總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡稱總線拓?fù)?，它是將網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點設(shè)備用一根總線(如同軸電纜等)掛接起來，實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能。總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸是廣播式傳輸結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的所有的計算機(jī)，只有計算機(jī)地址與信號中的目的地址相匹配的計算機(jī)才能接收到。采取分布式訪問控制策略來協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)上計算機(jī)數(shù)據(jù)的發(fā)送，如圖1.5所示。 圖1.5主要優(yōu)點 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)點的插入、刪除比較方便，易于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。 設(shè)備少、造價低，安裝和使用方便。 具有較高的可靠性。因為單個節(jié)點的故障不會涉及整個網(wǎng)絡(luò)。主要缺點 故障診斷困難?？偩€型的網(wǎng)絡(luò)不是集中控制，故障診斷需要在整個網(wǎng)絡(luò)的各個站點上進(jìn)行； 故障隔離困難。當(dāng)節(jié)

2、點發(fā)生故障，隔離起來還比較方便，一旦傳輸介質(zhì)出現(xiàn)故障時，就需要將整個總線切斷； 易于發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，線路爭用現(xiàn)象比較嚴(yán)重。主要適用于家庭、宿舍等網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的場所。 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，并用單獨的線路使中央節(jié)點與其他各節(jié)點相連，相鄰節(jié)點之間的通信都要通過中心節(jié)點。 星型拓?fù)洳捎眉惺酵ㄐ趴刂撇呗?，所有的通信均由中央?jié)點控制，中央節(jié)點必須建立和維持許多并行數(shù)據(jù)通路。 星型拓?fù)洳捎玫臄?shù)據(jù)交換方式主要有線路交換和報文交換兩種，線路交換更為普遍。 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展通常是采用增加中央節(jié)點的方式，將中央節(jié)點級聯(lián)起來，需要增加的節(jié)點再與新中央節(jié)點連接。1.主要優(yōu)點 易于故障的診斷與隔離。 易于網(wǎng)絡(luò)

3、的擴(kuò)展。 具有較高的可靠性。2.主要缺點 過分依賴中央節(jié)點。 組網(wǎng)費用高。 布線比較困難。星型網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)實生活中應(yīng)用最廣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，一般的學(xué)校、單位都采用這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組建他們的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖1.6所示。圖1.6環(huán)型網(wǎng)絡(luò)環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一些中繼器和連接中繼器的點到點鏈路組成一個閉合環(huán)，計算機(jī)通過各中繼器接入這個環(huán)中，構(gòu)成環(huán)型拓?fù)涞挠嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的地位相等。環(huán)型拓?fù)渲械拿總€站點都是通過一個中繼器連接到網(wǎng)絡(luò)中的，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)以分組的形式發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)中的信息流是定向的，網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲也是確定的。1.主要優(yōu)點 數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高。 可以使用各種介質(zhì)。 網(wǎng)絡(luò)實時性好。2.主要缺點 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展困難

4、。 網(wǎng)絡(luò)可靠性不高。 故障診斷困難。環(huán)型網(wǎng)平時用得比較少，主要用于跨越較大地理范圍的網(wǎng)絡(luò)，環(huán)型拓?fù)涓m合于網(wǎng)際網(wǎng)等超大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，如圖1.7所示。 圖1.7 樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹型結(jié)構(gòu)是從星型結(jié)構(gòu)變化而來的，各節(jié)點按一定層次連接起來，形狀像一顆倒置的樹，最頂端只有一個節(jié)點。在樹型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中有多個中心結(jié)點，形成一種分級管理的集中式網(wǎng)絡(luò)，如圖1.8所示。 圖1.81.樹型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是 連接容易。 管理簡單。 維護(hù)方便。 2.缺點是共享能力差?？煽啃缘?。高手點撥除了以上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以外，還有網(wǎng)狀及混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 學(xué)習(xí)內(nèi)容網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)中各節(jié)點通過傳輸線相互連接起來，并且任何一個節(jié)點都至少與其他兩個節(jié)

5、點相連，所以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有較高的可靠性，但其實現(xiàn)起來費用高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易管理和維護(hù)?；旌闲屯?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般來說，一個較大的網(wǎng)絡(luò)都不是單一的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而是將多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合而成，充分發(fā)揮各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點，這就是所謂的混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。課堂練習(xí) 用自己的語言描述拓?fù)涞母拍?，并舉例說明。 畫出總線型、星型、環(huán)型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 局域網(wǎng)局域網(wǎng)( Local Area Network，簡稱 LAN) ，通常是由地理范圍在幾千米以內(nèi)的、采用單一或有限的傳輸介質(zhì)、按照某種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互連接起來的計算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)，如圖1.8所示。圖1.8主要特點： 數(shù)據(jù)傳輸速率極高。 地理范圍有限。 誤碼率低

6、。 易維護(hù)。局域網(wǎng)分類：1.以太網(wǎng)以太網(wǎng)采用 CSMA/CD (帶沖突檢測的 載波偵聽多路訪問)介質(zhì)訪問控制方法，使用的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是總線型，不適用于大型或忙碌的網(wǎng)絡(luò)。常見的以太網(wǎng)有四種類型： 10Base5 、 10Base2 、 10BaseT 、 10BaseF ，其傳輸介質(zhì)分別為粗纜、細(xì)纜、雙絞線和光纖。2. 快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)執(zhí)行的是以太網(wǎng)的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，保留著傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特征。主要有兩種類型： 100BaseT 和 100BaseVG ， 100BaseT 采用了 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法， 100BaseVG 采用了新的介質(zhì)訪問方法：請求優(yōu)先。 快速以太網(wǎng)可以使用的傳輸

7、介質(zhì)為光纖和 5 類非屏蔽雙絞線。 3.千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)采用 CSMA/CD 介質(zhì)訪問控制方法，傳輸速率可達(dá) 1Gbps ，千兆以太網(wǎng)可以使用的傳輸介質(zhì)為光纖和 5 類非屏蔽雙絞線。4.ATMATM 是高速分組交換技術(shù)，其基本數(shù)據(jù)傳輸單元是信元，其速率可達(dá) 155 Mbps 。網(wǎng)絡(luò)中增加計算機(jī)的數(shù)量，傳輸速率也不會降低，必須使用光纖作為傳輸介質(zhì)，主要應(yīng)用于主干網(wǎng)上。5.FDDI光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI )使用基本令牌的環(huán)型體系結(jié)構(gòu)，以光纖為傳輸介質(zhì)，傳輸速率可達(dá) 100Mbps ，主要用于高速網(wǎng)絡(luò)主干，能夠滿足高頻寬信息的傳輸需求。城域網(wǎng)( Metropolitan Area Netwo

8、rk ，簡稱 MAN) ，是一種大型的局域網(wǎng)，它一般覆蓋一個地區(qū)或城市，其傳輸速率通常在 10Mbps 以上，地域范圍可以從幾十千米到上百千米，一般采用 FDDI 技術(shù)和ATM 技術(shù)。 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)( Wide Area Network ，簡稱 WAN) ，又稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)，是指處于一個相對廣泛區(qū)域內(nèi)的計算機(jī)及其他設(shè)備，通過公共電信設(shè)施相互連接，以實現(xiàn)信息交換和資源共享為目的的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖1.10所示。圖1.10典型的廣域網(wǎng)技術(shù)：(1) 公共交換電話網(wǎng) (PSTN)模擬撥號服務(wù)是基于標(biāo)準(zhǔn)電話線路的電路交換服務(wù)，主要用來作為連接遠(yuǎn)程站點的連接方法，比較典型的應(yīng)用有：用于遠(yuǎn)程站點和本地局域網(wǎng)之間互

9、連、用于遠(yuǎn)程用戶撥號上網(wǎng)及用作專用線路的備份線路。(2) 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) (ISDN)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)為用戶提供端到端的數(shù)字通信線路，傳輸速率高，達(dá)到 128 Kbp/s ，而且可以通過數(shù)字通道傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像信息。主要采用 2BD 通道接入。(3) 不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)ADSL是不對稱數(shù)字用戶線，它允許下行信息傳輸速率(從網(wǎng)絡(luò)到用戶設(shè)備)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上行信息傳輸速率(從用戶設(shè)備到網(wǎng)絡(luò))。 ADSL 支持的下行傳輸速率可以達(dá)到 1.5 8Mbp/s ，上行傳輸速率可達(dá)到 16 640Kbp/s 。 無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)是指通過無線手持終端或移動終端、無線基站、無線網(wǎng)卡、無線路由等無線通信設(shè)備

10、經(jīng)無線傳輸介質(zhì)連接而成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，如圖1.11所示。圖1.11無線網(wǎng)絡(luò)使用的傳輸介質(zhì)主要有兩種：無線電波和紅外線。無線網(wǎng)絡(luò)的通信方式有擴(kuò)展頻譜方式與窄帶調(diào)制方式。使用擴(kuò)展頻譜方式通信時，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜被擴(kuò)展至幾倍或幾十倍后再搬移至射頻，然后發(fā)射出去。在窄帶調(diào)制方式中，數(shù)據(jù)基帶信號的頻譜不做任何擴(kuò)展而被直接搬移至射頻然后發(fā)射出去。紅外線網(wǎng)絡(luò)采用小于 1 m 波長的紅外線作為傳輸介質(zhì)，有較強(qiáng)的方向性，它采用低于可見光的部分作為傳輸介質(zhì)，因為紅外信號要求視距傳輸，所以竊聽困難，對鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾，但是具有很高的背景噪聲，而且受日光、環(huán)境

11、照明的影響較大。無線網(wǎng)的特點： (1) 傳輸速率低(2) 視線問題(3) 通信盲點 課堂練習(xí) 用自己規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，給計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類。 局域網(wǎng)的分類是怎樣的？ 目前廣泛使用的廣域網(wǎng)技術(shù)主要有哪些？ 局域網(wǎng)的組成以下我們通過組建簡單的共享式交換局域網(wǎng)來認(rèn)識一下組網(wǎng)的過程。1. 局域網(wǎng)的基本硬件主要有：服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)接口卡、集線器、傳輸介質(zhì)等。 (1) 服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)資源并起服務(wù)作用的計算機(jī)稱為服務(wù)器，如圖1.12所示。網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器主要有為文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)器等。圖1.12(2) 工作站連接到網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)就稱為工作站，如圖1.13所示。工作站可以分為有盤工作站與無盤

12、工作站。區(qū)別在于有沒有外存儲器。圖1.13(3) 網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡簡稱網(wǎng)卡，又稱為網(wǎng)絡(luò)適配器，它是計算機(jī)與傳輸介質(zhì)之間的物理接口，如圖1.14所示。它的主要作用是負(fù)責(zé)將發(fā)送給其他計算機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成能夠在傳輸介質(zhì)上傳輸?shù)男盘柊l(fā)送出去，同時又要負(fù)責(zé)通過傳輸介質(zhì)接收信號，并且將接收到的信號轉(zhuǎn)換成可以被計算機(jī)識別的數(shù)據(jù)。圖1.14(4) 集線器集線器也稱為集中器或集線中心，簡稱 Hub，如圖1.15所示。集線器的主要作用是能夠?qū)?shù)據(jù)信號進(jìn)行整形再生。是一個集中式、廣播式的中繼器設(shè)備。圖1.15(5) 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)的介質(zhì)是用來連接計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與集線器等的媒介，如圖1.16所示。主要作用

13、是連接各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。圖1.162. 局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、工作站軟件、網(wǎng)卡驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)管理軟件等組成。(1) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)運行在服務(wù)器上，負(fù)責(zé)處理工作站的請求，控制網(wǎng)絡(luò)用戶可用的服務(wù)程序和設(shè)備，維持網(wǎng)絡(luò)的正常運行。(2) 工作站軟件工作站軟件運行在工作站上，處理工作站與網(wǎng)絡(luò)間的通信，與本地操作系統(tǒng)一起工作。(3) 網(wǎng)卡驅(qū)動程序網(wǎng)卡驅(qū)動程序是網(wǎng)絡(luò)硬件專用的，一般隨網(wǎng)卡一起提供，工作站或服務(wù)器上的網(wǎng)卡必須經(jīng)過驅(qū)動才能正常工作。(4) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件是專門為在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運行而設(shè)計的，網(wǎng)絡(luò)版應(yīng)用程序允許多個用戶在同一時刻訪問、操作、使

14、用，它是網(wǎng)絡(luò)文件資源共享的基礎(chǔ)。(5) 網(wǎng)絡(luò)管理軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件能監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)上的活動并收集網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，并能根據(jù)數(shù)據(jù)提供的信息來微調(diào)和改善網(wǎng)絡(luò)性能。 局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)常見的只有兩類：工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)和對等網(wǎng)。(1) 工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)。 工作站 / 服務(wù)器型網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中至少有一臺以上的專用服務(wù)器用來管理網(wǎng)絡(luò)，控制網(wǎng)絡(luò)運行，為網(wǎng)絡(luò)上的用戶提供共享資源，而其他的計算機(jī)作為工作站并通過服務(wù)器來訪問網(wǎng)絡(luò)上的共享資源，如圖1.17(a)所示。圖1.17(a) 主要特點如下：網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定、信息管理比較安全、用戶擴(kuò)展方便，易于升級，可以有效地利用各工作站的資源、服務(wù)器負(fù)擔(dān)小、網(wǎng)絡(luò)工作效率高。

15、工作站的管理比較困難、組網(wǎng)成本較高，不適用于家庭。 對等網(wǎng)對等網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)地位平等，是對等實體，既可以為別的計算機(jī)提供服務(wù)，也可以享用其他計算機(jī)提供的服務(wù)，如圖1.17(b)所示。圖1.17(b)主要特點如下： 組建和維護(hù)容易、成本較低、使用起來也比較簡單。 數(shù)據(jù)保密性比較差、文件存儲分散、不易于升級。適用于家庭、宿舍組網(wǎng)使用。高手點撥如果與計算機(jī)的組成互相比較，會發(fā)現(xiàn)很多的相似點。如同樣由軟、硬件系統(tǒng)組成。所以采用對比法不失為一個好方法。課堂練習(xí) 家庭組網(wǎng)需要的硬件主要有哪些？需要安裝的軟件呢？ 簡要敘述基于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的特點。 談一談你們通過因特網(wǎng)查找的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織有哪些？主要從

16、事哪些方面標(biāo)準(zhǔn)的制定？ 信息、數(shù)據(jù)、信號和信道1. 信息、數(shù)據(jù)、信號和信道 數(shù)據(jù)是包含有一定內(nèi)容的物理符號，是傳送信息的載體。信息是指數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表示形式或向人們提供關(guān)于現(xiàn)實世界事實的知識，它不隨載荷符號形式的不同而改變。數(shù)據(jù)是信息傳送的形式，信息是數(shù)據(jù)表達(dá)的內(nèi)涵。信號是數(shù)據(jù)的電編碼、電磁編碼或其他編碼。信號可以分為模擬信號和數(shù)字信號。信道是信號傳輸?shù)耐ǖ?，包括通信設(shè)備和傳輸媒體。信道按傳輸信號的形式可以分為模擬信道和數(shù)字信道。模擬信道用于傳輸模擬信號，數(shù)字信道用于傳輸數(shù)字信號，如圖2.1所示。圖2.12. 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù) 模擬數(shù)據(jù)是指在某個區(qū)間產(chǎn)生的連續(xù)值，如，聲音、視頻、溫度、壓

17、力。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是有限個離散值，如字符串、整數(shù)數(shù)列。模擬信號是在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)取值的信號，是一種連續(xù)變化的電信號，它可以不同頻率在介質(zhì)上傳輸，如圖2.2(a)所示。數(shù)字信號是一種離散的脈沖序列，它的取值是有限個數(shù)，它以恒定的正電壓 / 負(fù)電壓或正電壓 /0 電壓，表示“ 1 ”、“ 0 ”，可以用不同的位速率在介質(zhì)上傳輸，如圖2.2(b)所示。圖2.2數(shù)據(jù)通信模型通信系統(tǒng)的基本作用是在發(fā)送方 ( 信源 ) 和接收方 ( 信宿 ) 之間傳遞和交換信息。根據(jù)通信系統(tǒng)是利用模擬信號還是數(shù)字信號來傳遞消息，通信系統(tǒng)可以分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)利用模擬信號來傳遞信息，如現(xiàn)在廣泛使用的

18、電話、廣播和電視。系統(tǒng)一般由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信宿以及噪聲源組成，如圖2.3所示。 圖2.3數(shù)字通信系統(tǒng)利用數(shù)字信號來傳遞信息，如計算機(jī)通信，數(shù)字電話、數(shù)字電視等。數(shù)字通信系統(tǒng)由信源、信源編碼器、信道編碼器、調(diào)制器、信道、解調(diào)器、信道譯碼器、信源譯碼器以及發(fā)送端和接收端時鐘同步組成，如圖2.4所示。圖2.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 帶寬：信號在通信線路上傳輸時最高頻率與最低頻率之差叫信號的頻帶寬度，簡稱帶寬或稱為通頻帶。數(shù)字信號帶寬與脈沖寬度成反比。 信道容量：即單位時間內(nèi)最大可傳輸信息的位數(shù)，是信道傳輸信息的最大能力的指標(biāo)。無噪聲理想信道容量與信道的帶寬的關(guān)系如下： 其中：C 為

19、信道容量， H 為信道帶寬 ( 信道能夠傳輸信號的最大頻率范圍 ) ， N 為傳輸時為一個碼元所取的離散值個數(shù)。本公式也稱為奈奎斯特公式或無噪信道傳輸能力公式。 對有噪聲的實際信道，其關(guān)系如下： 其中： S/N為接收端的信噪比。本公式也稱為香農(nóng)公式。 位速率：位速率也稱信號速率，常用S 表示，位速率是數(shù)字信號的傳輸速率，它用單位時間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼的有效位數(shù)來表示，其單位為位每秒(bps)。 波特率 波特率也稱調(diào)制速率，也稱碼元速率。位速率和波特率之間有如下關(guān)系： 其中： N 是一個脈沖信號所表示的有效狀態(tài)，在二進(jìn)制方式中，N=2，故 S=B。即數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率相等。 誤碼率：誤碼率指

20、信息傳輸?shù)腻e誤率，是衡量傳輸系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。誤碼率以在接收的碼元中的錯誤碼元占總傳輸碼元的比例來衡量，通常應(yīng)低于 。 課堂練習(xí) 試舉例說明數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別。 舉例說明模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 試用撥號上網(wǎng)說明模擬通信系統(tǒng)模型。 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？ 數(shù)據(jù)傳輸過程1.數(shù)據(jù)傳輸兩臺計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸首先需要將信息用二進(jìn)制代碼來表示，其次還要將二進(jìn)制代碼以一定的信號形式 ( 如電壓、電流、脈沖等 ) 來表示，然后將信號經(jīng)由信道進(jìn)行傳輸，到達(dá)接收方后，再根據(jù)這些信號恢復(fù)為代碼，從而得到發(fā)送端的信息，如圖2.5所示。圖2.52. 幾個概念 模擬通信：模擬信號通過模擬信道進(jìn)行傳輸。 數(shù)字通信：

21、模擬信號通過數(shù)字信道進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)通信：是專指信源和信宿中數(shù)據(jù)的形式是數(shù)字的，而不論是通過數(shù)字信道傳輸還是模擬信道傳輸。3. 優(yōu)點 (1) 抗干擾能力強(qiáng)(2) 適合遠(yuǎn)距離傳輸(3) 安全保密性好(4) 適合多媒體信息傳輸基帶傳輸和寬帶傳輸數(shù)據(jù)傳輸方式依其數(shù)據(jù)在傳輸線上原樣不變地傳輸還是調(diào)制變樣后再傳輸，可以分為基帶傳輸和寬帶傳輸兩大類。1. 基帶信號與基帶傳輸 二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號稱為基帶信號?；鶐鬏斒菍?shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為脈沖信號加到電纜上進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)傳輸方式。2. 寬帶信號與寬帶傳輸寬帶信號是將多組基帶信號分別調(diào)制不同頻率的載波，并由這些載波分別占用不同頻段的調(diào)制載波組成。寬帶傳輸是將數(shù)據(jù)加載

22、到載波信號上進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)傳輸方式?；鶐鬏敽蛯拵鬏斪钪匾膮^(qū)別在于：基帶傳輸采用的是“直接控制信號狀態(tài)”的傳輸方式，而寬帶傳輸采用的是“控制載波信號狀態(tài)”的傳輸技術(shù)。 并行傳輸和串行傳輸依據(jù)傳輸線數(shù)目的多少，可以將數(shù)據(jù)傳輸方式分為：并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸用于短距離、高速率的通信，串行傳輸用于長距離、低速率的通信。1. 并行傳輸并行傳輸是指數(shù)字信號以成組的方式在多個并行信道上傳輸，數(shù)據(jù)由多條數(shù)據(jù)線同時傳送與接收，每個比特使用單獨的一條線路。并行傳輸?shù)膬?yōu)點在于傳送速率高，發(fā)收雙方相互之間不存在字符同步的問題，缺點是需要多個并行信道，增加了設(shè)備的成本，而且并行線路的電平相互干擾也會影響傳輸

23、質(zhì)量，不適于做較長距離的通信，主要用于計算機(jī)內(nèi)部或同一系統(tǒng)設(shè)備間的通信。如計算機(jī)與打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，如圖2.6所示。 圖2.62. 串行傳輸串行傳輸就是將比特流逐位在一條信道上傳送。需要解決收發(fā)雙方如何保持碼組或字符同步的問題。相對于并行傳輸，串行傳輸?shù)男实停瑐鬏斔俾事?，但由于只有一條信道，減少了設(shè)備的成本，且易于實現(xiàn)與維護(hù)。計算機(jī)與 Modem 之間的通信就是串行傳輸，如圖2.7所示。圖2.7單工、半雙工和全雙工1. 單工通信單工通信是指在兩個通信設(shè)備間，信息只能沿著一個方向被傳輸。采用單工通信時，在通信設(shè)備雙方中，一方為發(fā)送設(shè)備，另一方為接收設(shè)備。廣播和電視節(jié)目的傳送以及尋呼系統(tǒng)都屬

24、于單工通信的例子，如圖2.8所示。圖2.82. 半雙工通信半雙工通信是指兩個通信設(shè)備間的信息交換可以雙向進(jìn)行，但不能同時進(jìn)行。也就是說，在同一時間內(nèi)僅能使信息在一個方向上傳輸，如圖2.9所示。 圖2.93. 全雙工通信全雙工通信是指兩個通信設(shè)備間可以同時進(jìn)行兩個方向上的信息傳輸。兩個通信應(yīng)同時具有發(fā)射和接收的功能，與通信站相接的傳輸設(shè)備和傳輸控制協(xié)議必須提供全雙工的工作方式，同是還應(yīng)對緩存器作特殊的考慮，如想進(jìn)行同時讀寫就要求緩存中也能同時釋放和分配存儲器等，如圖2.10所示。圖2.10異步傳輸和同步傳輸1. 異步傳輸異步傳輸方式又稱為起止式同步方式，它是以字符為單位進(jìn)行同步的，且每一字符的起

25、始時刻可以為任意。數(shù)據(jù)格式如圖2.11所示。圖2.112. 同步傳輸同步傳輸方式是以固定的時鐘節(jié)拍來連續(xù)串行發(fā)送數(shù)字信號的一種方法。其數(shù)據(jù)格式如圖2.12所示。圖2.12多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)是使多路數(shù)據(jù)信號共同使用一條線路進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。(1) 頻分多路復(fù)用技術(shù) (FDM)頻分多路復(fù)用將信道的可用帶寬劃分為若干個小頻帶，每個小頻帶傳送一路信號，形成一個子信道，如圖2.13所示。頻分多路復(fù)用常用于模擬信號的傳輸，如圖2.14所示。圖2.13圖2.14(2) 時分多路復(fù)用技術(shù) (TDM)時分多路復(fù)用技術(shù)是將通信信道傳輸數(shù)據(jù)的時間劃分為若干個時間段，每一路信號占用一個時間段，在其占用的一段時間內(nèi)

26、，信號獨自使用信道的全部帶寬。時分多路復(fù)用通常用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳送，也可用于模擬信號的傳送。時分多路復(fù)用在任一時刻，只傳送一種信號，多路信號分時地在信道中傳送，如圖2.15所示。圖2.15(3) 波分復(fù)用技術(shù) (WDM)波分復(fù)用是把光波波長分割復(fù)用，在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術(shù)?；驹硎窃诎l(fā)送端將不同的光信號組合起來，也即是復(fù)用過程；耦合到光線線路上用一根光纖進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號區(qū)分開來，即完成解復(fù)用過程，再通過進(jìn)一步處理恢復(fù)出原信號后送入不同的終端。課堂練習(xí) 舉例說明單工通信、半雙工通信和全雙工通信。 異步傳輸和同步傳輸數(shù)據(jù)格式上的主要區(qū)別是什么？ 簡述 3

27、種復(fù)用技術(shù)的主要工作原理。 電路交換電路交換的原理 電路交換過程主要有3個階段：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路拆除。電路建立在傳輸數(shù)據(jù)之前，先經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。數(shù)據(jù)傳輸電路建立以后，數(shù)據(jù)就可以從源站發(fā)往目的站，電路連接是全雙工的，數(shù)據(jù)可以在兩個方向傳輸。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的連接必須始終保持連接狀態(tài)。電路拆除數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，由某一方發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方的節(jié)點鏈路，將電路的使用權(quán)交還給網(wǎng)絡(luò)，以供其他用戶使用。電路交換的特點電路交換方式的特征是在整個連接路徑中均采用物理連接。優(yōu)點：信息傳輸時延??；電路是透明的；信息傳送的吞吐量大。缺點：網(wǎng)絡(luò)資源利用率較低；數(shù)據(jù)通信的效

28、率較低；通信雙方在信息傳輸速率、編碼格式 、同步方式、通信規(guī)程等要完全兼容，不同速率和不同通信協(xié)議之間的用戶不能通信。適用范圍電路交換方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可以用于公用交換網(wǎng)，即電話網(wǎng)，以及專線方式，如數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng) DDN 。電路交換適用于信息量大的場合。 報文交換報文交換也稱為包交換，它將用戶的一個報文分成若干個報文組，以報文組為單位采用“存儲 轉(zhuǎn)發(fā)”交換方式進(jìn)行通信。報文交換的工作原理報文交換采用存儲 轉(zhuǎn)發(fā)原理，即交換機(jī)把來自用戶的報文先暫時存放在節(jié)點機(jī)內(nèi)排隊等候，網(wǎng)絡(luò)上鏈路空閑時就轉(zhuǎn)發(fā)出去至下一節(jié)點，報文在下一節(jié)點再存儲轉(zhuǎn)發(fā)，直到到達(dá)目的節(jié)點。信息是以報文為單位傳輸?shù)?，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有信息處理、存

29、儲和路由選擇的功能。報文交換的特點報文交換的優(yōu)點是：報文交換過程沒有電路接續(xù)，可以采用多路復(fù)用，提高線路的利用率；用戶不需要叫通對方就可以發(fā)送報文；容易實現(xiàn)不同類型的終端之間的通信。報文交換的缺點是：數(shù)據(jù)時延較大，不利于實時通信；要求交換機(jī)有高速處理能力及大的存儲容量，增加了設(shè)備的開支。分組交換分組交換采用了“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”的方式，同時把報文分割成若干較短的、按一定格式組成的分組進(jìn)行交換和傳輸。分組交換有虛電路分組交換和數(shù)據(jù)報分組交換兩種，是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛的一種交換技術(shù)。虛電路分組交換虛電路分組交換在傳送數(shù)據(jù)前必須在發(fā)送端和接收端之間建立一條邏輯連接，數(shù)據(jù)按照事先建好的路徑順序傳輸。傳送數(shù)

30、據(jù)量較大時，通常采用虛電路方式。數(shù)據(jù)報分組交換數(shù)據(jù)報分組中每個分組的大小有嚴(yán)格的限制，每個數(shù)據(jù)報自身攜帶足夠的地址信息。各數(shù)據(jù)報所走的路徑不一定相同，各個數(shù)據(jù)報到達(dá)目的地的順序可能不同，有的數(shù)據(jù)報會丟失。分組交換的特點分組交換采用“存儲轉(zhuǎn)發(fā)”方式，不獨占信道；信息傳輸時延較小；為不同通信規(guī)程的數(shù)據(jù)終端間能相互通信提供了會話環(huán)境；可靠性高。分組交換的技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜，軟件及硬件結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜；網(wǎng)絡(luò)附加的信息較多。分組交換主要應(yīng)用于計算機(jī)終端連網(wǎng)。課堂練習(xí) 簡要敘述電路交換的過程。 報文交換的特點是什么？ 分組交換有幾種技術(shù)？簡要敘述其特點。 差錯控制機(jī)制在計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，在實際的數(shù)據(jù)傳輸過程中

31、不可避免地會出現(xiàn)差錯，需要在數(shù)據(jù)傳輸中引入差錯控制技術(shù)。1.差錯與差錯控制差錯也稱為傳輸差錯，是指數(shù)據(jù)在傳輸過程中，由于外界因素或線路本身的電器特性，使接收端接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致。差錯控制是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中，使用必要的技術(shù)或方法，發(fā)現(xiàn)或糾正數(shù)據(jù)傳輸中的差錯，把差錯限制在盡可能小的范圍內(nèi)的控制技術(shù)。2.噪聲種類傳輸差錯一般是由噪聲引起的，噪聲主要有兩類：一類是熱噪聲，是電子在傳輸介質(zhì)導(dǎo)體中作高速雜亂運行，產(chǎn)生的一種寬頻背景噪聲，是隨機(jī)的噪聲；另一類沖擊噪聲，是由外界電磁干擾引起的，沖擊噪聲比熱噪聲幅度大，是引起傳輸差錯的主要原因。3.差錯控制方法 檢錯法：是在要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊上附加冗余位，使接收方知道有差錯發(fā)生，但不知道是什么樣的差