《計算機網(wǎng)絡教學》ch2 物理層(1)

1、整理ppt1思考題思考題在在OSI/RMOSI/RM中，各層都有差錯控制過程，試指出以下每種差中，各層都有差錯控制過程，試指出以下每種差錯發(fā)生在錯發(fā)生在OSI/RMOSI/RM的哪些層？的哪些層？（1 1）噪聲使傳輸鏈路上的一個）噪聲使傳輸鏈路上的一個0 0變?yōu)橐粋€變?yōu)橐粋€1 1；（2 2）一個分組被傳送到錯誤的目的站；）一個分組被傳送到錯誤的目的站；（3 3）收到一個序號錯誤的幀；）收到一個序號錯誤的幀；（4 4）分組交換網(wǎng)交付給一個終端的分組的序號錯誤；）分組交換網(wǎng)交付給一個終端的分組的序號錯誤；（5 5）把傳輸?shù)奈涣鞣殖蓭?；）把傳輸?shù)奈涣鞣殖蓭?；? 6）在通過子網(wǎng)時決定使用哪條路由路徑

2、。）在通過子網(wǎng)時決定使用哪條路由路徑。整理ppt2OSI Model Data Flow（回顧）-Encapsulating & De-encapsulating Data 整理ppt3第二章第二章 物理層物理層整理ppt4主要內(nèi)容主要內(nèi)容n數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎n多路復用多路復用n交換技術交換技術n傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)整理ppt52.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎n數(shù)據(jù)通信模型數(shù)據(jù)通信模型(三要素三要素)整理ppt62.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎n數(shù)據(jù)通信模型數(shù)據(jù)通信模型(三要素三要素)噪聲噪聲u 任何信道都不是完美無缺的，因此會對傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生任何信道都不是完美無缺的

3、，因此會對傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生干擾，稱為干擾，稱為“噪聲噪聲”。p 外界：閃電、串擾、電氣設備外界：閃電、串擾、電氣設備p 內(nèi)部：介質(zhì)特性（衰減、延遲與頻率有關）內(nèi)部：介質(zhì)特性（衰減、延遲與頻率有關）整理ppt7n模擬信號模擬信號n時間上連續(xù)，包含無時間上連續(xù)，包含無窮多個信號值窮多個信號值n數(shù)字信號數(shù)字信號n時間上離散，僅包含時間上離散，僅包含有限數(shù)目的信號值。有限數(shù)目的信號值。最常見的是二值信號最常見的是二值信號2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎t ta a） 模擬信號模擬信號t tb b） 數(shù)字信號數(shù)字信號整理ppt82.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)(Dat

4、a)n傳遞（攜帶）信息的實體傳遞（攜帶）信息的實體n信息信息(Information)(Information)n是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋是數(shù)據(jù)的內(nèi)容或解釋n信號信號(Signal)(Signal)n是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼n傳輸傳輸(Transmission)(Transmission)n指信號的傳遞指信號的傳遞整理ppt9信息信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信號信號在信道上傳輸在信道上傳輸信號信號數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)信息信息An 信息通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過程信息通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的傳輸過程n把攜帶把攜帶信息信息的的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)用物理用物理信號信號形式通過信道傳送到目的地形式通過信道傳送到目的地n信息和數(shù)據(jù)（二進

5、制位）不能直接在信道上傳輸信息和數(shù)據(jù)（二進制位）不能直接在信道上傳輸數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)數(shù)據(jù)解碼數(shù)據(jù)解碼01000001A01000001信道信道n編碼編碼：數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)適合傳輸?shù)臄?shù)字信號適合傳輸?shù)臄?shù)字信號便于同步、識別、糾錯便于同步、識別、糾錯n調(diào)制調(diào)制：數(shù)字信號：數(shù)字信號適合傳輸?shù)男问竭m合傳輸?shù)男问桨搭l率、幅度、相位按頻率、幅度、相位n解調(diào)解調(diào)：接收波形：接收波形數(shù)字信號數(shù)字信號n解碼解碼：數(shù)字信號：數(shù)字信號原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)基帶傳輸基帶傳輸頻帶頻帶/寬帶傳輸寬帶傳輸整理ppt10 數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼n使數(shù)字數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳輸使數(shù)字數(shù)據(jù)能在數(shù)字信道上傳

6、輸n把數(shù)字數(shù)據(jù)轉換成某種數(shù)字脈沖信號把數(shù)字數(shù)據(jù)轉換成某種數(shù)字脈沖信號n常見的有兩類：常見的有兩類：不歸零碼和曼徹斯特編碼不歸零碼和曼徹斯特編碼n不歸零碼（不歸零碼（NRZ，Non-Return to Zero）n二進制數(shù)字二進制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表示；分別用兩種電平來表示；n常用常用5V表示表示1，5V表示表示0；n缺點：缺點：n存在直流分量，傳輸中不能有變壓器或電容；存在直流分量，傳輸中不能有變壓器或電容；n不具備自同步機制，傳輸時必須使用外同步。不具備自同步機制，傳輸時必須使用外同步。整理ppt11n曼徹斯特編碼（曼徹斯特編碼（Manchester Coding）n用電壓的變化表示

7、用電壓的變化表示0和和1。n規(guī)定在規(guī)定在每個碼元的中間發(fā)生跳變每個碼元的中間發(fā)生跳變：n高高低的跳變代表低的跳變代表0，低，低高的跳變代表高的跳變代表1n每個碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變每個碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號。這種化提取出來作為同步信號。這種編碼也稱為自編碼也稱為自同步碼（同步碼（Self-Synchronizing Code）。）。n缺點：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號速率是數(shù)缺點：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號速率是數(shù)據(jù)速率的據(jù)速率的2倍）。倍）。n差分曼徹斯特編碼（差分曼徹斯特編碼（Differential ）n每個碼元的中間每個碼元的中間仍要發(fā)生

8、跳變。仍要發(fā)生跳變。n用用碼元開始處碼元開始處有無跳變來表示有無跳變來表示0和和1 ，有跳變，有跳變代表代表0，無跳變代表，無跳變代表1。整理ppt12n三種數(shù)字編碼的波形圖三種數(shù)字編碼的波形圖整理ppt13數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法+常見數(shù)字數(shù)據(jù)編碼方法：F曼切斯特編碼：比特周期T分為前T/2和后T/2。前T/2 ：比特的反碼。后T/2 ：比特的原碼。F差分曼切斯特編碼：比特的中間跳變僅作為同步時鐘。每比特的值反映在其開始邊界是否發(fā)生跳變：0：有跳變；1：無跳變。F不歸零編碼：正電平表示：1；負電平表示：0。整理ppt14數(shù)字數(shù)據(jù)編碼圖(a)曼切斯特編碼(b)差分曼切斯特(c)不歸零編碼0 0 1 1

9、 0整理ppt15n 基帶基帶/頻帶頻帶/寬帶傳輸寬帶傳輸n基帶傳輸基帶傳輸：不需調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號：不需調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號直接在信道上傳送。直接在信道上傳送。 需好信道需好信道 。n例如：以太網(wǎng)（局域網(wǎng)）例如：以太網(wǎng)（局域網(wǎng)）n頻帶傳輸頻帶傳輸：數(shù)字信號調(diào)制成音頻模擬信號后再：數(shù)字信號調(diào)制成音頻模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。傳送，接收方需要解調(diào)。n例如：通過電話網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)例如：通過電話網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)n寬帶傳輸寬帶傳輸：把信號調(diào)制成頻帶為幾十：把信號調(diào)制成頻帶為幾十MHZ到幾到幾百百MHZ的模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。的模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。n例如：閉路電

10、視的信號傳輸例如：閉路電視的信號傳輸整理ppt16n調(diào)制解調(diào)（為什么要調(diào)制）調(diào)制解調(diào)（為什么要調(diào)制）數(shù)字信號不利于長距離傳輸。它由無數(shù)數(shù)字信號不利于長距離傳輸。它由無數(shù)個諧波組成，頻帶很寬個諧波組成，頻帶很寬, ,因此相應的損耗因此相應的損耗也很大。也很大。一個正弦信號能比其它信號傳輸?shù)礁h一個正弦信號能比其它信號傳輸?shù)礁h的地方。的地方。整理ppt17 數(shù)字數(shù)據(jù)的調(diào)制數(shù)字數(shù)據(jù)的調(diào)制n使數(shù)字數(shù)據(jù)能在模擬信道上傳輸使數(shù)字數(shù)據(jù)能在模擬信道上傳輸n三種常用的調(diào)制技術三種常用的調(diào)制技術：n調(diào)幅/幅移鍵控ASK （Amplitude Shift Keying）n調(diào)頻/頻移鍵控FSK （Frequency

11、 Shift Keying）n調(diào)相/相移鍵控PSK （Phase Shift Keying）n原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進行調(diào)制。原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進行調(diào)制。 載波信號載波信號 S(t) = Acos( t+ ) nS(t)的參量包括：的參量包括： 幅度幅度A、頻率頻率 、初相位初相位 n調(diào)制就是要使調(diào)制就是要使A、 或或 隨數(shù)字基帶信號的變化而變化隨數(shù)字基帶信號的變化而變化整理ppt18nASK：用載波的兩個不同振幅表示：用載波的兩個不同振幅表示0和和1nFSK：用載波的兩個不同頻率表示：用載波的兩個不同頻率表示0和和1nPSK：用載波的起始相位的變化表示：用載波的起始相

12、位的變化表示0和和1整理ppt19n調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào) n調(diào)制方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。調(diào)制方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。n正弦信號的振幅、頻率或相位被調(diào)制后可用來正弦信號的振幅、頻率或相位被調(diào)制后可用來傳遞信息。傳遞信息。n通過改變幅度、頻率和相位變化的狀態(tài)數(shù)，可通過改變幅度、頻率和相位變化的狀態(tài)數(shù)，可以在一個載波周期中（一個狀態(tài)變化）編入多以在一個載波周期中（一個狀態(tài)變化）編入多位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù) 。整理ppt202.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎n誤碼率誤碼率(ERB, Error bit rate )(ERB, Error bit rate )n信道傳輸可靠性指標，是一個概率值信道傳輸可靠性指標

13、，是一個概率值n帶寬帶寬（BWBW，Band widthBand width）n信道傳輸能力的度量。在信道傳輸能力的度量。在傳統(tǒng)的通信工程傳統(tǒng)的通信工程中中 BW fBW fmaxmax f fmin min , , 單位：赫茲（單位：赫茲（HzHz）n在在計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡中，一般用每秒允許傳輸?shù)亩M中，一般用每秒允許傳輸?shù)亩M制位數(shù)作為帶寬的計量單位。主要單位：制位數(shù)作為帶寬的計量單位。主要單位： b/s b/s ，kb/skb/s，Mb/sMb/s，Gb/sGb/s 例如：傳統(tǒng)以太網(wǎng)理論上每秒可以傳輸例如：傳統(tǒng)以太網(wǎng)理論上每秒可以傳輸1 1千萬千萬比特，它的帶寬為比特，它的帶寬為10M

14、b/s10Mb/s整理ppt21n時延時延（DelayDelay）：信息從網(wǎng)絡的一端傳送到）：信息從網(wǎng)絡的一端傳送到另一端所需時間另一端所需時間n時延時延= =處理時延處理時延+ +排隊時延排隊時延+ +發(fā)送時延發(fā)送時延+ +傳播時延傳播時延n處理時延處理時延= =對數(shù)據(jù)進行處理和錯誤校驗所需的時間對數(shù)據(jù)進行處理和錯誤校驗所需的時間n排隊時延排隊時延= =數(shù)據(jù)在中間結點等待轉發(fā)的延遲時間數(shù)據(jù)在中間結點等待轉發(fā)的延遲時間n發(fā)送時延發(fā)送時延= =數(shù)據(jù)位數(shù)數(shù)據(jù)位數(shù)/ /信道帶寬信道帶寬n傳播時延傳播時延=d/s=d/s， d:d:距離，距離，s:s:介質(zhì)中信號傳播速度介質(zhì)中信號傳播速度2.1 2.1

15、 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎整理ppt22發(fā)送時延和傳播時延示意圖發(fā)送時延和傳播時延示意圖時間時間事件事件A.1sS decides to send pkt to DS starts sending pkt時延時延值值發(fā)送發(fā)送(transmission)(transmission)0.005s傳播傳播(propagation)(propagation)0.01sDSSDB.1.005sS finishes transmitting pkt to DC.1.01sD begins to recv pktD.1.015sD recvs entire pkt and delivers to appli

16、cationB.D.C.A.事件事件time整理ppt23n往返時延往返時延（RTTRTT，Round-Trip TimeRound-Trip Time）：從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)）：從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到發(fā)送方收到接收方的確認所經(jīng)歷的時間開始，到發(fā)送方收到接收方的確認所經(jīng)歷的時間n時延帶寬乘積時延帶寬乘積：某一信道所能容納的比特數(shù)：某一信道所能容納的比特數(shù)n時延帶寬乘積時延帶寬乘積= =帶寬帶寬傳播時延傳播時延n例如，某信道的時延帶寬乘積為例如，某信道的時延帶寬乘積為100100萬比特，這意味著第一個比特萬比特，這意味著第一個比特到達目的端時，源端已發(fā)送了到達目的端時，源端已發(fā)送了100100萬比

17、特萬比特2.1 2.1 數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信基礎基礎信道信道帶寬帶寬傳播時延傳播時延管道體積管道體積=時延帶寬乘積時延帶寬乘積整理ppt24n多路復用多路復用：多個信息源共享一個公共信道：多個信息源共享一個公共信道n為何要復用？為何要復用？提高線路利用率提高線路利用率n適用場合：當信道的傳輸能力大于每個信源的適用場合：當信道的傳輸能力大于每個信源的平均傳輸需求時平均傳輸需求時n類比：公共運輸系統(tǒng)（鐵路、海運、航空）類比：公共運輸系統(tǒng)（鐵路、海運、航空）DEMUX復用器復用器解復用器解復用器共享信道共享信道MUX信信源源信信宿宿2.2 多路傳輸復用多路傳輸復用(Multiplexing)整理ppt2

18、5n 復用的基本思想：復用的基本思想：n把公共共享信道用某種方法劃分成多個子信道，把公共共享信道用某種方法劃分成多個子信道，每個子信道傳輸一路數(shù)據(jù)每個子信道傳輸一路數(shù)據(jù)。n復用方法復用方法n頻分復用頻分復用FDM （Frequency Division Multiplexing）n按頻率劃分不同的信道，如按頻率劃分不同的信道，如CATV系統(tǒng)系統(tǒng)n波分復用波分復用WDM （Wave Division Multiplexing） n按波長劃分不同的信道，用于光纖傳輸按波長劃分不同的信道，用于光纖傳輸n時分復用時分復用TDM （Time Division Multiplexing）n按時間劃分不同的

19、信道，目前應用最廣泛按時間劃分不同的信道，目前應用最廣泛n碼分復用碼分復用CDM （Code Division Multiplexing）n按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途按地址碼劃分不同的信道，非常有發(fā)展前途整理ppt262.2 2.2 多路傳輸復用多路傳輸復用(Multiplexing)(Multiplexing)n復用復用(Multiplexing)(Multiplexing)n頻分多路復用技術頻分多路復用技術 - FDM- FDMn時分多路復用技術時分多路復用技術 - TDM- TDMn統(tǒng)計時分多路復用統(tǒng)計時分多路復用 - STDM- STDMn波分多路復用技術波分多路復用技術

20、- WDM- WDMn碼分多路復用技術碼分多路復用技術 - CDM- CDMn反向復用反向復用(Inverse multiplexing)(Inverse multiplexing)整理ppt27頻分多路復用技術頻分多路復用技術(FDM)(FDM)nFDMFDM的原理的原理n一條通信線路的一條通信線路的整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道，整個傳輸頻帶被劃分為若干個頻率通道，n每路信號占用一個頻率通道進行傳輸。每路信號占用一個頻率通道進行傳輸。n頻率通道之間留有防護頻帶以防相互干擾。頻率通道之間留有防護頻帶以防相互干擾。1Channel 330031001Channel 21Channel 16

21、064687260646872Channel 1Channel 3Channel 2頻率(KHz)(c)頻率(KHz)(b)頻率(Hz)(a)a)a)原來的帶寬原來的帶寬 b)b)被升頻后的帶寬被升頻后的帶寬 c)c)復用后的信道復用后的信道整理ppt28n波分復用波分復用光的頻分復用光的頻分復用n在同一條光纖中同時傳輸多個光波長的技術在同一條光纖中同時傳輸多個光波長的技術n原理：整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號原理：整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個波長范圍來進行傳輸。占用一個波長范圍來進行傳輸。n當光復用系統(tǒng)的光信道間隔較小時當光復用系統(tǒng)的光信道間隔較小時，稱

22、為，稱為密集波分復用密集波分復用(DWDM(DWDM) ) F2F1F3光譜光譜F1F2F3共享光纖的光譜共享光纖的光譜光纖光纖2光纖光纖3光纖光纖1共享光纖共享光纖 棱柱棱柱/衍射光柵衍射光柵波分多路復用技術波分多路復用技術(WDM)整理ppt29波分多路復用波分多路復用(WDM)(WDM)nWDMWDM（波分多路復用波分多路復用）n一種能夠在同一條光纖中同時傳輸多個光波長的技術一種能夠在同一條光纖中同時傳輸多個光波長的技術n基本原理基本原理n在發(fā)送端將不同波長的光信號組合（復用）起來，在接收端又在發(fā)送端將不同波長的光信號組合（復用）起來，在接收端又將組合的光信號分解（解復用）并送到不同的終

23、端將組合的光信號分解（解復用）并送到不同的終端n每個波長可以承載不同形式（如：每個波長可以承載不同形式（如：SONETSONET、以太網(wǎng)和、以太網(wǎng)和ATMATM等）、不同數(shù)據(jù)率（如：等）、不同數(shù)據(jù)率（如：OCOC一一3 3、OCOC一一1212、OCOC一一4848和和OCOC一一192192等）的負載等）的負載n光信道間隔較大的光復用系統(tǒng)，通常信號的波長間隔在光信道間隔較大的光復用系統(tǒng)，通常信號的波長間隔在5050一一100mn100mn量級量級nDWDMDWDMn當光復用系統(tǒng)的光信道間隔較小時當光復用系統(tǒng)的光信道間隔較小時( (波長間隔在波長間隔在1 1一一1 1OmnOmn量級量級) )

24、時，稱為時，稱為密集波分復用密集波分復用(DWDM(DWDM) )整理ppt30WDM Provide High CapacityOC-48OC-1921481610Gb/s40Gb/s40Gb/s10Gb/s2.5Gb/s320Gb/s3280Gb/sOC-76840Gb/s220Gb/s80Gb/s20Gb/s160Gb/sFiberOC-x * y 整理ppt31時分多路復用技術時分多路復用技術(TDM)(TDM)n傳輸時將時間分成等長的時間片傳輸時將時間分成等長的時間片n通過時間片輪轉方式將時間片依次分配給指定的通過時間片輪轉方式將時間片依次分配給指定的信號信號n在接收方也通過時間片輪

25、轉方式在指定的時間片在接收方也通過時間片輪轉方式在指定的時間片依次接收指定的信號依次接收指定的信號D2D1D3數(shù)字信號數(shù)字信號MUX復用后的數(shù)據(jù)流復用后的數(shù)據(jù)流1231D3D2D12D1D2復用器復用器tD33整理ppt32時分多路復用技術時分多路復用技術(TDM)(TDM)nTDMTDM的缺點的缺點n某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該通道，將會造成帶寬浪費道，將會造成帶寬浪費n改進改進n統(tǒng)計時分多路復用（統(tǒng)計時分多路復用（STDMSTDM），用戶不固定占用），用戶不固定占用某個通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入某個通道，有空槽就將數(shù)據(jù)放入整理ppt33n統(tǒng)計

26、（異步）統(tǒng)計（異步）TDMSTDMnSTDM：用戶不固定占用某個時隙，有空時隙：用戶不固定占用某個時隙，有空時隙就將數(shù)據(jù)放入。就將數(shù)據(jù)放入。ABCD待發(fā)數(shù)據(jù)待發(fā)數(shù)據(jù)t1 t2 t3C2D2A2B2輪轉輪轉2輪轉輪轉1A1B1C1D1同步同步TDM帶寬浪費A1B1輪轉輪轉1統(tǒng)計統(tǒng)計TDM可用帶寬B2輪轉輪轉2C2整理ppt342.3 2.3 交換技術交換技術n為什么要采用交換技術？為什么要采用交換技術？n節(jié)省線路投資，提高線路利用率。節(jié)省線路投資，提高線路利用率。整理ppt352.3 2.3 交換技術交換技術 電路交換電路交換(Circuit (Circuit Switching)Switchi

27、ng)分組交換分組交換(Packet (Packet Switching)Switching)數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報(Datagram)(Datagram)虛電路虛電路(Virtual (Virtual Switching)Switching)交換技術交換技術(Switching)(Switching)報文交換報文交換(Message (Message Switching)Switching)整理ppt36電路交換電路交換n原理原理n直接利用可切換的物理通信線路連接通信雙方直接利用可切換的物理通信線路連接通信雙方n示意圖示意圖n三個階段三個階段n建立電路建立電路n傳輸數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)n拆除電路拆除電路整理p

28、pt37n三種交換方式的事件順序三種交換方式的事件順序呼呼叫叫請請求求呼呼叫叫應應答答數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ABCD尋路延遲尋路延遲線路交換線路交換ABCD分組交換分組交換t tABCD報文交換報文交換整理ppt38電路交換電路交換n特點特點n在發(fā)送數(shù)據(jù)前，必須建立起點到點的物理通路在發(fā)送數(shù)據(jù)前，必須建立起點到點的物理通路n通信過程始終占用物理通路，線路利用率低。通信過程始終占用物理通路，線路利用率低。n建立物理通路時間較長，傳輸數(shù)據(jù)階段延遲較短建立物理通路時間較長，傳輸數(shù)據(jù)階段延遲較短n例例nTelephone networksTelephone networksnISDN (Integrated Ser

29、vices Digital Networks)ISDN (Integrated Services Digital Networks)n不適用于計算機通信：因為計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)不適用于計算機通信：因為計算機數(shù)據(jù)具有突發(fā)性的特點，真正傳輸數(shù)據(jù)的時間不到性的特點，真正傳輸數(shù)據(jù)的時間不到10%。n例如：建立連接的時間為秒，計算機以例如：建立連接的時間為秒，計算機以1Mb/s的速率的速率發(fā)送發(fā)送10k字節(jié)。線路利用率？字節(jié)。線路利用率？整理ppt39報文交換報文交換n例例n電報電報n原理原理n要發(fā)送的信息以要發(fā)送的信息以報文報文（邏輯上完整的信息段）（邏輯上完整的信息段）為單位進行為單位進行存儲存儲-

30、轉發(fā)轉發(fā)，不需要建立專用的物理，不需要建立專用的物理通路，通路，要將接收方的地址一起發(fā)送要將接收方的地址一起發(fā)送n在交換過程中，交換設備將接收到的報文先存在交換過程中，交換設備將接收到的報文先存儲，待信道空閑時再轉發(fā)出去，一級一級中轉，儲，待信道空閑時再轉發(fā)出去，一級一級中轉，直到目的地。直到目的地。整理ppt40n三種交換方式的事件順序三種交換方式的事件順序呼呼叫叫請請求求呼呼叫叫應應答答數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ABCD尋路延遲尋路延遲線路交換線路交換ABCD分組交換分組交換t t報文報文ABCD排隊延遲排隊延遲報文交換報文交換整理ppt41報文交換報文交換n與電路交換比，報文交換的優(yōu)點與電路交換比，報文交

31、換的優(yōu)點n沒有建立和拆除連接所需的等待時間；沒有建立和拆除連接所需的等待時間；n線路利用率高：節(jié)點間的信道可共享線路利用率高：節(jié)點間的信道可共享n異步傳輸方式：收發(fā)雙方無需同時工作異步傳輸方式：收發(fā)雙方無需同時工作n靈活性高：可進行傳輸速率和代碼轉換靈活性高：可進行傳輸速率和代碼轉換n傳輸性能好：可實現(xiàn)報文的差錯控制和糾錯控制傳輸性能好：可實現(xiàn)報文的差錯控制和糾錯控制n缺點：不適合實時通信和交互式通信缺點：不適合實時通信和交互式通信n報文大小不一，造成存儲管理復雜；報文大小不一，造成存儲管理復雜；n大報文造成存儲轉發(fā)的延時過長，且對存儲容量要求大報文造成存儲轉發(fā)的延時過長，且對存儲容量要求較高

32、；較高；n延時抖動較大延時抖動較大n出錯后整個報文全部重發(fā)。出錯后整個報文全部重發(fā)。n比較：下載時若無斷點續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎樣做？比較：下載時若無斷點續(xù)傳功能，一旦出錯你會怎樣做？整理ppt42分組交換n源節(jié)點把報文劃分成等長數(shù)據(jù)段源節(jié)點把報文劃分成等長數(shù)據(jù)段n每個數(shù)據(jù)段前添加發(fā)送點地址和接收點地址等首每個數(shù)據(jù)段前添加發(fā)送點地址和接收點地址等首部和尾部數(shù)據(jù)構成分組部和尾部數(shù)據(jù)構成分組n以分組為單位以分組為單位(中間節(jié)點中間節(jié)點)采取存儲轉發(fā)方式傳輸采取存儲轉發(fā)方式傳輸n目的節(jié)點把分組合成報文目的節(jié)點把分組合成報文n傳輸可分為傳輸可分為數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報方式和方式和虛電路虛電路方式方式n適用于計

33、算機網(wǎng)絡。適用于計算機網(wǎng)絡。Message123nHeaderDataiTrailer整理ppt43分組交換分組交換n原理原理n分組分組：把報文分成較小的信息段，在前面加入源地址和：把報文分成較小的信息段，在前面加入源地址和目的地址等控制信息目的地址等控制信息n信息以信息以分組分組為單位進行存儲轉發(fā)。源節(jié)點把報文分為分為單位進行存儲轉發(fā)。源節(jié)點把報文分為分組，中間節(jié)點存儲轉發(fā)，目的節(jié)點把分組合成報文組，中間節(jié)點存儲轉發(fā)，目的節(jié)點把分組合成報文n示意圖示意圖整理ppt44分組交換n數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報（ ）傳輸方式Host AHost BHost EHost DHost CNode 1Node 2Nod

34、e 3Node 4Node 5Node 6Node 7 各分組獨立傳輸各分組獨立傳輸 各分組的傳輸路徑可能不同各分組的傳輸路徑可能不同 各分組的到達順序可能不同各分組的到達順序可能不同 接收端重新排序各分組接收端重新排序各分組整理ppt45n三種交換方式的事件順序三種交換方式的事件順序呼呼叫叫請請求求呼呼叫叫應應答答數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)ABCD尋路延遲尋路延遲線路交換線路交換ABCD分組交換分組交換t t報文報文ABCD排隊延遲排隊延遲報文交換報文交換分組分組2 2分組分組1分組分組3 3分組分組4 4整理ppt46分組交換n數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報（ ）傳輸方式 各分組獨立傳輸 各分組的傳輸路徑可能不同 各分組的到

35、達順序可能不同 接收端重新排序各分組Host AHost BHost EHost DHost CNode 1Node 2Node 3Node 4Node 5Node 6Node 7n交換速率高n線路利用率高n用通信協(xié)議保證傳輸?shù)目煽啃詎管理和控制復雜整理ppt47分組交換n虛電路虛電路傳輸方式Host AHost BHost EHost DHost CNode 1Node 2Node 3Node 4Node 5Node 6Node 7 建立連接建立連接 節(jié)點間的物理線路可共享節(jié)點間的物理線路可共享虛電路虛電路 虛電路號虛電路號 各分組的傳輸路徑相同，順序相同各分組的傳輸路徑相同，順序相同 拆除

36、連接拆除連接整理ppt48數(shù)據(jù)報和虛電路方式的主要差別數(shù)據(jù)報和虛電路方式的主要差別對比方面對比方面數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報虛電路虛電路建立連接建立連接無無有有接收方的地址接收方的地址 每個分組均有每個分組均有建立虛電路時使用地址，之后每建立虛電路時使用地址，之后每個分組使用較短的虛電路號個分組使用較短的虛電路號分組順序分組順序到達接收方的可能與到達接收方的可能與發(fā)送順序不同發(fā)送順序不同按發(fā)送順序到達按發(fā)送順序到達路由選擇路由選擇各分組獨立選擇路由各分組獨立選擇路由建立虛電路時完成路由，所有分建立虛電路時完成路由，所有分組的路由相同組的路由相同整理ppt49ATM的基本概念nATM信元結構5字節(jié)5字節(jié)48字

37、節(jié)信源頭用戶數(shù)據(jù)53字節(jié)整理ppt50ATM的工作原理n信元交換、ATM端用戶、ATM交換機n物理鏈路、虛通路、虛通道物理鏈路虛通路虛通道整理ppt51用于多媒體傳輸?shù)奶撏ǖ烙糜诙嗝襟w傳輸?shù)奶撏ǖ佬旁谋韭曇粢曨l虛通路信元信元虛通道1虛通道2虛通道3整理ppt52交換方式比較交換方式比較n電路交換電路交換適用于實時信息和模擬信號傳送，適用于實時信息和模擬信號傳送，在線路帶寬比較低的情況下使用比較經(jīng)濟在線路帶寬比較低的情況下使用比較經(jīng)濟n報文交換報文交換適用于線路帶寬比較高的情況，可適用于線路帶寬比較高的情況，可靠靈活，但延遲大靠靈活，但延遲大n分組交換分組交換縮短了延遲，也能滿足一般的實時縮短

38、了延遲，也能滿足一般的實時信息傳送。在高帶寬的通信中更為經(jīng)濟、合信息傳送。在高帶寬的通信中更為經(jīng)濟、合理、可靠理、可靠整理ppt532.4 2.4 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)n有線介質(zhì)有線介質(zhì)n如：同軸電纜、雙絞線、光纖等如：同軸電纜、雙絞線、光纖等n特點：需布線，抗干擾性好特點：需布線，抗干擾性好n無線介質(zhì)無線介質(zhì) n使用電磁波或光波攜帶信息，如：微波、紅外使用電磁波或光波攜帶信息，如：微波、紅外線、無線電等線、無線電等n特點：無需布線，抗干擾性差特點：無需布線，抗干擾性差整理ppt54同軸電纜同軸電纜n由同心的內(nèi)導體、電絕緣體、屏蔽層、保護外套由同心的內(nèi)導體、電絕緣體、屏蔽層、保護外套組成。組成。

39、n分類分類粗纜（直徑為粗纜（直徑為厘米）厘米）細纜（直徑為細纜（直徑為厘米）厘米） 整理ppt55同軸電纜同軸電纜n同軸電纜按阻抗可分為同軸電纜按阻抗可分為n5050同軸電纜（基帶同軸電纜）同軸電纜（基帶同軸電纜）n傳輸數(shù)字信號，傳輸距離可達幾公里傳輸數(shù)字信號，傳輸距離可達幾公里n它可分為：細纜（它可分為：細纜（10Base210Base2）和粗纜）和粗纜 (10Base5(10Base5）n7575同軸電纜（寬帶同軸電纜）同軸電纜（寬帶同軸電纜）n即即CATVCATV電纜。頻帶可達電纜。頻帶可達500MHz500MHz，適于傳輸模擬信號，適于傳輸模擬信號，傳輸距離可達幾十公里傳輸距離可達幾十

40、公里n抗干擾性和價格介于雙絞線和光纖之間抗干擾性和價格介于雙絞線和光纖之間整理ppt56雙絞線雙絞線(a) Category 3 UTP(b) Category 3 UTPn雙絞線由兩根絞合成有規(guī)則的螺旋形圖樣的絕緣銅雙絞線由兩根絞合成有規(guī)則的螺旋形圖樣的絕緣銅線組成。線組成。 n非屏蔽雙絞線（非屏蔽雙絞線（UTP）：外皮為塑料，不具有屏蔽）：外皮為塑料，不具有屏蔽能力。能力。 n屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線(STP)：外皮為金屬，具有屏蔽能力。：外皮為金屬，具有屏蔽能力。 nLAN上常用上常用UTP，3類傳類傳10M，5類傳類傳10M/100M，RJ45頭頭以太網(wǎng)使用以太網(wǎng)使用nRJ11頭頭電話使用

41、電話使用整理ppt57雙絞線雙絞線n雙絞線的特點雙絞線的特點結構簡單，容易安裝，普通結構簡單，容易安裝，普通UTPUTP較便宜較便宜 有一定的傳輸速率有一定的傳輸速率 具有較高的容性阻抗，信號衰減較大，具有較高的容性阻抗，信號衰減較大，傳輸距離有限傳輸距離有限有輻射，容易被竊聽有輻射，容易被竊聽整理ppt58雙絞線雙絞線n雙絞線可用于傳輸模擬及數(shù)字信號，傳輸距離取雙絞線可用于傳輸模擬及數(shù)字信號，傳輸距離取決于具體采用的技術決于具體采用的技術n在模擬傳輸時很容易到達在模擬傳輸時很容易到達15km15km或更大的距離，或更大的距離，n數(shù)字傳輸時，對數(shù)字傳輸時，對100BaseT100BaseT點到

42、點最大距離為點到點最大距離為100m100mn當距離太長時當距離太長時n對模擬信號：每隔對模擬信號：每隔5-65-6公里需加公里需加放大器放大器，將衰減了的信，將衰減了的信號放大為合適數(shù)值號放大為合適數(shù)值n對數(shù)字信號：每隔對數(shù)字信號：每隔2-32-3公里需加公里需加轉發(fā)器轉發(fā)器，將失真了的數(shù)，將失真了的數(shù)字信號進行整形字信號進行整形整理ppt59墻墻上上插插座座配配線線架架可可擴擴展展的的接接線線板板連連接接插插頭頭雙絞線布線組件雙絞線布線組件整理ppt60光纖光纖n依靠光波承載信息依靠光波承載信息玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃內(nèi)芯玻璃內(nèi)芯整理ppt61高密度多芯光纜高密度多芯光纜剖面結構剖面結構光纖束光纖束加強芯加強芯外鞘外鞘外套外套加強芯加強芯光纖光纖芯芯封套封套整理ppt62光纖傳送模式（光纖傳送模式（MMFMMF、SMFSMF） 多模多模 （MMF） 輸入電信號輸入電信號輸出電信號輸出電信號單模單模 （SMF） 波長波長: 1