工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第2課

1、2011年05月03日 東北大學(xué)秦皇島分校第二章第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2011年05月03日 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)知識(shí)2011年05月03日拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 將網(wǎng)絡(luò)單元抽象為結(jié)點(diǎn)，通信線路抽將網(wǎng)絡(luò)單元抽象為結(jié)點(diǎn)，通信線路抽象為鏈路。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由一組結(jié)點(diǎn)和連象為鏈路。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由一組結(jié)點(diǎn)和連接結(jié)點(diǎn)的鏈路組成的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指計(jì)算機(jī)接結(jié)點(diǎn)的鏈路組成的，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的幾何形狀。網(wǎng)絡(luò)的幾何形狀。2011年05月03日 所有節(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總所有節(jié)點(diǎn)都連接到一條作為公共傳輸介質(zhì)的總線上線上 信息的傳輸以信息的傳輸以“共享介質(zhì)共享介質(zhì)”方式進(jìn)行方

2、式進(jìn)行2011年05月03日 一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效不影響其他節(jié)點(diǎn)的工作 節(jié)點(diǎn)的增刪不影響全網(wǎng)的運(yùn)行 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 接入靈活 擴(kuò)展容易 可靠性高2011年05月03日 特點(diǎn)：以共享介質(zhì)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與兩個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)相連 節(jié)點(diǎn)之間采用點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路 網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)閉合的環(huán) 環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著一個(gè)方向繞環(huán)逐站傳輸2011年05月03日 環(huán)中某一位置的斷開將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓2011年05月03日 特點(diǎn)特點(diǎn) 存在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)存在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn) 每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心節(jié)點(diǎn)連接每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路與中心節(jié)點(diǎn)連接 所有通信都通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行所有通信都通過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 交換局域網(wǎng)是一種典型的星型

3、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交換局域網(wǎng)是一種典型的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2011年05月03日工作站工作站工作站工作站工作站工作站2011年05月03日2011年05月03日 物理拓?fù)渲妇W(wǎng)絡(luò)的幾何形狀，即通常意義上的拓物理拓?fù)渲妇W(wǎng)絡(luò)的幾何形狀，即通常意義上的拓?fù)?；而邏輯拓?fù)洌ㄟ壿嬁偩€、邏輯環(huán)）則指信息在通撲；而邏輯拓?fù)洌ㄟ壿嬁偩€、邏輯環(huán)）則指信息在通信介質(zhì)中傳輸?shù)臋C(jī)制。信介質(zhì)中傳輸?shù)臋C(jī)制。 對(duì)特定網(wǎng)絡(luò)而言，其邏輯拓?fù)渑c物理拓?fù)洳灰欢▽?duì)特定網(wǎng)絡(luò)而言，其邏輯拓?fù)渑c物理拓?fù)洳灰欢ㄏ嗤?。相同。返回返? 2 34 5 67 8 910 11 12AB12x6x8x2x9x3x10 x4x11x5x7x1xEthernetA12x6

4、x8x2x9x3x10 x4x11x5x7x1xC2011年05月03日 為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(network protocol)，簡(jiǎn)稱為協(xié)議。語言語言語言語言2011年05月03日 語法 數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)或格式 。 語義 需要發(fā)出何種控制信息，完成何種動(dòng)作以及做出何種響應(yīng)。 同步 事件實(shí)現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。2011年05月03日2011年05月03日 層次劃分的目的 將網(wǎng)絡(luò)這個(gè)龐大的、復(fù)雜的問題劃分成若干較小的、簡(jiǎn)單的問題 層次劃分的原則 層內(nèi)功能內(nèi)聚 層間耦合松散2011年05月03日 層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性 各層之間相互獨(dú)立 靈活性好 每層都可以采用最合適

5、的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù) 有利于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層 PDU2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層 PDU 再傳送到運(yùn)輸層加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為 IP 數(shù)據(jù)報(bào)（或分組）2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2IP 數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀20

6、11年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體2011年05月03日 應(yīng)用層(application layer) 5432154321物理傳輸媒體計(jì)算機(jī) 1AP2AP1電信號(hào)（或光信號(hào)）在物理媒體中傳播從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層計(jì)算機(jī) 22011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2物理層接收到比特流，上交給數(shù)據(jù)鏈路層2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊咳〕鰯?shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層2011年05月03日5432

7、154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給運(yùn)輸層2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2運(yùn)輸層剝?nèi)ナ撞?，取出?shù)據(jù)部分上交給應(yīng)用層2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)ナ撞浚〕鰬?yīng)用程序數(shù)據(jù)上交給應(yīng)用進(jìn)程2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110

8、101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運(yùn)輸層首部H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部2011年05月03日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 210100110100101 比 特 流 110101110101計(jì)算機(jī) 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)2011年05月03日H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層

9、H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)2011年05月03日H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層2011年05月03日H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層2011年05月03日應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層 PDU 首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程2011年05月0

10、3日5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2我收到了 AP1 發(fā)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！2011年05月03日 實(shí)體(entity) 表示任何可發(fā)送或接收信息的硬件或軟件進(jìn)程。 協(xié)議是控制兩個(gè)對(duì)等實(shí)體進(jìn)行通信的規(guī)則的集合。 在協(xié)議的控制下，兩個(gè)對(duì)等實(shí)體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務(wù)。 要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議，還需要使用下層所提供的服務(wù)。 2011年05月03日 本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議。 下面的協(xié)議對(duì)上面的服務(wù)用戶是透明的。 協(xié)議是“水平的”，即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則。 服務(wù)是“垂直的”，即服務(wù)是由下層向上層通過層間接口提供的。 同一系統(tǒng)相鄰兩層的實(shí)體進(jìn)行交

11、互的地方，稱為服務(wù)訪問點(diǎn) SAP (Service Access Point)。 2011年05月03日協(xié) 議交換原語交換原語服 務(wù) 用 戶提 供 服 務(wù)服 務(wù) 提 供 者第 n 層第 n + 1 層服 務(wù) 用 戶SAPSAP2011年05月03日 面向連接服務(wù)(connection-oriented) 面向連接服務(wù)具有連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放這三個(gè)階段。 無連接服務(wù)(connectionless) 兩個(gè)實(shí)體之間的通信不需要先建立好連接。 是一種不可靠的服務(wù)。這種服務(wù)常被描述為“盡最大努力交付”(best effort delivery)或“盡力而為”。 2011年05月03日2011年0

12、5月03日 信件內(nèi)容信件內(nèi)容：n 收收/發(fā)信件人發(fā)信件人n 信件內(nèi)容信件內(nèi)容信封內(nèi)容信封內(nèi)容：n收收/發(fā)信人的地址發(fā)信人的地址n郵票郵票n信件內(nèi)容包在里面信件內(nèi)容包在里面n書寫格式嚴(yán)格書寫格式嚴(yán)格 信箱信箱：n 保存信封保存信封n 地地址址并并標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)運(yùn)送信件運(yùn)送信件：物物 理理層層數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 鏈鏈 路路 層層應(yīng)應(yīng)用用層層 網(wǎng)絡(luò)管理網(wǎng)絡(luò)管理傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)管管理理127省略省略36層層2011年05月03日應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層主機(jī)A主機(jī)B路由器網(wǎng)絡(luò) 2網(wǎng)絡(luò) 1應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)際層主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層網(wǎng)絡(luò)接口層43212011年05月03日應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層表示層會(huì)話層數(shù)據(jù)鏈路層物

13、理層7654321OSI 的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)際層 IP (各種應(yīng)用層協(xié)議如TELNET, FTP, SMTP 等)運(yùn)輸層(TCP 或 UDP)TCP/IP 的體系結(jié)構(gòu)無連接分組交付服務(wù)運(yùn)輸服務(wù) (可靠或不可靠)各種應(yīng)用服務(wù)TCP/IP 的三個(gè)服務(wù)層次2011年05月03日 傳輸介質(zhì) 傳輸信號(hào)經(jīng)過的各種物理環(huán)境 物理上將計(jì)算機(jī)相互連接起來的介質(zhì) 傳輸介質(zhì)的種類 同軸電纜 非屏蔽雙絞線UTP 屏蔽雙絞線STP 光纜2011年05月03日2011年05月03日 連接形式 支持點(diǎn)-點(diǎn)連接和多點(diǎn)連接 連接距離 基帶同軸電纜最大傳輸距離限制在幾公里范圍內(nèi) 寬帶同軸電纜最大距離可達(dá)幾十公里基帶同軸

14、電纜 抗干擾性 具有較強(qiáng)的抗干擾能力 價(jià)格 居中2011年05月03日2011年05月03日2011年05月03日 優(yōu)點(diǎn) 傳輸距離較遠(yuǎn)，覆蓋的地域范圍較大 技術(shù)非常成熟 缺點(diǎn) 電纜硬，折曲困難，重量重 局域網(wǎng)常用同軸電纜 粗同軸電纜：特征阻抗50 ，直徑1cm 細(xì)同軸電纜：特征阻抗50，直徑0.5cm。 同軸電纜不適合用于樓宇內(nèi)的結(jié)構(gòu)化布線2011年05月03日一對(duì)線作為一條通信線路使用：差分信號(hào)傳輸，增強(qiáng)抗干擾能力雙絞線對(duì)采用規(guī)則螺旋結(jié)構(gòu)排列：使各線對(duì)之間的電磁干擾最小連接形式：通常用于點(diǎn)-點(diǎn)連接連接距離：與速率成反比，即傳輸速率越高，傳輸距離越短。局域網(wǎng)中的典型線段距離為100米抗干擾性：

15、取決于單位長(zhǎng)度內(nèi)扭曲個(gè)數(shù)及適當(dāng)?shù)钠帘?。低頻傳輸時(shí)與同軸電纜相當(dāng)，10100KHz時(shí)低于同軸電纜價(jià)格：低2011年05月03日2011年05月03日 優(yōu)點(diǎn) 尺寸小、重量輕、容易彎曲 價(jià)格便宜 容易安裝和維護(hù) RJ-45連接器牢固、可靠 缺點(diǎn) 抗干擾能力較弱 傳輸距離比較短 UTP分為：3類線、4類線、5類線和超5類線 UTP非常適合于樓宇內(nèi)部的結(jié)構(gòu)化布線2011年05月03日 UTP 3 帶寬為16MHz 適用于語音及10Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸 UTP 4 帶寬為20MHz 適用于語音及16Mbps以下的數(shù)據(jù)傳輸 UTP 5 帶寬為100MHz 適用于語音及100Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸，也可以支

16、持155Mbps的ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸傳輸2011年05月03日 優(yōu)點(diǎn) 傳輸質(zhì)量較高 電纜尺寸和重量與UTP相當(dāng) 缺點(diǎn) 安裝不合適有可能引入外界干擾2011年05月03日 DB9連接器與DC連接器2011年05月03日 連接形式 通常用于點(diǎn)-點(diǎn)連接，有時(shí)也用于多點(diǎn)連接 連接距離 光纖的傳輸損耗很小，可以支持長(zhǎng)距離傳輸 多模光纖的最大傳輸距離通常為2公里 單模光纖的最大傳輸距離可達(dá)幾十、乃至上百公里 距離與所用的光源（LD）、光纖芯直徑（?。⒐獠úㄩL(zhǎng)（長(zhǎng)）有密切關(guān)系 抗干擾性 光信號(hào)不受電磁干擾，具有很強(qiáng)的抗干擾能力 價(jià)格：高2011年05月03日2011年05月03日2011年05月03日2011

17、年05月03日 物理層是指在物理媒體之上為數(shù)據(jù)鏈路層提供一個(gè)原始比特流的物理連接。 物理層的傳輸單位為比特。2011年05月03日 物理層規(guī)定了用于建立、保持和斷開物理連接的機(jī)械、電氣、功能和規(guī)程條件。如信號(hào)電平標(biāo)準(zhǔn)等。 典型的有EIA-232、EIA-485。2011年05月03日 DB25連接器 DB9連接器連接器2011年05月03日 EIA-232-D電氣特性采用負(fù)邏輯。 515V，表示邏輯“1”； 515V，表示邏輯“0”。 2011年05月03日傳輸系統(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)源點(diǎn)終點(diǎn)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)

18、模擬信號(hào) 正文正文數(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)2011年05月03日 各種字母、數(shù)字符號(hào)的組合、語音、圖形、圖各種字母、數(shù)字符號(hào)的組合、語音、圖形、圖像等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)。像等統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)。 信號(hào)是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼。信號(hào)是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼。 信息（信息（Information）是對(duì)數(shù)據(jù)（）是對(duì)數(shù)據(jù)（Data）的解釋，）的解釋，數(shù)據(jù)是信息的載體，信號(hào)（數(shù)據(jù)是信息的載體，信號(hào)（Signal）是數(shù)據(jù)的）是數(shù)據(jù)的電子編碼。電子編碼。2011年05月03日2011年05月03日 通過各種傳輸介質(zhì)將信息從一個(gè)地點(diǎn)、一個(gè)人或一臺(tái)設(shè)備傳送到另一個(gè)地點(diǎn)、另一個(gè)人或設(shè)備的過程。 通信的目的是

19、交換信息。2011年05月03日 數(shù)據(jù)通信是兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間借助某種傳數(shù)據(jù)通信是兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間借助某種傳輸介質(zhì)以二進(jìn)制代碼形式進(jìn)行信息交換輸介質(zhì)以二進(jìn)制代碼形式進(jìn)行信息交換的過程。的過程。 數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號(hào)數(shù)據(jù)通信技術(shù)主要涉及通信協(xié)議、信號(hào)編碼、同步等問題。編碼、同步等問題。2011年05月03日 工業(yè)數(shù)據(jù)是指與生產(chǎn)過程密切相關(guān)的數(shù)值、狀態(tài)、指令等的表達(dá)。 通過計(jì)算機(jī)、PLC和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制設(shè)備之間的工業(yè)數(shù)據(jù)通信來實(shí)現(xiàn)測(cè)量、控制、監(jiān)視、操作等功能。2011年05月03日控制器 變頻器傳感器數(shù)據(jù)采集ALLEN-BRADLEY789456123.0- F1F6F2F7F3F8F4F9

20、F5F10P Pa an ne el lV Vi ie ew w 5 55 50 0v監(jiān)視界面模擬量I/O變頻器變頻器2011年05月03日 通信系統(tǒng)中以何種物理信號(hào)的形式來表達(dá)數(shù)據(jù)。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào) 編碼 模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼2011年05月03日 將二進(jìn)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)使用兩個(gè)電平來表示，形成矩形脈沖信號(hào)。 分為不歸零碼、歸零碼、差分碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼。2011年05月03日 全寬單極性碼：全寬單極碼以高電平（或者有電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以低電平（或者沒有電流）表示數(shù)據(jù)“0”。CAN總線和DeviceNet采用這種方式。2011年05月03日 優(yōu)點(diǎn)：

21、（1）便于逐位仲裁。 缺點(diǎn)：（1）積累直流分量；（2）各位之間的界限不易確定。2011年05月03日 全寬雙極性碼：全寬雙極碼以正電平（或者正向電流）表示數(shù)據(jù)“1”，以負(fù)電平（或者反向電流）表示數(shù)據(jù)“0”。2011年05月03日 優(yōu)點(diǎn)：（1）積累直流分量。 缺點(diǎn)：（1）各位之間的界限不易確定。2011年05月03日 不歸零碼都是在一個(gè)碼元的全部時(shí)間內(nèi)發(fā)出信號(hào)電平。如果兩個(gè)碼元數(shù)據(jù)相同（例如都是1），則電平保持不變。 而這種情況下要求區(qū)分每個(gè)碼元的電平就要求區(qū)分每個(gè)碼元的電平就必須對(duì)每個(gè)碼元的占用時(shí)間做精確確定。必須對(duì)每個(gè)碼元的占用時(shí)間做精確確定。2011年05月03日 歸零碼編碼方式中，信號(hào)電

22、平在一個(gè)碼元之內(nèi)都要恢復(fù)到零。 可以很方便地確定每個(gè)碼元的界限和信號(hào)電平。2011年05月03日單極性歸零碼：2011年05月03日雙極性歸零碼：2011年05月03日 每位的中間有一跳變，位中間的跳變既做時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)。 從高到低跳變表示“1”，從低到高跳變表示“0”。 跳變既作為數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)志，也是時(shí)鐘信號(hào)的標(biāo)志。2011年05月03日 它的每一位中間的跳變僅用來提供時(shí)鐘信息； 二進(jìn)制數(shù)據(jù)的取值由每一位開始的邊界是否存在跳變而定； 每一位的開始邊界有變化代表邏輯“0”，無變化代表邏輯“1”。2011年05月03日2011年05月03日 采用模擬信號(hào)來表達(dá)數(shù)據(jù)的0，1狀態(tài)，用于調(diào)制后進(jìn)

23、行載波傳輸； 通過改變信號(hào)的幅度、頻率、相位來改變模擬數(shù)據(jù)編碼。2011年05月03日 將一個(gè)模擬物理量（如電流、電壓、溫度、長(zhǎng)度等等）轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)的方式。 典型方法是脈沖編碼調(diào)制法（PCM，Pulse Code Modulation）。2011年05月03日 脈沖編碼調(diào)制是以采樣定理為基礎(chǔ)，對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行周期性采樣，利用大于等于有效信號(hào)最高頻率的倍的采樣頻率，從這些采樣中重新構(gòu)造出原始信號(hào)。 2011年05月03日 采樣，以采樣頻率Fs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； 編碼，將離散值變成一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼。 2011年05月03日采樣量化編碼2

24、011年05月03日 并行傳輸 串行傳輸2011年05月03日 將數(shù)據(jù)以成組的方式在兩條以上的并行通道上同時(shí)傳輸； 可以同時(shí)傳輸一組數(shù)據(jù)位，每個(gè)數(shù)據(jù)位使用單獨(dú)一條導(dǎo)線。2011年05月03日 串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)一位一位在通信線上傳輸。 發(fā)送端將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并-串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸介質(zhì)到達(dá)接收端，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式。 2011年05月03日 串行傳輸速度要比并行傳輸慢得多，但易于實(shí)現(xiàn)，適合遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信?，F(xiàn)場(chǎng)總線均采用串行通信的方式。 并行傳輸速度快，且無需變換，但它需要的傳輸通道多，主要用于近距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。

25、2011年05月03日 畫出010011的所對(duì)應(yīng)的不歸零碼、歸零碼、曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。 （設(shè)初始為低電平） 2011年05月03日 同步：接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每個(gè)位的重復(fù)頻率和起止時(shí)間來接收數(shù)據(jù)。 位同步和群同步2011年05月03日2011年05月03日 使接收端對(duì)每一位數(shù)據(jù)都要和發(fā)送端保持準(zhǔn)確同步。 外同步和自同步法2011年05月03日 在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送端先向接收端發(fā)出一串同步時(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。2011年05月03日 自同步法是能從數(shù)據(jù)信號(hào)波形中提取同步信號(hào)的方法。 典型例子就是著名的曼徹斯特編碼，每一位的中間有一跳變

26、，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)。 2011年05月03日 所有設(shè)備都使用同一時(shí)鐘。 多用于電路板元件之間的數(shù)據(jù)傳輸，適合高速傳輸?shù)囊蟆?011年05月03日 又稱起止同步，異步。 靠起始和停止位來實(shí)現(xiàn)字符定界及字符內(nèi)比特同步的。 在起始位和停止位間，形成一個(gè)需傳送的字符。 起始位指示字符的開始，并啟動(dòng)接收端對(duì)字符中比特的同步；而停止位標(biāo)志該字符傳輸結(jié)束。 2011年05月03日 每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)都有自己的時(shí)鐘信號(hào)； 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，頻率的漂移不會(huì)積累，對(duì)收發(fā)器要求較低； PC機(jī)的232串口通信方式。2011年05月03日 單工通信 半雙工通信 全雙工通信2011年05月03日 單工數(shù)據(jù)傳輸只

27、支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸 ，而不進(jìn)行與此相反方向的傳送。2011年05月03日 半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，在某一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸。 2011年05月03日 全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。 2011年05月03日 基帶傳輸 載波傳輸 寬帶傳輸2011年05月03日 不采用任何調(diào)制措施。 傳輸速率為010MHz，距離在25km內(nèi)。2011年05月03日 又稱頻帶傳輸，將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后形成的模擬信號(hào)送到線路上進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健?在發(fā)送端和接收端都要設(shè)置調(diào)制解調(diào)器。 適合于長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸，如電話網(wǎng)。201

28、1年05月03日 將多路基帶信號(hào)、音頻信號(hào)和視頻信號(hào)的頻譜分別移到一個(gè)物理信道的不同頻段進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健?數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)0400Mbps。 寬帶網(wǎng)可劃分為多條基帶信道。2011年05月03日 鏈路(link)是一條無源的點(diǎn)到點(diǎn)的物理線路段，中間沒有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)。 一條鏈路只是一條通路的一個(gè)組成部分。 數(shù)據(jù)鏈路(data link) 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制這些數(shù)據(jù)的傳輸。若把實(shí)現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。2011年05月03日 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的建立、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)鏈路的釋放，以及信息幀發(fā)送過程中的流量控制與差錯(cuò)控制功能，保證信息幀在數(shù)據(jù)鏈路上的正確傳

29、輸。2011年05月03日 成幀：把比特流分成離散的幀。 流量控制：限制發(fā)送方所發(fā)出的數(shù)據(jù)流量，使發(fā)送速率不能超過接收方能處理的速率。 差錯(cuò)控制：保證接收到的信息幀正確。2011年05月03日2011年05月03日物理鏈路與數(shù)據(jù)鏈路的區(qū)別2011年05月03日2011年05月03日2011年05月03日2011年05月03日傳輸出錯(cuò)的原因是數(shù)據(jù)中的一位或幾位因噪聲干擾而出錯(cuò)。2011年05月03日 糾錯(cuò)碼：利用附加的信息在接收端能夠檢測(cè)和校正一定位數(shù)的差錯(cuò)。如海明碼。 檢錯(cuò)碼：利用附加的信息在接收端能夠檢測(cè)出所有的或者是絕大部分的差錯(cuò)。如奇偶校驗(yàn)碼和CRC校驗(yàn)碼。 2011年05月03日 發(fā)送方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先要將數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定是奇或偶，并將統(tǒng)計(jì)的結(jié)果連同數(shù)據(jù)一同發(fā)送給接收方。接收方對(duì)收到的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)其中的“1”的個(gè)數(shù)以確定奇偶。 檢驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，但檢錯(cuò)能力差，一般只用于通信要求較低的場(chǎng)合。2011年05月03日 在發(fā)送端產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端也按照同樣的方法產(chǎn)生循環(huán)冗余碼