《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用》第2章-數(shù)據(jù)通信基本知識(shí)

第2章數(shù)據(jù)通信基本知識(shí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)交換技術(shù)差錯(cuò)控制技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)構(gòu)成

GSM網(wǎng)絡(luò)輸入信息輸入數(shù)據(jù)發(fā)送的信號(hào)接收的信號(hào)輸出數(shù)據(jù)受話器聽(tīng)筒發(fā)射器接收器源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息模擬通信和數(shù)字通信信號(hào)：數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的表現(xiàn)形式（電氣或電磁表現(xiàn)），分為模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)：隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波數(shù)字信號(hào)：離散的電脈沖或光脈沖模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬通信：信道中傳輸模擬信號(hào)數(shù)字通信：信道中傳輸數(shù)字信號(hào)模擬通信和數(shù)字通信模擬通信和數(shù)字通信

模擬通信數(shù)字通信保密性抗干擾能力通用性成本技術(shù)簡(jiǎn)單保真性

模擬通信和數(shù)字通信比較帶寬目前有兩種相差甚遠(yuǎn)的含義：電子學(xué)上的帶寬，是指電路可以保持穩(wěn)定工作的頻率范圍。單位HZ數(shù)據(jù)傳輸概念上的帶寬，是指每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)。單位bit/s信道帶寬數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要性能指標(biāo)信道在單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)淖畲笮盘?hào)量，表示信道的傳輸能力。常用數(shù)據(jù)傳輸率bit/s表示。信道容量常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬(單位：bit/s)電信ADSL寬帶：2M4M8M手機(jī)GPRS：53.6k手機(jī)3G：移動(dòng)TD-SCDMA：2.8M電信CDMA2000：3.2M聯(lián)通WCDMA：7.2M

有線以太網(wǎng):10M100M1000M無(wú)線以太網(wǎng)(WiFib/g/n):11M56M300M按數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蚍郑捍袀鬏敽筒⑿袀鬏敶?只有一條數(shù)據(jù)線,數(shù)據(jù)一位位順序傳送特點(diǎn)：速度低、成本低、技術(shù)簡(jiǎn)單并行:多個(gè)數(shù)據(jù)位利用多條數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸特點(diǎn):速度高、成本高、技術(shù)復(fù)雜數(shù)據(jù)傳輸方式-串行并行串行和并行接口USB老式打印機(jī)線

多路復(fù)用技術(shù)終端終端終端終端終端終端多路復(fù)用器多路復(fù)用器信道

多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用的目的：

充分利用昂貴的通信線路，盡可能地容納較多的用戶，傳輸更多的信息，從而提高信道利用率。多路復(fù)用技術(shù)常用的多路復(fù)用技術(shù)頻分復(fù)用FDMFrequencyDivisionMultiplexing時(shí)分復(fù)用TDMTimeDivisionMultiplexing碼分復(fù)用CDMCodeDivisionMultiplexing

多路復(fù)用技術(shù)頻率時(shí)間頻率1頻率2頻率3頻率4頻率5

頻分復(fù)用FDM各路信號(hào)利用不同的頻段同時(shí)進(jìn)行傳輸

多路復(fù)用技術(shù)

時(shí)分復(fù)用TDM各路信號(hào)可利用相同的頻段分時(shí)占用信道頻率時(shí)間BCBCBCAAAABCDDDD在TDM幀中的位置不變TDM幀TDM幀TDM幀TDM幀…TDM幀

碼分復(fù)用CDM又叫碼分多址CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)。特點(diǎn)：每個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻率進(jìn)行通信。各個(gè)用戶的信號(hào)用各自不同的地址碼序列來(lái)區(qū)分，或者說(shuō)是靠信號(hào)的不同波形來(lái)區(qū)分。交換技術(shù)：動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路資源的技術(shù)。交換技術(shù)分類：電路交換存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文交換分組交換數(shù)據(jù)交換技術(shù)在電路交換(CircuitSwitching)中,通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)端點(diǎn)之間建立一條專用的物理連接。

電路交換最典型的例子是早期電話交換系統(tǒng)。電路交換舉例((((交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)用戶線用戶線中繼線中繼線BDCAA和B先建立物理線路再進(jìn)行通信電路交換優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)（只有線路時(shí)延），適用于實(shí)時(shí)大批量數(shù)據(jù)的傳輸缺點(diǎn)：對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)，獨(dú)占線路，利用率低，系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力。不要求在兩個(gè)通信結(jié)點(diǎn)之間建立專用通路。要發(fā)送的信息組織成一個(gè)數(shù)據(jù)包——報(bào)文(Message),數(shù)據(jù)包中含有目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的地址。完整的報(bào)文在網(wǎng)絡(luò)中一站一站地傳送。經(jīng)過(guò)多次的存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā),最后到達(dá)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)，因而這樣的網(wǎng)絡(luò)叫存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)。報(bào)文交換報(bào)文交換的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，不獨(dú)占線路，無(wú)線路建立過(guò)程，線路利用率高，節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)報(bào)文的差錯(cuò)控制及碼制轉(zhuǎn)換缺點(diǎn)：報(bào)文經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)延遲較大，實(shí)時(shí)性差，對(duì)交換節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)量有較高要求。分組交換分組交換與報(bào)文交換類似。主要差別在于分組交換網(wǎng)絡(luò),要限制所傳輸數(shù)據(jù)單元的長(zhǎng)度。為了區(qū)別這兩種交換技術(shù),分組交換中的數(shù)據(jù)單元稱為分組(Packet)。分組交換H1A分組交換網(wǎng)BDECH5H6H4H2H3H1向H5

發(fā)送分組H2向H6

發(fā)送分組注意分組路徑的變化！結(jié)點(diǎn)交換機(jī)主機(jī)限制分組的最大長(zhǎng)度，降低了節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)量。分組長(zhǎng)度較短，在傳輸出錯(cuò)時(shí)，檢錯(cuò)容易并且重發(fā)花費(fèi)的時(shí)間較少，因而提高交換速度各分組可以獨(dú)立路由，選擇最佳路徑分組交換的優(yōu)點(diǎn)分組在各結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)需要排隊(duì)，這就會(huì)造成一定的時(shí)延、擁塞等問(wèn)題。分組必須攜帶的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的開(kāi)銷(xiāo)。分組交換的缺點(diǎn)差錯(cuò)檢測(cè)差錯(cuò)控制差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)前向糾錯(cuò)反饋重傳差錯(cuò)控制技術(shù)

海明校驗(yàn)奇/偶校驗(yàn)

CRC校驗(yàn)差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)傳輸媒體

有多種物理介質(zhì)可用于實(shí)際傳輸，每一種物理介質(zhì)在帶寬、延遲、成本和安裝維護(hù)難度上都不相同傳輸媒體傳輸介質(zhì)非導(dǎo)向（無(wú)線）有導(dǎo)向（有線）雙絞線同軸電纜光纖手機(jī)基站W(wǎng)iFiSTPUTP以鋁箔屏蔽以減少干擾和串音價(jià)格貴3類、5類、6類雙絞線外沒(méi)有任何附加屏蔽，價(jià)格低光纖

全光反射，靠光波承載信息速率高，通信容量大傳輸損耗小，適合長(zhǎng)距離傳輸抗干擾性能極好，保密性好優(yōu)點(diǎn)：不需鋪設(shè)傳輸線路缺點(diǎn)：受環(huán)境影響大無(wú)線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)步驟1：準(zhǔn)備好5類線、RJ-45插頭和一把專用的壓線鉗步驟2：用壓線鉗的剝線刀口將5類線的外保護(hù)套管劃開(kāi)（小心不要將里面的雙絞線的絕緣層劃破），刀口距5類線的端頭至少2厘米步驟3：將劃開(kāi)的外保護(hù)套管剝?nèi)ィㄐD(zhuǎn)、向外抽）步驟4：露出5類線電纜中的4對(duì)雙絞線步驟5：按照EIA/TIA-568B標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)線顏色將導(dǎo)線按規(guī)定的序號(hào)排好步驟6：將8根導(dǎo)線平坦整齊地平行排列，導(dǎo)線間不留空隙步驟7：準(zhǔn)備用壓線鉗的剪線刀口將8根導(dǎo)線剪斷步驟8：剪斷電纜線。請(qǐng)注意：一定要剪得很整齊。剝開(kāi)的導(dǎo)線長(zhǎng)度不可太短?？梢韵攘糸L(zhǎng)一些。不要?jiǎng)冮_(kāi)每根導(dǎo)線的絕緣外層步驟9：將剪斷的電纜線放入RJ-45插頭試試長(zhǎng)短