《計算機網(wǎng)絡》-數(shù)據(jù)傳輸

《計算機網(wǎng)絡》_數(shù)據(jù)傳輸?shù)谝豁摚?3頁。數(shù)據(jù)通信是兩個實體間數(shù)據(jù)的傳輸和交換。數(shù)據(jù)傳輸是將源站的數(shù)據(jù)編碼成信號，沿傳輸介質傳播至目的站。數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠焚|取決于被傳輸信號的品質和傳輸介質的特性。第二頁，共53頁。本章學習要點1.

數(shù)據(jù)通信模型及其關鍵成份2.

數(shù)據(jù)調制與編碼的概念及常用方法3.

數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸方式4.

多路復用技術及常用的數(shù)字信號分級5.

傳輸介質的特性6.

銅環(huán)接入技術（XDSL寬帶）第三頁，共53頁。數(shù)據(jù)通信模型簡單的通信模型第四頁，共53頁。模型中關鍵部分源：產(chǎn)生要發(fā)送的數(shù)據(jù)的設備。發(fā)送器：對信號進行轉換或編碼以產(chǎn)生能在特定傳輸系統(tǒng)中傳輸?shù)碾姶判盘?。傳輸系統(tǒng)：連接源和目的地的傳輸線或復雜的網(wǎng)絡。接收器：從傳輸系統(tǒng)接收信號并轉換成目的站設備能處理的信號。目的站:：從接收器輸入數(shù)據(jù)的設備。第五頁，共53頁。數(shù)據(jù)通信關鍵任務傳輸系統(tǒng)利用率接口同步交換管理差錯檢測和校正尋址和路由恢復報文格式安全網(wǎng)管第六頁，共53頁。數(shù)據(jù)率和頻帶的關系

頻譜：一個信號包含的頻率范圍絕對頻寬：一個信號的頻譜的寬度有效頻帶：信號的大部分能量集中的頻譜寬度信號數(shù)據(jù)率越高，所需有效頻帶越寬第七頁，共53頁。數(shù)據(jù)調制與編碼幾個術語：數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)是有意義的實體的量化形式，而信息涉及的是這些數(shù)據(jù)的內容和解釋。信號和信號發(fā)送:信號是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼，信號發(fā)送是指沿傳輸介質傳播信號的動作。傳輸:

指傳播和處理信號的數(shù)據(jù)通信。

第八頁，共53頁。模擬和數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬和數(shù)字信號

第九頁，共53頁。調制與編碼調制是載波信號的某些特性根據(jù)輸入信號而變化的過程編碼是將模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字數(shù)據(jù)變換成數(shù)字信號，以便通過數(shù)字通信介質傳輸出去

第十頁，共53頁。模擬數(shù)據(jù)的模擬信號調制幅度調制是一種載波的幅度會隨著原始模擬數(shù)據(jù)的幅度變化而變化的技術

頻率調制是一種高頻載波的頻率會隨著原始模擬信號的幅度變化而變化的技術

第十一頁，共53頁。幅度調制

第十二頁，共53頁。頻率調制

第十三頁，共53頁。數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號調制幅移鍵控(ＡＳＫ)是用載波頻率的兩個高低不同的振幅來表示兩個二進制值

頻移鍵控(ＦＳＫ)是用載波頻率附近的兩個不同頻率來表示兩個二進制值相移鍵控(ＰＳＫ)是利用載波信號的相位移動來表示數(shù)據(jù)

第十四頁，共53頁。數(shù)字數(shù)據(jù)的模擬信號調制

第十五頁，共53頁。數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼不歸零制編碼曼徹斯特編碼差動曼徹斯特編碼第十六頁，共53頁。數(shù)字信號的編碼

第十七頁，共53頁。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼脈沖代碼調制（PCM）是以采樣定理為基礎采樣定理：如在規(guī)則的時間間隔內，以高于兩倍最高有效信號頻率的速率對信號f（t）進行采樣，那么，這些采樣值包含了原始信號的全部信息

第十八頁，共53頁。脈沖代碼調制

第十九頁，共53頁。數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸方式串行傳輸與并行傳輸

異步傳輸和同步傳輸

第二十頁，共53頁。串行傳輸與并行傳輸單工半雙工全雙工第二十一頁，共53頁。數(shù)據(jù)流的方向

第二十二頁，共53頁。異步傳輸和同步傳輸異步傳輸：一次傳輸一個字符，用起始位引導，用停止位結束面向字符的同步傳輸：每個數(shù)據(jù)塊以一個或多個同步字符作為開始，以惟一的后文字符結束面向位的同步傳輸（HDLC、SDLC）：數(shù)據(jù)塊作為位流來處理第二十三頁，共53頁。異步傳輸和同步傳輸

第二十四頁，共53頁。傳輸介質傳輸介質特性常用的傳輸介質雙絞線同軸電纜光導纖維無線介質傳輸損耗外部損耗和內部損耗信噪比第二十五頁，共53頁。傳輸介質特性

物理描述:說明傳輸介質的特征。傳輸特性:包括是使用模擬信號發(fā)送還是數(shù)字信號發(fā)送，調制技術、傳輸容量及傳輸?shù)念l率范圍。連通性:點到點或者多點連接。地理范圍:網(wǎng)上各點間的最大距離，是在建筑物內、建筑物之間或擴展到整個城市?？垢蓴_性:防止噪音對傳輸數(shù)據(jù)影響的能力。相對價格:以元件、安裝和維護的價格為基礎。第二十六頁，共53頁。多路復用頻分多路復用

時分多路復用

統(tǒng)計時分多路復用波分復用第二十七頁，共53頁。多路復用

第二十八頁，共53頁。頻分多路復用傳輸介質的可用帶寬分隔成一個頻段適用于模擬信號數(shù)字數(shù)據(jù)首先經(jīng)調制解調器轉換成模擬信號第二十九頁，共53頁。時分多路復用傳輸介質的可用時間分成時隙適用于數(shù)字信號時分多路復用類型隔位掃描隔字符掃描數(shù)字信號分級第三十頁，共53頁。時分多路復用技術

第三十一頁，共53頁。T1多路復用器

第三十二頁，共53頁。統(tǒng)計時分多路復用TDM與STDM的比較第三十三頁，共53頁。統(tǒng)計時分多路復用

第三十四頁，共53頁。波分多路復用(WDM)不同波長的光載波信號在同一根光纖中傳輸波分多路復用光纖通信系統(tǒng)單向系統(tǒng)雙向系統(tǒng)復用器主要性能指標插入損耗串擾衰減光纖帶寬達2×1010——３×1010Hz第三十五頁，共53頁。銅環(huán)接入技術（XDSL）數(shù)字用戶線DSL提供用戶方便地用數(shù)字形式接入網(wǎng)絡所有的DSL系列統(tǒng)稱XDSLXDSL技術已標準化不對稱數(shù)字用戶線ADSL對稱的高速數(shù)字用戶線HDSL甚高速數(shù)字用戶線VDSL第三十六頁，共53頁。ADSL體系結構

第三十七頁，共53頁。ADSL“Lite”體系結構

第三十八頁，共53頁。HDSL體系結構第三十九頁，共53頁。寬帶接入技術寬帶接入是人們向往的一種接入Internet的方法，也是一些正蓬勃發(fā)展的接入技術。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡信息中心(CNNIC)于2008年1月17日在北京發(fā)布《第21次中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截止2007年12月31日，中國國內上網(wǎng)網(wǎng)民總人數(shù)達到2.1億人。其中使用xDSL、CableModem、專線等寬帶網(wǎng)民數(shù)達到1.63億人。第四十頁，共53頁。寬帶網(wǎng)接入的類型寬帶網(wǎng)及寬帶接入技術現(xiàn)在發(fā)展得很快，寬帶網(wǎng)劃分為很多類型：長城寬帶、藍波萬維推廣的小區(qū)局域網(wǎng)方案LAN；中國電信、中國網(wǎng)通、中國鐵通推廣的數(shù)字用戶線方案有ADSL、HDSL、SDSL、VDSL；廣播電視系統(tǒng)推廣采用的CableModem；中國網(wǎng)通推廣的無線寬帶接入方式LMDS。ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶線)——使用ADSL技術，通過一條電話線，以比普通MODEM快100倍的速度瀏覽互聯(lián)網(wǎng)，通過上網(wǎng)學習、娛樂、購物，享受到先進的數(shù)據(jù)服務；CableMODEM——利用有線電視的同軸電纜把家庭與Internet連起來。第四十一頁，共53頁。通過寬帶ADSL接入Internet對于光纖到戶（FTTH）接入網(wǎng)，近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術，其中俗稱為“個人寬帶流行風”的ADSL是最具前景及競爭力的一種。非對稱數(shù)字用戶線路ADSL是一種能夠通過普通電話線來提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務，進行高速網(wǎng)際網(wǎng)絡上網(wǎng)服務的調制/解調技術，也是目前極具發(fā)展前景的一種接入技術。ADSL的關鍵觀念在于其上行與下行的帶寬是不對稱的。事實上，從網(wǎng)絡服務提供者（ISP）到用戶（俗稱下載）的帶寬是比較高的，使用者接收的資料量遠比其送出的資料量多。

第四十二頁，共53頁。ADSL接入技術示意如下圖所示。ADSL方案的最大特點是不需要改造信號傳輸線路，完全可以利用普通銅質電話線作為傳輸介質，配上專用的MODEM即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸。它以比普通MODEM快100多倍的速度瀏覽互聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)進行學習、娛樂、購物，享受到先進的數(shù)據(jù)服務，如視頻會議、視頻點播、網(wǎng)上音樂等等。在ADSL接入方案中，每個用戶都有單獨的一條線路與ADSL局端相連，它的結構可以看作是星形結構，數(shù)據(jù)傳輸帶寬是由每一個用戶獨享的。第四十三頁，共53頁。ADSL的主要特點⑴具有很高的傳輸速率：ADSL在普通電話線上支持的上傳速率為640Kbps～1Mbps，下載速率為1Mbps～8Mbps，有效傳輸距離為3km～5km。⑵上網(wǎng)和打電話互不干擾：ADSL更為吸引人的地方是可以與普通電話共存于一條電話線上。在撥打電話的同時進行ADSL傳輸而又互不影響。數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換設備，這則意味著使用ADSL上網(wǎng)不需要交納電話費并且不需要撥號，一直在線，屬于專線上網(wǎng)方式。第四十四頁，共53頁。⑶安裝使用方便快捷：ADSL安裝由局端服務商將用戶原有的電話線接入ADSL局端設備，在用戶端只要將電話線接上濾波器，濾波器與ADSL和Modem之間用一條2芯電話線連上，ADSL和Modem與計算機網(wǎng)卡之間用一條雙絞線連接即可完成硬件安裝。再將TCP/IP協(xié)議中的IP、DNS和網(wǎng)關參數(shù)項設置好，便完成了安裝工作。ADSL的使用更加簡易，由于ADSL一直在線而不需要撥號，用戶只需接上電源便可。第四十五頁，共53頁。⑷提供多種先進服務：目前的ADSL線路已經(jīng)提供了Internet高速寬帶接入的服務，用戶只要訪問相應的站點便可免費享受多種寬帶的多媒體服務（例如網(wǎng)上游戲）。ADSL的個人用戶還具有一個靜態(tài)IP地址，ADSL的局域網(wǎng)用戶具有四個靜態(tài)IP地址，個人用戶可用來建立個人主頁，讓其他網(wǎng)友一睹自己的風采；局域網(wǎng)用戶可以在中國多媒體公眾信息網(wǎng)上架設自己的網(wǎng)站，提供WWW、FTP、E-mail等服務。隨著ADSL技術的進一步推廣應用，ADSL接入還可以提供點對點遠程醫(yī)療、遠程教學、遠程可視會議等服務。ADSL通過向終端用戶提供512kbps、1Mbps或2Mbps接入速率業(yè)務，效益高，覆蓋范圍大，安全性好，速率快，可滿足各類用戶的要求。第四十六頁，共53頁。ADSL對用戶的要求ADSL的技術是通過對電話線進行分頻，所以用戶必須已經(jīng)安裝了電話。電話線所接入的市話機房必須是ADSL節(jié)點，而且安裝ADSL的地點與電信局的ADSL節(jié)點之間的距離不得超過3～5公里，以上條件缺一不可。安裝ADSL的用戶電話線必須是直接連接的市話線路ADSL設備的安裝。第四十七頁，共53頁。ADSL的硬件安裝ADSL安裝包括局端的線路調整和用戶端的設備安裝。在局端方面，由服務商將用戶原有的電話線接入ADSL局端設備，只需2～3分鐘；用戶端的ADSL安裝也非常簡易方便，只要將電話線連上分離器，分離器與ADSLModem之間用一條兩芯電話線連上，再把ADSLModem與計算機的網(wǎng)卡之間用一條雙絞線（RJ45接頭）連通即可完成硬件安裝。ADSL的終端設備有分離器和ADSLModem兩部分。其中分離器起分頻作用，面板上有“ADSL接口”、“外線接口”和“電話接口”三個接口；ANT則起到數(shù)/模轉換的作用，面板上有Line、ATM和Ethernet三個接口。外線直接接入分離器的“外線接口”，“電話接口”可接普通電話機，用RJ11接線將“ADSL接口”連接ANT的Line口，然后再從Ethernet接口用RJ45連線（雙絞線）與計算機內的網(wǎng)卡相連。ATM接口用于連接ATM設備，暫時不需連接。第四十八頁，共53頁。ADSLModemADSLModem和目前電話撥號的Modem不同，ADSLModem使用的是10Baset的以太網(wǎng)接口，不是RS232的串行口或并行口。ADSLModem分為USB接口和LAN接口（RJ-45水晶夾）兩種形式，USB接口要裝驅動程序，LAN接口形式不需要裝驅動程序。第四十九頁，共53頁。ADSL提供的局域網(wǎng)接入方法將直接通過ADSL連上網(wǎng)的那臺主機設置成代理服務器，本地局域網(wǎng)上的客戶機就可以通過該代理服務器訪問外部信息資源，這種方法的好處是只需要申請一個賬號或一個IP地址，本地客戶機可采用保留IP地址；采用專線方式，為局域網(wǎng)上的每臺計算機向電話局申請1個IP地址，這種方法的好處是無須設置一臺專用的代理服務網(wǎng)關，缺陷是鑒于目前技術的局限，電話局只能提供最多16個IP地址給局域網(wǎng)；在ADSL后面接一個路由器，向電話局多申請一段IP地址給局域網(wǎng)的計算機，在電話局給該段地址設置路由之后即可上網(wǎng)，這種方法的好處是局域網(wǎng)計算機的數(shù)目不受限制，但是要多加一臺路