 虛電路建立 數(shù)據(jù)傳輸 虛電路釋放 虛電路方式的工作原理呼叫請(qǐng)求呼叫應(yīng)答釋放請(qǐng)求釋放應(yīng)答虛電路建立數(shù)據(jù)傳輸虛電路拆除p1p1p1p2p2p2ACKACKACK1結(jié)點(diǎn)A結(jié)點(diǎn)E結(jié)點(diǎn)F結(jié)點(diǎn)B結(jié)點(diǎn)G結(jié)點(diǎn)D結(jié)點(diǎn)C主機(jī)H主機(jī)HAB實(shí)例：虛電路方式主機(jī)主機(jī)A主 機(jī)主 機(jī)C通信子通信子網(wǎng)網(wǎng)主機(jī)主機(jī)D虛電路方式虛電路方式主 機(jī)主 機(jī)

18、B虛電路方式的特點(diǎn)在每次分組發(fā)送之前，必須在發(fā)送方與接收方之間建立一條邏輯連接。報(bào)文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息分組通過虛電路上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯(cuò)檢測，而不需要做路徑選擇；每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路動(dòng)態(tài)演示項(xiàng)目項(xiàng)目數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)虛電路虛電路建立連接建立連接不需要不需要需要需要尋址方式尋址方式每個(gè)分組都有源端每個(gè)分組都有源端和目的端的全地址和目的端的全地址在連接建立階段使用目的端在連接建立階段使用目的端地址，分組使用短的虛電路地址，分組使用短的虛電路路由選擇路由選擇每個(gè)分組獨(dú)立選擇每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由路由在虛電路建立好時(shí)進(jìn)行，所在虛電路建立好時(shí)進(jìn)行

19、，所有分組均按同一路由有分組均按同一路由結(jié)點(diǎn)失敗的結(jié)點(diǎn)失敗的影響影響出故障的路由器可出故障的路由器可能會(huì)丟失分組，能能會(huì)丟失分組，能路由路由所有經(jīng)過出故障的路由器的所有經(jīng)過出故障的路由器的虛電路均不能工作虛電路均不能工作分組的順序分組的順序不一定按發(fā)送順序不一定按發(fā)送順序到達(dá)目的站到達(dá)目的站總是按發(fā)送順序到達(dá)目的站總是按發(fā)送順序到達(dá)目的站數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路比較：2.4 信道復(fù)用技術(shù) 信道復(fù)用的目的是讓不同的計(jì)算機(jī)連接到相同的信道上，共享信道資源。三種信道復(fù)用方式：頻分復(fù)用FDM、時(shí)分復(fù)用TDM（STDM和ATDM）、波分復(fù)用WDM。 1.頻分多路復(fù)用FDMFDM是把信道的可用頻帶分成多個(gè)互不交疊的

20、頻段（帶） ，每個(gè)信號(hào)占其中一個(gè)頻段。接收時(shí)用適當(dāng)?shù)臑V波器分離出不同信號(hào)，分別進(jìn)行解調(diào)接收。頻分多路復(fù)用演示2.時(shí)分多路復(fù)用TDMTDM又分為同步時(shí)分復(fù)用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）和異步時(shí)分復(fù)用（Asynchronous Time Division Multiplexing，ATDM）。 STDM采用固定時(shí)間片分配 ATDM采用動(dòng)態(tài)時(shí)間片分配2.2 傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒體： 有線傳輸媒體：雙絞線、同軸電纜、光纖等 無線傳輸媒體：無線電波、微波或紅外線 傳輸介質(zhì)的特性物理特性：傳輸介質(zhì)物理結(jié)構(gòu)的描述；傳輸特性：調(diào)制技

21、術(shù)、傳輸容量、頻率范圍；連通特性：允許點(diǎn)-點(diǎn)或多點(diǎn)連接；地理范圍：傳輸介質(zhì)最大傳輸距離；抗干擾性：防止噪聲與電磁干擾對(duì)傳輸數(shù)據(jù) 影響的能力；相對(duì)價(jià)格：器件、安裝與維護(hù)費(fèi)用。 1.雙絞線 雙絞線是由一對(duì)或多對(duì)絕緣銅導(dǎo)線組成 互相纏繞：減少信號(hào)傳輸中串?dāng)_及電磁干擾雙絞線最適合于較短距離的信息傳輸 一般100米 。在局域網(wǎng)中一般采用雙絞線作為傳輸媒體。 非屏蔽雙絞線UTP 屏蔽雙絞線STP屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線區(qū)別屏蔽雙絞線 幅射小，但并不能完全消除輻射 價(jià)格相對(duì)較高 安裝時(shí)要比非屏蔽雙絞線電纜困難 有較高的傳輸速率，可達(dá)到155Mbps。屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線區(qū)別非屏蔽雙絞線 無屏蔽外套,直徑

22、小,節(jié)省所占用的空間 重量輕、易彎曲、易安裝 將串?dāng)_減至最小或加以消除 具有阻燃性 具有獨(dú)立性和靈活性雙絞線的分類雙絞線既可以用于音頻傳輸，也可以用于數(shù)據(jù)傳輸。按雙絞線的性能，UTP可以分為六類： l類UTP：主要用于電話連接。 2類UTP：通常用在程控交換機(jī)和告警系統(tǒng) 3類UTP：又稱為聲音級(jí)電纜，帶寬為16MHz。 4類UTP：最大帶寬為20MHz。5類UTP：又稱為數(shù)據(jù)級(jí)電纜，帶寬為100MHz，能夠運(yùn)行100Mbps以太網(wǎng)和FDDI。6類UTP：一種新型的電纜，最大帶寬可以達(dá)到1000MHz，適用低成本高速以太網(wǎng)的骨干線路。雙絞線的分類雙絞線的制作雙絞線的制作（含級(jí)聯(lián)線即反絞線的制作）

23、標(biāo)準(zhǔn)雙絞線的做法分兩種，即568A類和568B類，采用任何一種方法都可以。568B類雙絞線的排列順序是： 橙白、 橙、 綠白、 藍(lán)、 藍(lán)白、 綠、 棕白、 棕568A類雙絞線的排列順序是： 綠白、 綠、 橙白、 藍(lán) 、藍(lán)白、 橙 、棕白、 棕雙絞線的制作（續(xù)）雙絞線的制作（續(xù)）根據(jù)10Base-T和100Base-TX傳輸規(guī)范，雙絞線的4對(duì)（8根）線中： 1和2必須是一對(duì)，用于發(fā)送數(shù)據(jù)； 3和6必須是一對(duì)，用于接收數(shù)據(jù)；雙絞線的制作（續(xù)） 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 8 （a a）直通線示意圖）直通

24、線示意圖 （b b）交叉線示意圖）交叉線示意圖雙絞線的制作視頻2.同軸電纜(Coaxial Cable)同軸電纜（Coaxial）：是指有兩個(gè)同心導(dǎo)體，而導(dǎo)體和屏蔽層又共用同一軸心的電纜。常見的同軸電纜由絕緣材料隔離的銅線組成。同軸電纜的分類粗纜：傳輸距離長，性能高但成本高，使用于大型局域網(wǎng)干線，連接時(shí)兩端需終接器。細(xì)纜：傳輸距離短，相對(duì)便宜，用T型頭，與BNC網(wǎng)卡相連，兩端安50歐終端電阻。1.2.2 與同軸電纜相關(guān)的材料 3.光導(dǎo)纖維(Fiber Optics) 光纖是一種由石英玻璃纖維或塑料制成的，直徑很細(xì)，能傳導(dǎo)光信號(hào)的媒體。 光纜中的光源是發(fā)光二極管LED或注入式激光二極管ILD；兩

25、端有一個(gè)裝置來完成光電轉(zhuǎn)換。玻璃封套玻璃封套塑料外塑料外套套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯塑料外塑料外套套玻璃封套玻璃封套外殼外殼光纖的組成光纖的特點(diǎn)光纜的優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)的損耗小、頻帶寬、傳輸率高，從l00Mbps到l000Mbps，甚至更高。不受外界電磁干擾。沒有電磁輻射，信號(hào)不易被竊聽，保密性能好成本高并且連接技術(shù)比較復(fù)雜。光纜主要用于長距離的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)的主干線。多模光纖和單模光纖根據(jù)使用的光源和傳輸模式，光纖可分為： 多模光纖：采用發(fā)光二極管產(chǎn)生可見光作為光源，定向性較差。 單模光纖：采用注人式激光二極管作為光源，激光定向性強(qiáng)。光纖連接器SCSC連接器連接器 STST連接器連接器 FC

26、FC連接器連接器 MT-RJMT-RJ連接器連接器 4.無線電傳輸 引言 若通信線路要通過一些高山、島嶼或河流時(shí)，鋪設(shè)線路就非常困難，而且成本非常高，這時(shí)候就可以考慮使用無線電波。微波通信有兩種主要的方式： 地面微波接力通信 衛(wèi)星通信。地面微波接力在物理線路昂貴或地理?xiàng)l件不允許的情況下適用通過大氣傳播，易受到建筑物或天氣的影響兩個(gè)地面站之間傳送，距離為50 -100 km微波接力的特點(diǎn)信道容量很大。受外界干擾比較小，傳輸質(zhì)量較高。微波接力通信也存在如下的一些缺點(diǎn)： 視距通信 有時(shí)也會(huì)受到惡劣氣候的影響。 隱蔽性和保密性較差。 對(duì)大量中繼站的使用和維護(hù)要耗費(fèi)人力和物力5.衛(wèi)星通信優(yōu)點(diǎn)： 通信距離

27、遠(yuǎn)，在電波覆蓋范圍內(nèi)，任何一處都可以通信，且通信費(fèi)用與通信距離無關(guān)。 受陸地災(zāi)害影響小，可靠性高； 易于實(shí)現(xiàn)廣播通信和多址通信；缺點(diǎn)： 通信費(fèi)用高，延時(shí)較大； 易受太陽噪聲的干擾；地球同步衛(wèi)星從技術(shù)角度上講，只要在地球赤道上空的同步軌道上，等距離地放置三顆相隔120度的衛(wèi)星，就能基本上實(shí)現(xiàn)全球的通信。 6.紅外線和毫米波光波傳輸 應(yīng)用：在短距離內(nèi)連接兩個(gè)通信設(shè)備； 缺點(diǎn)：不能穿透雨和濃霧，易受天氣影響；特點(diǎn)： 短距離通信，如電視、錄象機(jī)等的遙控；缺點(diǎn)： 不能穿透固體；常用傳輸媒體的比較3-1 同步時(shí)分復(fù)用STDMSTDM采用固定時(shí)間片分配，將傳輸信號(hào)的時(shí)間按特定長度連續(xù)地分成特定時(shí)間周期，再將

28、每一時(shí)間段劃分成等長度的多個(gè)時(shí)間片。3-2. 異步時(shí)分復(fù)用異步時(shí)分復(fù)用技術(shù)又被稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用，它能動(dòng)態(tài)地按需分配時(shí)隙，避免每個(gè)時(shí)間段中出現(xiàn)空閑時(shí)隙。3.波分多路復(fù)用WDMWDM主要用于全光纖網(wǎng)組成的通信系統(tǒng)。波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用。2.6 差錯(cuò)控制技術(shù) 根據(jù)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型，信宿接收的信號(hào)實(shí)際上是數(shù)據(jù)信號(hào)和噪聲信號(hào)的疊加。如果噪聲對(duì)信號(hào)的影響非常大時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)的傳輸錯(cuò)誤數(shù)據(jù)通信中的實(shí)際情況通信信道中的噪聲 通信信道中的噪聲分為熱噪聲和沖擊噪聲。熱噪聲 是由傳輸媒體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的， 由熱噪聲引起的差錯(cuò)屬于一種隨機(jī)差錯(cuò)。沖擊噪聲 是由外界電磁干擾引起的， 沖擊噪聲引起的傳輸差錯(cuò)稱為突發(fā)差錯(cuò)。差錯(cuò)的控制 目前差錯(cuò)控制常采用冗余編碼方案：檢測和糾正信息傳輸中產(chǎn)生的錯(cuò)誤。冗余編碼思想： 發(fā)送時(shí)：按照所使用的某種差錯(cuò)編碼規(guī)則，在有效數(shù)據(jù)后加上控制碼（冗余碼） 當(dāng)信息到達(dá)接收端后，再按照相應(yīng)的校驗(yàn)規(guī)則檢驗(yàn)收到的信息是否正確。差錯(cuò)檢測方法前向差錯(cuò)控制(前向糾錯(cuò)FEC)： 接收端檢測到接收信息有錯(cuò)后，通過一定的運(yùn)算，確定