第三章物理層

第3章物理層

3.1物理層的接口與協(xié)議3.2傳輸介質(zhì)3.3數(shù)據(jù)通信技術(shù)3.4數(shù)據(jù)編碼3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)

3.1物理層接口與協(xié)議

概述

物理層位于傳輸媒體（傳輸介質(zhì)）之上

作用：屏蔽差異，為上層（數(shù)據(jù)鏈路層）提供統(tǒng)一的服務(wù)物理連接。

它既不是指具體的物理設(shè)備，也不是指信號(hào)傳輸?shù)慕橘|(zhì)。

物理層的定義：在物理信道實(shí)體之間合理地通過中間系統(tǒng)，為比特傳輸所需的物理連接的激活、保持、和去除提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程性的手段。

（以上是ISO對(duì)OSI模型的物理層所作的定義識(shí)記P29）

物理層定義：利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在DTE和DCE之間實(shí)現(xiàn)對(duì)物理信道的建立、保持和拆除功能。（以上是ITU組織在X.25協(xié)議中對(duì)物理層所作的定義識(shí)記P29)

DTE(DataTerminalEquipment)

是數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是對(duì)屬于用戶所有的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或工作站的總稱，是通信的信源和信宿。如計(jì)算機(jī)、終端等。

DCE(DataCommunicationEquipment

或DataCircuit-terminatingEquipment)是數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備或通信設(shè)備，是對(duì)為用戶提供入網(wǎng)連接點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)稱如調(diào)制解調(diào)器、交換機(jī)、集線器。

DTE和DCE(識(shí)記P29)2.11物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例

物理層的主要任務(wù)是確定與傳輸媒體的接口的一些特性，即：機(jī)械特性指明采用的連接器的幾何尺寸、插件的引腳及分布位置。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍。功能特性指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。規(guī)程特性指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。例：EIA-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)EIARS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)EIARS-232-C是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)在1969年頒布的一種目前使用最廣泛的串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。RS(RecommendedStandard)的意思是“推薦標(biāo)準(zhǔn)”；232是標(biāo)識(shí)號(hào)碼；后綴“C”則表示該推薦標(biāo)準(zhǔn)已被修改過的次數(shù)。物理層的主要功能是通過物理信道在相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正確的收發(fā)比特流信息。

機(jī)械特性指明采用的連接器的幾何尺寸、插件的引腳及分布位置。電氣特性指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍、最大傳輸速率、互聯(lián)電纜的相關(guān)規(guī)則。DTE與DCE接口的各根導(dǎo)線的電氣連接情況有以下三種方式：非平衡方式：1根導(dǎo)線/電路，收發(fā)共用1根地線，較大串?dāng)_.信號(hào)速率<=20Kbps傳播距離<=15米

差動(dòng)接收器的非平衡方式，發(fā)送器使用非平衡式，但接收器使用差動(dòng)接收器，獨(dú)立的地線，串?dāng)_小，信號(hào)速率300Kbps，傳播距離10—1000米平衡方式：使用平衡發(fā)生器和差動(dòng)接收器，2根導(dǎo)線/電路，構(gòu)成各自完全獨(dú)立的信號(hào)回路，串?dāng)_信號(hào)減至最小，信號(hào)速率<=10Kbps傳播距離10—1000米功能特性：

指明接口信號(hào)的來源、作用以及和其他信號(hào)的關(guān)系。接口信號(hào)線按功能一般可分為數(shù)據(jù)信號(hào)線、控制信號(hào)線、定時(shí)信號(hào)線、接地信號(hào)線四類。指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義。規(guī)程特性：規(guī)定了使用交換電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的控制步驟，這種步驟的應(yīng)用使得比特流得以傳輸。指明對(duì)于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。3.1.3物理層協(xié)議舉例EIARS—232C接口標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)1969年頒布的串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)該串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)利用公用電話網(wǎng)絡(luò)作為傳輸介質(zhì)，并通過調(diào)制解調(diào)器將遠(yuǎn)程設(shè)備連接起來的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)用于兩臺(tái)近地設(shè)備的連接。為使電纜兩端的DTE通過電纜看對(duì)方都好像是DCE,可以使用交叉跳線直接連接（零調(diào)制解調(diào)器）。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)DTEDCEDTE/DCE接口DTEDCEDTE/DCE接口DTE-DCT接口框圖EIARS-232C及EIARS-422和EIARS-423

接口標(biāo)準(zhǔn)比較接口標(biāo)準(zhǔn)電氣特性信號(hào)電平傳輸速率傳輸距離EIARS-232C非平衡方式正負(fù)15V(正負(fù)5V過渡區(qū))<=20Kbps<=15mEIARS-422平衡方式正負(fù)6V(正負(fù)2V過渡區(qū))100Kbps—10Mbps10m—1000mEIARS-423差動(dòng)接收器的非平衡方式.正負(fù)6V(正負(fù)4V過渡區(qū))10Kbps—100Kbps10m—100m注：EIARS-422和EIARS-423都是EIARS-449的子標(biāo)準(zhǔn)100系列和200系列接口標(biāo)準(zhǔn)，X.21、X21bis建議（識(shí)記P34--35）100系列接口標(biāo)準(zhǔn)是DTE與不帶自動(dòng)呼叫設(shè)備的DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為200bps—9600bps時(shí)采用25芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.28傳輸速率為48bps時(shí)采用34芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.35200系列接口標(biāo)準(zhǔn)是DTE與帶自動(dòng)呼叫設(shè)備的DCE之間的接口標(biāo)準(zhǔn)采用25芯標(biāo)準(zhǔn)，采用V.28X.21是關(guān)于用戶計(jì)算機(jī)的DTE與數(shù)字化的DCE交換信號(hào)的數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)采用15芯標(biāo)準(zhǔn)連接器，支持最大的DTE—DCE電纜距離是300米，傳輸速度最大可達(dá)100Mbps.X.21bis是公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中與V系列調(diào)制解調(diào)器接口的標(biāo)準(zhǔn)X.21與X.21bis為三種類型的服務(wù)定義了物理電路。這三種服務(wù)是：租用電路服務(wù)、直接呼叫服務(wù)、設(shè)備地址呼叫服務(wù)3.2物理層的傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)：它就是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中在發(fā)送方和接收方之間的物理通路。傳輸介質(zhì)可以分為有線、無線兩大類（p36識(shí)記）有線：雙絞線、同軸電纜、光纖無線：無線電波、微波、紅外線、可見光3.2.1有線傳輸介質(zhì)雙絞線屏蔽雙絞線STP(ShieldedTwistedPair)無屏蔽雙絞線UTP(UnshieldedTwistedPair)

同軸電纜50同軸電纜75同軸電纜光纖

單模光纖多模光纖銅線銅線聚氯乙烯套層聚氯乙烯套層屏蔽層絕緣層絕緣層無屏蔽雙絞線UTP屏蔽雙絞線STP局域網(wǎng)中所使用的雙絞線有:屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線。（1）雙絞線把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起,然后用規(guī)則的方法絞合起來就構(gòu)成了雙絞線。各個(gè)線對(duì)絞和的目的是為了使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。雙絞線既可以傳輸模擬信號(hào)，也可以傳輸數(shù)字信號(hào)。雙絞線類別帶寬典型應(yīng)用316MHz低速網(wǎng)絡(luò)；模擬電話420MHz16Mbps令牌環(huán)局域網(wǎng)；短距離的10BASE-T以太網(wǎng)5100MHz10BASE-T以太網(wǎng)；某些100BASE-T快速以太網(wǎng)5E（超5類）100MHz100BASE-T快速以太網(wǎng)；某些1000BASE-T千兆以太網(wǎng)6250MHz1000BASE-T千兆以太網(wǎng)；ATM網(wǎng)絡(luò)7600MHz屏蔽雙絞線，可能用于今后的萬兆以太網(wǎng)常用的雙絞線的類別……………………….（2）同軸電纜

由內(nèi)導(dǎo)體銅質(zhì)芯線（單股實(shí)心線或多股絞合線）、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層（也可以是箔狀）以及絕緣保護(hù)外層所組成。內(nèi)導(dǎo)體絕緣層外導(dǎo)體屏蔽層絕緣保護(hù)外層同軸電纜的分類同軸電纜可分為基帶同軸電纜（阻抗50Ω）和寬帶同軸電纜（阻抗75Ω）基帶同軸電纜50Ω同軸電纜，主要傳數(shù)字信號(hào)基帶同軸電纜又分為粗纜（最大傳速距離500米）和細(xì)纜（最大傳速距離185米）兩種寬帶（75Ω）同軸電纜，主要傳模擬信號(hào)傳送的信號(hào)采用了頻分復(fù)用的寬帶信號(hào)，因此又稱為寬帶同軸電纜。有線電視系統(tǒng)CATV中使用的就是75Ω同軸電纜，可采用頻分多路復(fù)用技術(shù)。2.2.3模擬與數(shù)字模擬——連續(xù)

數(shù)字——離散tt（3）光纖（P37-38識(shí)記）光纖（光導(dǎo)纖維）是由能傳播光波的超細(xì)石英玻璃纖維外加保護(hù)層構(gòu)成，多條光纖組成一束，構(gòu)成一條光纜。光纖傳速信號(hào)時(shí)，發(fā)送端先將其轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，而接收端由光檢測(cè)器還原成電信號(hào)。光纖具有低損耗、頻帶寬、數(shù)據(jù)傳速率高、抗干擾能力強(qiáng)、傳速距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。四芯光纜電信號(hào)驅(qū)動(dòng)器光源光信號(hào)電信號(hào)放大器光纖根據(jù)使用的光源和傳輸模式的不同，可以分為：（1）單模光纖（2）多模光纖單模光纖采用注入型激光二極管ILD作為光源，激光的定向性強(qiáng)，單模光纖能以單一的模式無反射地沿軸方向傳播多模光纖采用發(fā)光二極管LED產(chǎn)生可見光作為光源，定向性較差，光束是以多種模式在芯內(nèi)不斷反射而向前傳播光纖輸入脈沖輸出脈沖單模光纖多模光纖與單模光纖輸入脈沖輸出脈沖多模光纖3.2.4無線傳輸介質(zhì)——用自由空間作為傳輸介質(zhì)來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。特點(diǎn):信號(hào)沿直線傳播適用:架設(shè)或鋪埋電纜或光纜較困難的地方,廣泛應(yīng)用于電話領(lǐng)域構(gòu)成的蜂窩式無線電話網(wǎng)。分類:地面微波接力通信、衛(wèi)星通信、紅外線與毫米波通信電信領(lǐng)域使用的電磁波的頻譜無線電微波紅外線可見光紫外線X射線射線雙絞線同軸電纜衛(wèi)星地面微波

調(diào)幅無線電

調(diào)頻無線電

海事無線電光纖電視(Hz)f(Hz)fLFMFHFVHFUHFSHFEHFTHF波段104105106107108109101010111012101310141015101610010210410610810101012101410161018102010221024

移動(dòng)無線電（1）地面微波接力通信原理:長(zhǎng)距離傳輸時(shí)每隔一段距離就需架中繼站,將前一信號(hào)放大向后傳。優(yōu)點(diǎn):頻帶寬、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、可靠性較好、投資少、見效快、靈活等。缺點(diǎn):相鄰站間必須直視，不能有障礙物；受氣候干擾較大、保密性差、中繼站的使用與維護(hù)問題等。（2）衛(wèi)星通信原理：用位于36000公里高空的人造同步衛(wèi)星做中繼器的一種微波接力通信。優(yōu)點(diǎn)：頻帶很寬,通信容量大,信號(hào)受干擾??；通信比較穩(wěn)定，通信距離遠(yuǎn)。缺點(diǎn)：保密性較差,造價(jià)較高，具有較大的傳輸延遲適用：廣播電視通信。（3）紅外線與毫米波通信優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜，易制造，有良好的安全性，不易被竊聽。缺點(diǎn)：不能穿透堅(jiān)硬的物體。適用：被廣泛應(yīng)用于短距離通信，紅外線成為室內(nèi)無線局域網(wǎng)的主要選擇對(duì)象。性能雙絞線同軸電纜（基帶）同軸電纜（寬帶）光纖地面微波衛(wèi)星通信帶寬/Hz<1G<100M<300M<300G0.3~300G500M距離/km<0.3<2.5<10010040~50不受限制抗強(qiáng)電干擾性較差高高極高差差安裝難易程度易中中較難易易保密性一般好好極好差差經(jīng)濟(jì)性低較低較低較高中較高時(shí)延小小小小小大

幾種通信介質(zhì)的性能比較……………………….

3.3數(shù)據(jù)通信技術(shù)傳輸系統(tǒng)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)信源信宿發(fā)送器接收器調(diào)制解調(diào)器PC機(jī)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器數(shù)字比特流數(shù)字比特流模擬信號(hào)模擬信號(hào)輸入漢字顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)源系統(tǒng)目的系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)輸出信息PC機(jī)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本模型3.3.1通信信道信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)信息(Information)

是人們對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事物的存在方式及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的認(rèn)識(shí)。數(shù)據(jù)(Data)

運(yùn)送信息的實(shí)體，是把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式。信號(hào)(Signal)

是數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體，即數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，如電壓、電流、磁場(chǎng)的強(qiáng)度等。雪六角形涼白色信息數(shù)據(jù)信號(hào)信息：人對(duì)雪花和馬的認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)：文字，二進(jìn)制數(shù)，十進(jìn)制數(shù)信號(hào)：電壓，光，磁場(chǎng)強(qiáng)度

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬——連續(xù)

數(shù)字——離散tt模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)的特點(diǎn)：波動(dòng)性；持續(xù)變化；包含無窮多個(gè)值；在電信業(yè)已經(jīng)被廣泛使用超過100年。數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)：離散性；躍變性；包含有限個(gè)值設(shè)備性能先進(jìn)，較為便宜。tt模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)模擬數(shù)據(jù)的值是某個(gè)區(qū)間內(nèi)的連續(xù)值。模擬數(shù)據(jù)的物理信號(hào)容易實(shí)現(xiàn)，但不精確且容易受干擾。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值是某個(gè)區(qū)間內(nèi)的有限個(gè)離散值。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)具有精確以及受擾動(dòng)可以恢復(fù)的特性。tt模擬信道和數(shù)字信道信道（channel）向某一個(gè)方向傳輸信息的介質(zhì)。模擬信道是用來傳輸連續(xù)的模擬信號(hào)(如正弦波信號(hào))的信道；如果利用模擬信道傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，則必須經(jīng)過數(shù)字與模擬信號(hào)之間的變換（A/D變換器Analog-To-Digitalconversion）。數(shù)字信道是用來傳輸離散的數(shù)字信號(hào)(如脈沖信號(hào))的信道。DTE通過DCE與通信傳輸線路相連DTEDCEDCE串行比特傳輸信號(hào)線與控制線用戶環(huán)境通信環(huán)境用戶設(shè)施通信設(shè)施DTE信號(hào)線與控制線用戶設(shè)施用戶環(huán)境

按照DCE之間傳輸?shù)男盘?hào)類型，又可將通信系統(tǒng)分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)：DCE之間傳輸模擬信號(hào)的系統(tǒng)是模擬通信系統(tǒng)；DCE之間傳輸數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng)是數(shù)字通信系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)通信性能指標(biāo)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：數(shù)據(jù)傳輸速率：——每秒能傳速的二進(jìn)制的位數(shù)。位/秒.bps或者b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s

等波特率(調(diào)制速率、碼元速率)

——波特率（碼元傳輸速率）：每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位是Baud（波特）信道容量

——信道能達(dá)到的最大傳輸能力。單位是：位/秒.bps

誤碼率

——數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸可靠性的指標(biāo)

3.3.1通信信道

數(shù)據(jù)傳輸速率（單位為bps）R＝1/T*log2N

b/s

T是一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)(碼元)的寬度（全碼寬）或重復(fù)周期（歸零碼），單位為秒一個(gè)數(shù)字脈沖也稱為一個(gè)碼元（注：碼元是承載數(shù)據(jù)的基本信號(hào)單元。也就是每秒鐘采樣次數(shù)，每個(gè)采樣發(fā)送一份信息，這份信息稱為碼元）N為一個(gè)碼元所取的有效離散值個(gè)數(shù)，也稱調(diào)制電平(P42)若一個(gè)碼元可取N種離散值，則該碼元能攜帶log2N位二進(jìn)制信息N一般是2的整數(shù)次冪若采用四相調(diào)制方式，則N＝4比特率與波特率的關(guān)系

信息的傳輸速率“比特/秒”與碼元的傳輸速率“波特”在數(shù)量上有一定的關(guān)系。一個(gè)n進(jìn)制碼元所包含的信息量為I=log2N

位，所以數(shù)據(jù)傳輸速率的計(jì)算公式為：

C=BI=B×log2N

其中B代表波特率,即碼元速率；

N

是一個(gè)碼元表示的有效狀態(tài)數(shù)；

C為比特率。當(dāng)一個(gè)碼元只能表示0或1兩種狀態(tài)時(shí)，比特率就等于波特率。

誤碼率誤碼率：是二進(jìn)制碼元在信道中被傳錯(cuò)的概率。根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論，此概率近似等于被傳錯(cuò)的碼元數(shù)與所傳送的碼元總數(shù)之比。即：

Pe=Ne/N

其中：

Ne為被傳錯(cuò)的碼元數(shù)；N為所傳送的碼元總數(shù)；Pe為誤碼率。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，要求誤碼率低于10-9。如果實(shí)際傳輸?shù)牟皇嵌M(jìn)制碼元，需折合成二進(jìn)制碼元計(jì)算。信道容量信道容量：

指信道能達(dá)到的最大傳輸能力，即信道的最大（極限）數(shù)據(jù)傳輸速率。……………………….3.3信道的極限容量任何實(shí)際的信道都不是理想的，在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種失真以及帶來多種干擾。碼元傳輸?shù)乃俾试礁?，或信?hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，在信道的輸出端的波形的失真就越嚴(yán)重。數(shù)字信號(hào)通過實(shí)際的信道失真不嚴(yán)重失真嚴(yán)重實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸入信號(hào)波形輸出信號(hào)波形(失真不嚴(yán)重)輸入信號(hào)波形實(shí)際的信道（帶寬受限、有噪聲、干擾和失真）輸出信號(hào)波形(失真嚴(yán)重)奈奎斯特(Nyquist)準(zhǔn)則在任何信道中，碼元傳輸?shù)乃俾适怯邢薜模瑐鬏斔俾食^此上限，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_的問題，使接收端對(duì)碼元的識(shí)別成為不可能。如果信道的頻帶越寬，也就是能過通過的信號(hào)高頻分量越多，那么就可以用更高的速率傳送碼元而不出現(xiàn)干擾。理想通信道的最高碼元傳輸速率B=2HBaud

如果編碼方式的碼元狀態(tài)數(shù)為M，就得到了理想通信道的極限信息傳輸速率（即信道容量）Cmax：

Cmax=2Hlog2M(bps)

因?yàn)樾诺揽偸怯性肼暤?，因此奈奎斯特?zhǔn)則給出的是理論上的上限。實(shí)際的信道所能傳輸?shù)淖罡邤?shù)據(jù)傳輸速率（或者最高碼元速率），要明顯地低于奈奎斯特準(zhǔn)則給出上限數(shù)值。H是理想通信道的帶寬，單位為赫(Hz)C是該信道最大的傳輸速率

C=B*I=B×log2N

香農(nóng)定理香農(nóng)(Shannon)用信息論的理論推導(dǎo)出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限、無差錯(cuò)的信息傳輸速率。信道的極限信息傳輸速率C（即傳輸帶寬）可表達(dá)為

C=Hlog2(1+S/N)b/s

H

為信道的帶寬（以Hz為單位）；S/N—信噪比，常以分貝(dB)表示

記為：信噪比(dB)=10*log10(S/N)

(dB)注意：當(dāng)信噪比為30分貝時(shí)的計(jì)算方法P44香農(nóng)公式表明信道的帶寬或信道中的信噪比越大，則信息的極限傳輸速率就越高。要想提高信息的極限傳輸速率，或者必須設(shè)法提高傳輸線路的帶寬，或者必須設(shè)法提高所傳信號(hào)的信噪比，此外沒有其他任何辦法。實(shí)際信道上能夠達(dá)到的信息傳輸速率要比香農(nóng)的極限傳輸速率低不少?！?練習(xí)： 求信噪比為30分貝，帶寬為4kHz

的信道的最大數(shù)據(jù)速率(信道容量)。

數(shù)據(jù)通信方式計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間、計(jì)算機(jī)與各種外部設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通信在計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)中，組成字符的各個(gè)二進(jìn)制位是否同時(shí)傳輸，通信方式分為:并行傳輸和串行傳輸串行方式（通常用于遠(yuǎn)距離通信）并行方式（通常用于近距離通信）串行傳輸數(shù)據(jù)一位位地按順序傳送，一次只能傳送一位。實(shí)現(xiàn)容易，但傳輸速度慢，通常用于遠(yuǎn)程通信。與線路接口處需要有“并-串”或“串-并”轉(zhuǎn)換器。串行傳輸按傳輸方向又分為：?jiǎn)喂ぁ腚p工和全雙工式。通信方式串行通信的放行性結(jié)構(gòu)有三種：?jiǎn)蜗蛲ㄐ牛▎喂ねㄐ牛荒苡幸粋€(gè)方向的通信而沒有反方向的交互。例如：BP機(jī)雙向交替通信（半雙工通信）——通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時(shí)發(fā)送(當(dāng)然也就不能同時(shí)接收)。例如：對(duì)講機(jī)雙向同時(shí)通信（全雙工通信）——通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息。并行傳輸幾位數(shù)據(jù)同時(shí)從一個(gè)設(shè)備發(fā)往另一設(shè)備，傳輸速度快。計(jì)算機(jī)內(nèi)部常用（并行數(shù)據(jù)傳輸線稱為“總線”）。亦用于短距傳輸。3.3.2模擬通信和數(shù)據(jù)通信MODEM:

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)CODEC模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)傳輸損耗：衰減、延遲變形、噪聲MODEMCODEM編碼與調(diào)制編碼：用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或者模擬數(shù)據(jù)

例如：進(jìn)行數(shù)字傳輸時(shí)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的過程稱為（）A.解調(diào)B.解碼C.調(diào)制D.編碼調(diào)制：用模擬信號(hào)承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或模擬數(shù)據(jù)

例如：進(jìn)行模擬傳輸時(shí)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的過程稱為（）A.編碼B.調(diào)制C.解碼D.解調(diào)

3.3.3多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，傳輸?shù)慕橘|(zhì)的帶寬或容量往往超過傳輸單一信號(hào)的需求，為了有效的利用通信線路，一個(gè)信道可同時(shí)傳輸多路信號(hào)，即多路復(fù)用技術(shù)共享信道信道復(fù)用技術(shù)復(fù)用(multiplexing)是將多個(gè)信源的彼此無關(guān)的信號(hào)，組合在一條物理信道上進(jìn)行傳送的技術(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較多的信息。信道A1A2B1B2C1C2信道信道A1A2B1B2C1C2復(fù)用分用(a)不使用復(fù)用技術(shù)(b)使用復(fù)用技術(shù)常用的多路復(fù)用技術(shù)有：頻分多路復(fù)用（FDM，F(xiàn)requencyDivisionMultiplexing）（最常用）時(shí)分多路復(fù)用TDM，TimeDivisionMultiplexing）（最常用）波分多路復(fù)用（WDM，WavelengthDivisionMultiplexing）（對(duì)光纖而言）1.頻分多路復(fù)用FDM頻分多路復(fù)用FDM在物理信道的可用帶寬超過單個(gè)原始信號(hào)所需的帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個(gè)與傳輸單個(gè)信號(hào)帶寬相同或略寬的子信道。每個(gè)子信道傳輸一路信號(hào)。所有用戶在同樣的時(shí)間占用不同的帶寬資源。多路信號(hào)在頻分復(fù)用前，先要通過頻譜搬移技術(shù)或不同的載波頻率進(jìn)行調(diào)制，以保證信號(hào)的帶寬不重疊頻分復(fù)用FDM頻分復(fù)用的用途：主要用于模擬信道的復(fù)用。如有線電視頻分多路復(fù)用的實(shí)現(xiàn)過程帶寬進(jìn)行分割，并利用載波調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原始信號(hào)的頻譜遷移，使得多路信號(hào)在整個(gè)物理信道帶寬允許的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)頻譜上的不重疊。為了避免兩個(gè)相鄰頻段的信號(hào)互相干擾，頻段之間要保留一定的隔離頻帶，稱為保護(hù)帶。頻分多路復(fù)用技術(shù)的特點(diǎn)頻分多路復(fù)用使信道在同一時(shí)刻能同時(shí)獨(dú)立傳送多路信號(hào)，每路信號(hào)占用不同的頻帶；在線路上傳輸?shù)氖歉髀沸盘?hào)經(jīng)過調(diào)制后的疊加在一起的復(fù)合信號(hào)。頻分多路復(fù)用技術(shù)適用于寬帶網(wǎng)絡(luò)。要求傳輸介質(zhì)的可用帶寬超過各路信源所需帶寬的總和：

B＞∑fi……………………….2.時(shí)分多路復(fù)用TDM

時(shí)分多路復(fù)用TDM即將一條物理信道按時(shí)間分成若干個(gè)時(shí)間片輪流地分配給多個(gè)信號(hào)使用所有用戶在不同的時(shí)間占用同樣的頻帶寬度。當(dāng)介質(zhì)能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸率時(shí)，可使用TDM可以傳輸數(shù)字信號(hào)，也可以傳輸模擬信號(hào)對(duì)于模擬信號(hào)，可以把FDM和TDM結(jié)合使用2.時(shí)分多路復(fù)用TDM時(shí)分復(fù)用分為同步時(shí)分多路復(fù)用時(shí)間片時(shí)預(yù)先分配好的，固定不變異步時(shí)分復(fù)用允許動(dòng)態(tài)的分配傳輸介質(zhì)的的時(shí)間片2.時(shí)分多路復(fù)用TDM為了有效地利用傳輸線路，一個(gè)傳輸系統(tǒng)，可以頻分成多條子信道，每條子信道再利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)來細(xì)分，然后發(fā)送到線路上。美國(guó)和日本等國(guó)采用北美體制，以T1

為一次群。中國(guó)采用歐洲體制，以E1

為一次群。2.時(shí)分多路復(fù)用TDMT1BELL系統(tǒng)的T1載波使用PCM和TDM技術(shù)，使24路采樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道時(shí)分復(fù)用幀T

CH1

CH2

CH3…

CH15

CH16

CH17

CH24CH0…8bitt時(shí)分復(fù)用幀時(shí)分復(fù)用幀T=125us24個(gè)話路第193位是幀編碼7位數(shù)據(jù)＋1位控制信號(hào)2.時(shí)分多路復(fù)用TDMT1BELL系統(tǒng)的T1載波使用PCM和TDM技術(shù)，使24路采樣聲音信號(hào)復(fù)用一個(gè)通道每幀除了192位（24x（7+1））位之外，還有1位是幀控制位，每幀用125us，T1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率是1.544Mbps時(shí)分復(fù)用幀TCH1CH2CH3…CH15CH16CH17CH24CH0…8bitt時(shí)分復(fù)用幀時(shí)分復(fù)用幀T=125us24個(gè)話路第193位是幀同步位7位數(shù)據(jù)＋1位控制信號(hào)2.時(shí)分多路復(fù)用TDME1ITU建議的一種2.048Mbps速率的PCM載波標(biāo)準(zhǔn),30路8位數(shù)據(jù)，開始處有8位做同步用，中間有8位做信令，每幀共256位，一幀也用125us,所以傳輸速率是2.048Mbps時(shí)分復(fù)用幀TCH0CH1CH2…CH15CH16CH17CH30CH31CH0…8bitt時(shí)分復(fù)用幀時(shí)分復(fù)用幀T=125us15個(gè)話路15個(gè)話路信令同步補(bǔ)充：?jiǎn)挝恢g的關(guān)系1K=1031M=106(M兆)1G=1091S=103ms=106us波分復(fù)用WDM波分復(fù)用就是光的頻分復(fù)用，它利用了光具有不同的波長(zhǎng)的特征。原理：

利用波分復(fù)用設(shè)備（如衍射光柵）將不同信道的信號(hào)調(diào)制成不同波長(zhǎng)的光，并復(fù)用到光纖信道上。在接收方，采用相同設(shè)備分離不同波長(zhǎng)的光。3.3.4異步傳輸和同步傳輸通信過程中收、發(fā)雙方必須在時(shí)間上保持同步碼元之間由碼元組成的字符或數(shù)據(jù)塊之間在起止時(shí)間上同步例如：努力03463214轉(zhuǎn)換成二級(jí)制后接受方怎么保證收到的第一部分是努接下來是力實(shí)現(xiàn)字符或數(shù)據(jù)塊之間在起止時(shí)間上同步的常用方法異步傳輸同步傳輸1.異步傳輸

異步傳輸即群同步傳輸一次只傳一個(gè)字符（5～8位組成），每個(gè)字符用一位起始位引導(dǎo)，一位停止位結(jié)束。起始位為“0”，占一比特時(shí)間；停止位為“1”，占1到2比特時(shí)間數(shù)據(jù)可發(fā)時(shí)，發(fā)送方可發(fā)連續(xù)的的停止位（空閑位）接收方根據(jù)“1”到“0”的跳變來判別一個(gè)新字符的開始異步通信時(shí)不要求接收端時(shí)鐘和發(fā)送端時(shí)鐘同步。發(fā)送端發(fā)送完一個(gè)字節(jié)后，可經(jīng)過任意長(zhǎng)的時(shí)間間隔再發(fā)送下一個(gè)字節(jié)。異步通信簡(jiǎn)單便宜，但有額外開銷

2.同步傳輸同步傳輸時(shí)，為了使接收方能判定數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束，必須在每個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始和結(jié)束各加一個(gè)幀頭和幀尾加有幀頭和幀尾的數(shù)據(jù)稱為一幀同步通信要求接收端時(shí)鐘頻率和發(fā)送端時(shí)鐘頻率一致。發(fā)送端發(fā)送連續(xù)的比特流。根據(jù)幀頭和幀尾的特性，同步傳輸分為面向字符的面向位的2.同步傳輸

面向字符的同步傳輸每個(gè)數(shù)據(jù)塊以一個(gè)或多個(gè)同步字符（SYN）作為開始幀尾是一個(gè)唯一的控制字符接收方判別到SYN字符后，就可接收數(shù)據(jù)塊，知道發(fā)現(xiàn)幀尾字符為止IBM公司的二進(jìn)制同步規(guī)程BSC2.同步傳輸面向位的同步傳輸把數(shù)據(jù)塊作為位流而不是字符流來處理幀頭和幀尾都用01111110標(biāo)志表示為了避免在數(shù)據(jù)塊中出現(xiàn)01111110標(biāo)志，采用零比特填充法/位插入ISO的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程HDLCIBM公司的同步數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程SDLC3.4數(shù)據(jù)編碼

除了模擬數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)直接輸出，其他都需要編碼：如下圖數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)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)數(shù)字信號(hào)數(shù)字發(fā)送器3.4.1數(shù)據(jù)編碼技術(shù)

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字信號(hào)可以直接采用基帶傳輸基帶傳輸就是在線路中直接傳送數(shù)字信號(hào)的電脈沖近距離的局域網(wǎng)通常采用基帶傳輸,一種最簡(jiǎn)單的傳輸方式基帶傳輸時(shí)，需要解決數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的①數(shù)字信號(hào)表示以及收發(fā)兩端之間的②信號(hào)同步問題1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)表示不歸零碼單極性雙極性歸零碼單極性雙極性收發(fā)兩端之間的信號(hào)同步問題

曼徹斯特查分曼徹斯特

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼不歸零碼在一個(gè)碼元的全部時(shí)間發(fā)出或不發(fā)出電流，每一位編碼占用了全部碼元的寬度缺點(diǎn)是碼元之間無間隙，不易識(shí)別

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼單極性不歸零碼0：無電壓1：恒定的正電壓每一個(gè)碼元的中間點(diǎn)時(shí)采樣時(shí)間，判決門限是半幅度電平

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼雙極性不歸零碼0：恒定的負(fù)電壓1：恒定的正電壓正負(fù)的幅度相等判決門限為0電平接收方可使用零判決器或正負(fù)判決器判定

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼歸零碼歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關(guān)系，歸零碼在信道上占用的頻帶比較寬

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼單極性歸零碼1：發(fā)出正電流，但持續(xù)時(shí)間短于一個(gè)碼元的時(shí)間寬度（窄脈沖）0：完全不發(fā)送電流

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼雙極性歸零碼1：發(fā)正的窄脈沖0：負(fù)的窄脈沖兩個(gè)碼元的間隔時(shí)間可以大于一個(gè)窄脈沖的寬度取樣時(shí)間是脈沖的中心不歸零編碼（NRZ）負(fù)電平用于表示一個(gè)二進(jìn)制值，正電平用于表示另一個(gè)二進(jìn)制值由比特值決定信號(hào)的電平。NRZ碼是最容易實(shí)現(xiàn)的，實(shí)際上是直接將計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)加到通信線路上，未作任何處理，代價(jià)也最低。但NRZ碼的缺點(diǎn)是接收方無法判斷一位的開始和結(jié)束，即不具備同步特性。主要用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部通信。

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼同步過程是指接收端要按發(fā)送端發(fā)送的每個(gè)碼元的重復(fù)頻率及起止時(shí)間來接收數(shù)據(jù)，在接收過程中還要不斷的校準(zhǔn)時(shí)間和頻率兩種同步方法：位同步群同步位同步外同步自同步曼徹斯特和查分曼徹斯特群同步1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼位同步接收端對(duì)每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持同步外同步接收端的同步信號(hào)事先由發(fā)送端送來，即發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)前先發(fā)送一串同步時(shí)鐘脈沖，接收端按照這一時(shí)鐘脈沖頻率和時(shí)序鎖定接收端的接收頻率，以便在接收數(shù)據(jù)的過程中與發(fā)送端保持同步自同步從數(shù)據(jù)信號(hào)波形中提取同步信號(hào)，如（差分）曼徹斯特編碼

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼曼徹斯特編碼每一位的中間有跳變跳變既作為時(shí)鐘信號(hào)又作為數(shù)據(jù)信號(hào)1：由高到低的跳變0：由低到高的跳變差分曼徹斯特編碼每一位的中間有跳變跳變只作為時(shí)鐘信號(hào)1：開始時(shí)無跳變0：開始時(shí)有跳變曼徹斯特編碼

每個(gè)比特的中間位置處都存在一個(gè)跳變。這種中間處的跳變既含有時(shí)鐘信息，也含有數(shù)據(jù)信息：從低到高的跳變代表0，從高到低的跳變代表1(注意有些系統(tǒng)也可能相反)。10110001差分曼徹斯特編碼

比特中間位置處的跳變僅含有時(shí)鐘信息。在比特間隔開始處如果出現(xiàn)跳變表示0，如果沒有跳變表示1。

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的特點(diǎn)每一個(gè)碼元都被調(diào)制成兩個(gè)電平，所以數(shù)據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1/2，對(duì)信道的帶寬有更高的要求具有自同步和良好的抗干擾能力在局域網(wǎng)中廣泛使用

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼群同步/異步傳輸傳輸?shù)男畔⒈环殖扇舾扇喝阂宰址麨閱挝?，每個(gè)字符前有起始位，后有停止位數(shù)據(jù)傳輸中，字符可順序的出現(xiàn)在比特流中，字符間的間隔是任意的（即異步定時(shí)），但字符中的各比特用固定的時(shí)鐘頻率傳輸字符間的異步定時(shí)和字符中比特間的同步定時(shí)，是群同步傳輸?shù)奶卣饕驗(yàn)槊總€(gè)字符以起始位和停止位加以分隔，也叫“起－止”式傳輸

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼群同步傳輸規(guī)則中每個(gè)字符的組成1位起始位，用邏輯0表示5－8位數(shù)據(jù)位，即要傳輸?shù)淖址麅?nèi)容1位奇偶校驗(yàn)位，用于檢錯(cuò)，該部分可以不選1－2位停止位，以邏輯1表示；同時(shí)用作字符間隔

1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼群同步傳輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單只需保持每個(gè)字符的起始點(diǎn)同步，在群內(nèi)按約定的頻率進(jìn)行位的接收就可以缺點(diǎn)：編碼效率和信道利用率低需要添加起始位、校驗(yàn)位和停止位等附加位所以，一般用于低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱?chǎng)合2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼對(duì)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)編碼均采用脈碼調(diào)制PCM(PulseCodeModulation)體制。PCM通常對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行編碼PCM以采樣定理為基礎(chǔ)，該定理從數(shù)學(xué)上證明：若對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行周期性采樣，只要采樣頻率(Fs)大于等于有效信號(hào)最高頻率(Fmax)或其帶寬(Hs)的兩倍。則采樣值便包含原始信號(hào)的全部信息，利用低通濾波器可以從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)

Fs(＝1/Ts)2Fmax

或Fs2HsFs

為采樣頻率Fmax

有效信號(hào)最高頻率

2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼信號(hào)數(shù)字化的轉(zhuǎn)換過程包括采樣以采樣頻率把模擬信號(hào)的值采出量化使連續(xù)模擬信號(hào)變?yōu)闀r(shí)間軸上的離散值，即把采樣的值按量級(jí)“取整”得到的是一個(gè)不連續(xù)的值通常采用128或256個(gè)量化等級(jí)，即用7位或8位二進(jìn)制數(shù)碼表示，這樣的二進(jìn)制碼組稱為一個(gè)碼字，其位數(shù)稱為字長(zhǎng)編碼將離散值編成一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼（1）采樣每隔一定的時(shí)間間隔，把模擬信號(hào)的幅值取出來作為樣值來代表原信號(hào)。采樣頻率f≥2fm

。（2）量化為了將模擬信號(hào)進(jìn)一步離散化，將幅值劃分成n個(gè)量化級(jí)。把采樣所得到的樣值用取整或四舍五入等方法歸并到某個(gè)臨近的整數(shù)幅值。（3）編碼用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)字來表示量化后的幅值，其位數(shù)稱為字長(zhǎng)。字長(zhǎng)=log2n“數(shù)字-數(shù)字”編碼使用各種“數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)-數(shù)字信號(hào)”編碼技術(shù)將二進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳送。2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼利用PCM發(fā)送數(shù)據(jù)的過程發(fā)送端利用PCM進(jìn)行信號(hào)變換，將模擬信號(hào)變成二進(jìn)制數(shù)碼脈沖序列信道傳輸數(shù)字信號(hào)在接收端，先進(jìn)行譯碼，將二進(jìn)制數(shù)碼轉(zhuǎn)換成代表原來模擬信號(hào)的幅度不等的量化脈沖再經(jīng)過濾波，就可使幅度不同的量化脈沖還原成原來的模擬信號(hào)2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼例：設(shè)語音數(shù)據(jù)的頻率為4000Hz，若使用PCM進(jìn)行編碼，采用128個(gè)量化等級(jí)，則語音信號(hào)的傳輸速率為多少？Log2128=log227=72×4000/s×7b＝56000bps＝56Kbps習(xí)題：PCM用于數(shù)字語音系統(tǒng)聲音數(shù)據(jù)通常限于4000Hz以下的頻率，聲音數(shù)字化時(shí)常采用128個(gè)量化級(jí)。問題：每秒采樣多少次可完整地表示聲音信號(hào)的特征?信道的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)達(dá)到多少？……………………….數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)中，為了利用廉價(jià)的公共電話交換網(wǎng)（模擬信道）進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，必須使用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行信號(hào)變換。調(diào)制器：把要發(fā)送的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率范圍在300~3400Hz之間的模擬信號(hào)（載波信號(hào)，載波通常是正弦波或余弦波），以便在電話用戶線上傳送。解調(diào)器：把電話用戶線上傳送來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。PSTN

所有調(diào)制技術(shù)均涉及載波信號(hào)的下列一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的變化：振幅、頻率和相位。振幅調(diào)制振幅調(diào)制又稱振幅鍵控(ASK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)去調(diào)制載波信號(hào)的振幅。若載波信號(hào)為Acos(2πft+θ)

，則振幅調(diào)制信號(hào)可以表示為：振幅調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為0頻率調(diào)制頻率調(diào)制又稱頻率鍵控(FSK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)去調(diào)制載波信號(hào)的頻率。若載波信號(hào)為Acos(2πft+θ)

，則頻率調(diào)制信號(hào)可以表示為：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為0頻率調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相位調(diào)制相位調(diào)制又稱相位鍵控(PSK)，就是用被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)去調(diào)制載波信號(hào)的相位。若載波信號(hào)為Acos(2πft+θ)

，則相位調(diào)制信號(hào)可以表示為：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相位調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)為0三種類型的調(diào)制01001011代碼脈沖編碼1.振幅調(diào)制2.頻率調(diào)制3.相位調(diào)制四相位PSK我們還可以采用四種相位變化方式，讓每一種變化代表兩個(gè)比特(4-PSK)。此時(shí)我們可以用兩倍于2-PSK的速率傳輸數(shù)據(jù)。正交振幅調(diào)制一種常用于ADSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶線路）和無線通信的模擬信號(hào)傳輸技術(shù)。振幅調(diào)制(ASK)和相位調(diào)制(PSK)技術(shù)的綜合(同時(shí)改變正弦波三個(gè)特性中的振幅和相位)?！?2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼利用PCM發(fā)送數(shù)據(jù)的過程發(fā)送端利用PCM進(jìn)行信號(hào)變換，將模擬信號(hào)變成二進(jìn)制數(shù)碼脈沖序列信道傳輸數(shù)字信號(hào)在接收端，先進(jìn)行譯碼，將二進(jìn)制數(shù)碼轉(zhuǎn)換成代表原來模擬信號(hào)的幅度不等的量化脈沖再經(jīng)過濾波，就可使幅度不同的量化脈沖還原成原來的模擬信號(hào)2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)抗干擾性強(qiáng)在模擬通信中，很難完全把加在有用信號(hào)上的干擾和噪聲去除，因此信號(hào)的信噪比將降低在數(shù)字傳輸中，可以很容易的去除：干擾噪聲和有用信號(hào)的疊加只要不小于或不大于某一門限值，就仍可再生為1或0保密性好信息被數(shù)字化后，產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字編碼序列I(t)，可以將I(t)與數(shù)字密碼機(jī)產(chǎn)生的二進(jìn)制密碼序列C(t)，進(jìn)行“模2加”運(yùn)算，得到傳送序列B(t)。只要不知道C(t)，就無法知道I(t)。C(t)可以任意變換，增強(qiáng)保密性2.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼數(shù)字傳輸?shù)娜秉c(diǎn)比模擬信號(hào)占有更寬的頻帶數(shù)字設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較復(fù)雜與現(xiàn)有的模擬通信設(shè)備之間存在一些矛盾3.4.2調(diào)制解調(diào)器很高帶寬的中心長(zhǎng)途干線數(shù)字的，光纖

本地回路本地回路長(zhǎng)途干線數(shù)字的，光纖長(zhǎng)途干線數(shù)字的，光纖(a)電話系統(tǒng)端局長(zhǎng)途局中心交換局調(diào)制解調(diào)器(b)利用電話系統(tǒng)傳輸數(shù)字信號(hào)調(diào)制解調(diào)器端局有CODEC編碼解碼器3.3.2模擬通信和數(shù)據(jù)通信MODEM:

數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模擬信號(hào)CODEC模擬數(shù)據(jù)數(shù)字信號(hào)傳輸損耗：衰減、延遲變形、噪聲MODEMCODEM3.4.2調(diào)制解調(diào)器Modem將數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)，送到本地回路上傳輸CODEC將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，送到干線上傳輸?shù)竭_(dá)目的地后進(jìn)行相反的過程3.4.2調(diào)制解調(diào)器傳輸線路存在三個(gè)主要問題衰減信號(hào)傳播過程中能量的損失，可用分貝/公里表示能量損失的數(shù)量與頻率有關(guān)；信號(hào)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的波形，而是傅立葉級(jí)數(shù)中的一些分量，每個(gè)分量衰減的程度不一樣延遲畸變不同的分量在線路上的傳播速度也不同，這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的畸變?cè)肼暉嵩肼暿怯删€路中電子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)而引起的，是不可避免的串音是由于兩根相聚太近的線路的感應(yīng)耦合而引起的脈沖噪聲是由于尖峰干擾或其它原因引起的，會(huì)淹沒掉一位或多位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)3.4.2調(diào)制解調(diào)器1.模擬用戶線路的調(diào)制解調(diào)器2.數(shù)字用戶線路1.模擬用戶線路的調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器如果一個(gè)設(shè)備接受一個(gè)位序列作為輸入，并且產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相三種方法中的一種或多種方法調(diào)制出的載波輸出，則這樣的設(shè)備稱作Modem位于計(jì)算機(jī)（數(shù)字）和電話系統(tǒng)（模擬）之間調(diào)制解調(diào)器的作用調(diào)制解調(diào)器(modem)包括：調(diào)制器(MOdulator)：把要發(fā)送的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為(頻率范圍在300~3400Hz之間的)模擬信號(hào)，以便在電話用戶線上傳送。解調(diào)器(DEModulator)：把電話用戶線上傳送來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器的作用（續(xù)）調(diào)制器的主要作用就是個(gè)波形變換器，它把基帶數(shù)字信號(hào)的波形變換成適合于模擬信道傳輸?shù)牟ㄐ谓庹{(diào)器的作用就是個(gè)波形識(shí)別器，它將經(jīng)過調(diào)制器變換過的模擬信號(hào)恢復(fù)成原來的數(shù)字信號(hào)。若識(shí)別不正確，則產(chǎn)生誤碼。在調(diào)制解調(diào)器中還要有差錯(cuò)檢測(cè)和糾正的設(shè)施。

幾種最基本的調(diào)制方法調(diào)制就是進(jìn)行波形變換（頻譜變換）。正弦載波1000Hz～2000Hz范圍內(nèi)的一個(gè)連續(xù)波正弦載波的振幅、頻率或相位被調(diào)制后可用來傳輸信息最基本的二元制調(diào)制方法有以下幾種：調(diào)幅(AM)：載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)頻(FM)：載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。調(diào)相(PM)：載波的初始相位隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。

1.模擬用戶線路的調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器的采樣頻率為了獲得更高的速度，可以增加采樣頻率但僅僅增加采樣頻率是不可能的，奈氏準(zhǔn)則表明采樣頻率超過信號(hào)最高頻率的兩倍是沒有意義的大多數(shù)Modem的采樣頻率為2400次/秒，或者說2400Baud一個(gè)nBaud的線路傳輸n碼元/秒1.模擬用戶線路的調(diào)制解調(diào)器幾個(gè)基本概念重溫帶寬在最小衰減的情況下能夠通過這種介質(zhì)的頻率范圍，是介質(zhì)的物理特性，單位為Hz波特率/碼元率每秒鐘的采樣次數(shù)。碼元每個(gè)采樣發(fā)送一份信息，這份信息稱為碼元。調(diào)制技術(shù)決定了每個(gè)采樣的位數(shù)，即每個(gè)碼元攜帶的信息量位速率/數(shù)據(jù)傳輸速率一條信道上發(fā)送的信息的數(shù)量位速率=每秒采樣數(shù)*每個(gè)采樣的位數(shù)一種正交調(diào)制QPSK如果調(diào)相時(shí)，使用四種相移，即一個(gè)碼元可能是4個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)，也就是說一個(gè)碼元可承載2位二進(jìn)制數(shù)，這使數(shù)據(jù)傳輸率是波特率的兩倍，這種技術(shù)叫QPSK正交相移健控這個(gè)顯示振幅和相位的圖形叫星座圖一種正交調(diào)制QAM-16QAM(QuadratureAmplitudeModulation)r(r,)可供選擇的相位有12種，而對(duì)于每一種相位有1或2種振幅可供選擇。由于4bit編碼共有16種不同的組合，因此這16個(gè)點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于一種4bit的編碼。若每一個(gè)碼元可表示的比特?cái)?shù)越多，則在接收端進(jìn)行解調(diào)時(shí)要正確識(shí)別每一種狀態(tài)就越困難。模擬用戶線路的調(diào)制解調(diào)器一個(gè)碼元表示的比特?cái)?shù)越多，數(shù)據(jù)傳輸率越高，則星座中的點(diǎn)就越多，這樣即使很小量的噪聲也會(huì)導(dǎo)致一個(gè)錯(cuò)誤。為了降低出錯(cuò)的可能性，高速M(fèi)odem都有糾錯(cuò)機(jī)制，一般是在每個(gè)采樣中增加一些額外的位糾錯(cuò)，這種方案稱為TCM格子架編碼調(diào)制幾種不同的Modem的速度計(jì)算V.32Modem使用了32個(gè)星座點(diǎn)，每個(gè)碼元傳輸4個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)校驗(yàn)位，在2400Baud上可獲得9600bps(帶糾錯(cuò)特性)V.32bisModem使用了QAM-128星座，共128個(gè)星座點(diǎn)，每個(gè)碼元傳輸6個(gè)數(shù)據(jù)位和1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，在2400Baud上可獲得14400bps(帶糾錯(cuò)特性)。如傳真ModemV.34電話Modem每個(gè)碼元傳輸12個(gè)數(shù)據(jù)位，在2400Baud上可獲得28.8KbpsV.34bisModem每個(gè)碼元傳輸14個(gè)數(shù)據(jù)位，在2400Baud上可獲得33.6Kbps調(diào)制解調(diào)器的速率為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸率，許多Modem在傳輸數(shù)據(jù)前，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮另外，所有的Modem在開始傳輸數(shù)據(jù)之前，先對(duì)線路進(jìn)行測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)線路的質(zhì)量不好，則退回到低一點(diǎn)的速率上（低于標(biāo)定的最大速率），因此，有效速率可能會(huì)低于、等于或高于正式標(biāo)定的速率所有的Modem都使用全雙工的方式工作，兩個(gè)方向上使用不同的頻率調(diào)制解調(diào)器的速率目前調(diào)制解調(diào)器的信息傳輸速率已很接近于電話系統(tǒng)香農(nóng)的信道容量極限（35Kbps）了。35Kbps由電話系統(tǒng)中本地回路的平均長(zhǎng)度決定要提高信息傳輸速率，只能設(shè)法提高信噪比。在電話的用戶線上，最大的噪聲來自模擬到數(shù)字的模數(shù)轉(zhuǎn)換所帶來的量化噪聲。調(diào)制解調(diào)器的速率當(dāng)連接的一端是數(shù)字傳輸?shù)臅r(shí)候，即取消了一個(gè)本地回路，是則最大速率就可以增加一倍，達(dá)到70Kbps如果兩個(gè)家庭用戶使用Modem和模擬線路來連接，則最大速率只能是33.6Kbps但實(shí)際使用的Modem的速率為56Kbps，這與奈氏準(zhǔn)則有關(guān)電話信道的寬度大約為4000Hz（包括防護(hù)頻段），每個(gè)采樣的位數(shù)是8，其中一位被用于控制，所以

數(shù)據(jù)傳輸率=8000*7=56Kbps在歐洲，所有的8位，都給用戶使用，達(dá)到64Kbps調(diào)制解調(diào)器的速率選擇56Kbps作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這種Modem的標(biāo)準(zhǔn)稱為V.90V.90Modem提供了33.6Kbps的上行信道（從用戶到ISP），56Kbps的下行信道（從ISP到用戶）V.92Modem提供了48Kbps的上行信道2.數(shù)字用戶線路電話公司（LEC）利用本地回路提供新的數(shù)字服務(wù)，所提供的帶寬比標(biāo)準(zhǔn)的電話服務(wù)要多的多，這種服務(wù)成為寬帶xDSL是廣泛使用的服務(wù)，DSL是數(shù)字用戶線(DigitalSubscriberLine)的縮寫。而字母x表示DSL的前綴可以是多種不同字母，用不同的前綴表示在數(shù)字用戶線上實(shí)現(xiàn)的不同寬帶方案xDSL

的幾種類型ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine)：非對(duì)稱數(shù)字用戶線HDSL(HighspeedDSL)：高速數(shù)字用戶線SDSL(Single-lineDSL)：1對(duì)線的數(shù)字用戶線VDSL(VeryhighspeedDSL)：更高速數(shù)字用戶線DSL：ISDN用戶線。最為流行的是ADSLxDSL電話系統(tǒng)中的端局有一個(gè)濾波器，把來自本地回路的300Hz和3400Hz的信號(hào)濾掉xDSL工作的訣竅是，近來的線路被連到另一種交換機(jī)上，這種交換機(jī)沒有濾波器?？梢猿浞职l(fā)揮本地回路的全部承載能力，而不在限制在3100Hz帶寬內(nèi)本地回路的能力依賴于幾個(gè)方面的因素：長(zhǎng)度、粗細(xì)和綜合質(zhì)量xDSL該圖說明：當(dāng)電話公司承諾提供某一個(gè)速度的傳輸率是，同時(shí)也劃定了一個(gè)以端局為中心的圓，超出了這個(gè)圓就無法提供這樣的服務(wù)速度越低，圓的半徑就越大，從而覆蓋面就越廣m1000400030002000102030405060005000Mbps3類UTP用于DSL時(shí)帶寬與距離的關(guān)系xDSL的設(shè)計(jì)目標(biāo)必須在現(xiàn)有的3類UTP本地回路上工作不能影響用戶原來的電話機(jī)和傳真機(jī)必須比56Kbps還要快這些服務(wù)應(yīng)該是可用的，并且按月租而不是分鐘方式收費(fèi)，ADSL最初的ADSL服務(wù)是AT&T公司提供的工作原理將本地回路上可供使用的頻譜（約1.1MHz）分成三個(gè)頻段（頻分多路復(fù)用）：POTS：傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單電話服務(wù)上行數(shù)據(jù)流：從用戶到端局下行數(shù)據(jù)流：從端局到用戶ADSL采用的調(diào)制技術(shù)我國(guó)采用的是離散多音調(diào)調(diào)制/離散的多信道調(diào)制DMT(DiscreteMulti-Tone)，它采用頻分復(fù)用的方法。DMT被美國(guó)ANSI選擇為ADSL的標(biāo)準(zhǔn)。離散多音調(diào)制DMTDMT將本地回路上約1.1MHz的帶寬分成256條獨(dú)立的子信道（每個(gè)子信道帶寬為4kHz），其中0信道用于POTS1-5沒有使用，為了避免語音信號(hào)和數(shù)字信號(hào)相互干擾剩下的250條信道中，1個(gè)用于上行控制，1個(gè)用于下行控制，其余全部用于用戶數(shù)據(jù)一般32條用做上行數(shù)據(jù)流，其余用做下行數(shù)據(jù)流ADSL的標(biāo)準(zhǔn)允許的速度可達(dá)到下行8Mbps，上行1Mbps，但供應(yīng)商通常提供512Kbps的下行速率和64K的bps上行速率（標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)）及1Mbps的下行速率和256Kbps的上行速率（高級(jí)服務(wù)）。ADSL采用的調(diào)制技術(shù)每一條信道使用QAM調(diào)制方法發(fā)送實(shí)際的數(shù)據(jù)，采樣頻率為4000Baud，每個(gè)波特傳輸15位，若有224條下行信道，則下行速率=4000*15*224=13.44Mbps但信道不可能這樣理想，但較高質(zhì)量的回路上8Mbps是可能的系統(tǒng)監(jiān)視每一條信道的線路質(zhì)量，必要時(shí)會(huì)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸率，所以不同的信道會(huì)有不同的數(shù)據(jù)傳輸率G.992.2

一種不需要分離器的設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，非正式名稱為G.lite部署結(jié)構(gòu)與上圖一樣，只不過沒有分離器（分離器需要電話公司的技術(shù)人員安裝）現(xiàn)在的電話線可以直接使用，只需在電話或者ADSLModem與電話線的每個(gè)插孔中插入一個(gè)微濾波器電話的濾波器是一個(gè)低通濾波器，消除了3400Hz以上的頻率成分ADSL的濾波器是一高通濾波器，消除了26KHz一下的頻率成分系統(tǒng)的可靠性不如帶分離器的系統(tǒng)，速度僅能達(dá)1.5Mbps3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)

3.5.1電路交換

3.5.2報(bào)文交換

3.5.3分組交換

3.5.4高速交換

3.5.5交換技術(shù)的比較3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼以后在通信線路上傳輸?shù)淖詈?jiǎn)單形式是在兩個(gè)互連的設(shè)備之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信兩部電話機(jī)只需要用一對(duì)電線就能夠互相連接起來。

3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)5部電話機(jī)兩兩相連，需10對(duì)電線。N部電話機(jī)兩兩相連，需N(N–1)/2對(duì)電線。當(dāng)電話機(jī)的數(shù)量很大時(shí)，這種連接方法需要的電線對(duì)的數(shù)量與電話機(jī)數(shù)的平方成正比。

3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)通常將信源和信宿稱為網(wǎng)絡(luò)站；將提供中間通信的設(shè)備稱為節(jié)點(diǎn)中間節(jié)點(diǎn)不關(guān)心數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而是提供一種交換功能，使數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，直至目的地節(jié)點(diǎn)以某種方式用傳輸鏈路相互連接起來，每個(gè)站都連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這些節(jié)點(diǎn)的集合稱為通信網(wǎng)絡(luò)如果所連接的設(shè)備是計(jì)算機(jī)和終端，則節(jié)點(diǎn)集加上一些站就構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)H2H4H5H3H1“交換”的含義在這里，“交換”(switching)的含義是：轉(zhuǎn)接——把一條線轉(zhuǎn)接到另一條線，使它們連通起來。從通信資源的分配角度來看，“交換”就是按照某種方式動(dòng)態(tài)地分配傳輸線路的資源。3.5數(shù)據(jù)交換技術(shù)按照所使用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)劃分，交換網(wǎng)絡(luò)分為電路交換網(wǎng)報(bào)文交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)3.5.1電路交換電路交換網(wǎng)是使用電路交換的典型例子利用電路交換傳輸數(shù)據(jù)期間，在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間有一條利用中間節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的專用物理連接線路，直到數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束如果兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的信道容量很大，則這兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間可以復(fù)用多條電路電路交換的原理電路交換必定是面向連接的。

電路交換的三個(gè)階段：電路建立/建立連接在傳輸數(shù)據(jù)之前，先要經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端（站到站）的電路若由于暫時(shí)的阻塞或永久性的故障，所有途徑都試過后仍不能建立連接，則不能傳輸數(shù)據(jù)電路交換的原理數(shù)據(jù)傳輸在傳輸過程中，所建立的電路交換必須始終保持連接狀態(tài)這種數(shù)據(jù)傳輸有最短的傳播延遲，沒有阻塞問題，除非有意外的線路或節(jié)點(diǎn)故障而使電路中斷電路拆除/釋放連接通信的一方發(fā)出拆除請(qǐng)求，然后逐節(jié)拆除到對(duì)方節(jié)點(diǎn)被拆除的信道空閑后，可以被其它通信使用電路交換的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速數(shù)據(jù)不會(huì)丟失且保持原來的序列缺點(diǎn)電路空閑時(shí)的信道容量被浪費(fèi)/通信線路的利用率很低當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸階段不長(zhǎng)時(shí)，電路建立和拆除所用的時(shí)間得不償失適用于高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r這種通信方式的計(jì)費(fèi)方法一般按預(yù)定的帶寬、距離和時(shí)間來計(jì)算

3.5.2報(bào)文交換如果端點(diǎn)之間交換的數(shù)據(jù)是隨機(jī)性和突發(fā)性的，采用電路交換就會(huì)導(dǎo)致信道容量和有效時(shí)間的浪費(fèi)報(bào)文交換的原理報(bào)文交換的數(shù)據(jù)傳輸單位是報(bào)文報(bào)文是站點(diǎn)一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，長(zhǎng)度不限且可變站點(diǎn)發(fā)送的報(bào)文帶有目的地地址，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文上的目的地地址，把報(bào)文發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，一直逐個(gè)節(jié)點(diǎn)地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點(diǎn)報(bào)文交換不需要在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立專用通路，傳送方式采用“存儲(chǔ)－轉(zhuǎn)發(fā)”方式每個(gè)節(jié)點(diǎn)在接收下整個(gè)報(bào)文并檢查無錯(cuò)誤后，就暫存這個(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)，因此端與端之間無須先通過呼叫建立連接報(bào)文交換的原理報(bào)文交換的節(jié)點(diǎn)通常是一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)，具有足夠的存儲(chǔ)容量緩存進(jìn)入的報(bào)文（電路交換網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)是一個(gè)電子的或機(jī)電結(jié)合的交換設(shè)備，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)一樣快）一個(gè)報(bào)文在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲＝接收?qǐng)?bào)文所需的時(shí)間＋向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所需的排隊(duì)延遲時(shí)間報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)線路利用率高許多報(bào)文可以分時(shí)共享兩節(jié)點(diǎn)之間的通道，對(duì)于同樣的通信量來說，對(duì)線路的傳輸能力要求低在電路交換網(wǎng)上，當(dāng)通信量很大時(shí)，就不能接收新的呼叫。而報(bào)文交換網(wǎng)可以，但傳送延遲會(huì)增加報(bào)文系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地，而電路交換很難做到這一點(diǎn)報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)報(bào)文交換網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行速度和代碼的轉(zhuǎn)換，電路交換網(wǎng)很難做到報(bào)文交換網(wǎng)中，不同傳輸速率的站可以互連報(bào)文交換網(wǎng)還可以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的格式，如ASCII->EBCDIC報(bào)文交換的缺點(diǎn)不能滿足實(shí)時(shí)交互的通信要求，報(bào)文經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間長(zhǎng)且不定。所以，不能用于語音連接，也不適合交互式終端到計(jì)算機(jī)的連接有時(shí)節(jié)點(diǎn)收到過多的數(shù)據(jù)而無存儲(chǔ)空間或不能及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，就不得不丟棄報(bào)文發(fā)出的報(bào)文不能按順序到達(dá)目的地

3.5.2報(bào)文交換計(jì)費(fèi)一般時(shí)根據(jù)通信的流量和時(shí)間來計(jì)算報(bào)文交換已不再使用3.5.3分組交換分組交換將一個(gè)報(bào)文分成若干個(gè)分組，分組中包括數(shù)據(jù)和目的站地址，每個(gè)分組的長(zhǎng)度有一個(gè)上限，典型的最大長(zhǎng)度時(shí)數(shù)千位使每個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的存儲(chǔ)能力降低了分組可以存在內(nèi)存，而不是硬盤上，提高了交換速度分組交換適用于交互式通信分組交換的具體過程可以分為虛電路交換和數(shù)據(jù)報(bào)交換1.虛電路方式為進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間先要建立一條邏輯通路每個(gè)分組包括數(shù)據(jù)和一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符在路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)虛電路標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，不再需要路由選擇判定數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來結(jié)束這次連接1.虛電路方式無論何時(shí)，一個(gè)站都能和任何站建立多個(gè)虛電路，也能與多個(gè)站建立虛電路。因?yàn)檫@條電路不是專用的，所以叫虛電路每條虛電路支持兩個(gè)端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，兩個(gè)端點(diǎn)之間也可以有多條虛電路為不同的進(jìn)程服務(wù)，這些虛電路的實(shí)際路由可以相同，也可能不同虛電路方式的特點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳送之前先建立站與站之間的一條路徑這條路徑不是專用的，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線路上進(jìn)行排隊(duì)等待輸出2.數(shù)據(jù)報(bào)方式當(dāng)某一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送一個(gè)報(bào)文時(shí)，先把報(bào)文分成若干個(gè)帶有序號(hào)、數(shù)據(jù)和地址信息的分組，每個(gè)分組被稱為數(shù)據(jù)報(bào)。各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)被依次送到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上一個(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)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所存儲(chǔ)的路由信息，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)各節(jié)點(diǎn)隨時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量、故障等情況選擇路由，各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑可能不相同，也不一定按發(fā)出順序到達(dá)目的地，有的可能會(huì)在途中丟失提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1

向

H5

發(fā)送分組H2

向

H6

發(fā)送分組路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對(duì)源主機(jī)沒有任何承諾。提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失也不保證按源主機(jī)發(fā)送分組的先后順序以及在時(shí)限內(nèi)必須將分組交付給目的主機(jī)提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)可根據(jù)情況將一些分組丟棄提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的，它不能保證服務(wù)質(zhì)量。實(shí)際上“盡最大努力交付”的服務(wù)就是沒有質(zhì)量保證的服務(wù)。兩種服務(wù)的思路來源不同虛電路服務(wù)的思路來源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)。可靠通信由用戶終端中的軟件（即TCP）來保證。

數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)與虛電路服務(wù)之爭(zhēng)讓網(wǎng)絡(luò)只提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)就可大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)。

但技術(shù)的進(jìn)步使得網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)的概率已越來越小，因而讓主機(jī)負(fù)責(zé)端到端的可靠性不但不會(huì)給主機(jī)增加更多的負(fù)擔(dān)，反而能夠使更多的應(yīng)