第2章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)

第2章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠連接世界，把分布在地球上的各個(gè)信息點(diǎn)連成一片，使它們能夠隨時(shí)互通信息和交換數(shù)據(jù)。在我們的日常生活中，我們已經(jīng)深刻體會(huì)到了因特網(wǎng)的普及給我們帶來(lái)的方便，但是網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)是怎樣傳輸?shù)哪兀颗c我們平常使用的手機(jī)中的數(shù)據(jù)傳輸是一回事嗎？要了解這些知識(shí)，我們需要對(duì)數(shù)據(jù)通信的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。引子【知識(shí)目標(biāo)】1.學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)通信的基本概念和主要技術(shù)指標(biāo)。2.學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)編碼的基本方法。3.學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)傳輸方式和數(shù)據(jù)交換技術(shù)的基本原理。【技能目標(biāo)】1.掌握數(shù)據(jù)傳輸速率、信號(hào)傳輸速率和誤碼率的計(jì)算。2.能夠理解數(shù)據(jù)通信的相關(guān)技術(shù)?！舅仞B(yǎng)目標(biāo)】1.培養(yǎng)探究科學(xué)規(guī)律的精神。2.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和分析問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)2.1數(shù)據(jù)通信的基本概念2.1.1信息、數(shù)據(jù)與信號(hào)信息：是指事物發(fā)出的消息、指令、數(shù)據(jù)、符號(hào)等所包含的內(nèi)容。信息的載體可以是數(shù)字、文字、語(yǔ)音、圖形、以及圖像，計(jì)算機(jī)中的信息一般是字母、數(shù)字、語(yǔ)音、圖形或圖像的組合。

數(shù)據(jù)：信息的二進(jìn)制代碼表示，稱(chēng)為數(shù)據(jù)。

信號(hào)：是數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的電信號(hào)表示形式。

模擬信號(hào)：時(shí)間上連續(xù)，包含無(wú)窮多個(gè)值。

數(shù)字信號(hào)：時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的預(yù)定值。模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)2.1.2數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型與通信方式

1.通信方式—按使用的信道數(shù)(1)串行通信串行通信是指用一條數(shù)據(jù)線傳送比特流，一次只傳送一個(gè)比特。(2)并行通信并行通信是指同時(shí)有多條數(shù)據(jù)通道，可同時(shí)傳送多個(gè)比特。串行通信和并行通信2.1.2數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型與通信方式

2.通信方式—按數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向?單工：數(shù)據(jù)單向傳輸（無(wú)線電廣播）?半雙工：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但不能在同一時(shí)刻雙向傳輸（對(duì)講機(jī)）?全雙工：數(shù)據(jù)可同時(shí)雙向傳輸（電話(huà)）。兩個(gè)方向的信號(hào)共享鏈路帶寬：鏈路具有兩條物理上獨(dú)立的傳輸線路，或?qū)捯环譃槎謩e用于不同方向的信號(hào)傳輸單工、半雙工、全雙工通信2.1.3數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo)1.數(shù)據(jù)傳輸速率

指每秒能傳送的二進(jìn)制信息位數(shù)，也叫比特率。單位：位/每秒，記作bps或bit/s。2.信號(hào)傳輸速率

單位時(shí)間里通過(guò)信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù)，也叫波特率。單位：波特，記作Baud。比特率和波特率的關(guān)系：Rbit=Rbaud*log2N

(其中N是信號(hào)的編碼級(jí)數(shù))3.信道容量

指1個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。單位：位/每秒。4.誤碼率

指二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率，是衡量信道傳輸可靠性的指標(biāo)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于10－6

。

P=錯(cuò)誤的位數(shù)/傳輸?shù)目偽粩?shù)2.2數(shù)據(jù)編碼技術(shù)2.2.1

數(shù)據(jù)編碼類(lèi)型1.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼技術(shù)。2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)。（非歸0編碼、曼徹斯特編碼、差分曼徹斯特編碼）3.模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼技術(shù)。2.2.2數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼三種常用的調(diào)制技術(shù)：

1）振幅鍵控ASK(AmplitudeShiftKeying)，調(diào)幅

2）移頻鍵控FSK(FrequencyShiftKeying)，調(diào)頻

3）移相鍵控PSK(PhaseShiftKeying)，調(diào)相

基本原理：用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。2.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼1.非歸零碼(NRZ，Non-ReturntoZero)

二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來(lái)表示。

如：用低電平表示0，高電平表示1。

缺點(diǎn)：當(dāng)0和1個(gè)數(shù)不相等時(shí)，存在直流分量；不具備自同步機(jī)制，必須使用外同步。2.曼徹斯特編碼(Manchestercode)

用電壓的變化表示0和1。

規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：低→高的跳變——0，高→低的跳變——1

每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來(lái)作為同步信號(hào)，使接收端的時(shí)鐘與發(fā)送設(shè)備的時(shí)鐘保持一致。

曼徹斯特編碼也稱(chēng)為自同步碼（Self-SynchronizingCode）。它具有自同步機(jī)制，無(wú)需外同步信號(hào)。缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬（即信號(hào)速率是數(shù)據(jù)速率的2倍）。2.2.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼3.差分曼徹斯特編碼(DifferentialManchestercode)與曼徹斯特編碼相同的是，在每個(gè)碼元的中間，信號(hào)都會(huì)發(fā)生跳變，作同步之用；不同之處在于：用在碼元開(kāi)始處有無(wú)跳變來(lái)表示0和1：

碼元開(kāi)始處有跳變——0

碼元開(kāi)始處無(wú)跳變——1數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的三種編碼波形2.2.4模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼奈奎斯特定理（采樣定理）：如果連續(xù)變化的模擬信號(hào)最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對(duì)其采樣，則采樣得到的離散信號(hào)序列就能完整地恢復(fù)出原始信號(hào)。語(yǔ)音信號(hào)要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。需要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：

1）采樣——按一定間隔對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣每隔一定時(shí)間從連續(xù)變化的話(huà)音模擬信號(hào)中取出一個(gè)瞬時(shí)值，從而得到一系列電平幅度不同的脈沖信號(hào)，即脈幅調(diào)制(PAM)信號(hào).2）量化——對(duì)每個(gè)樣本舍入到量化級(jí)別上

3）編碼——對(duì)每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼2.3數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)2.3.1傳輸方式1.基帶傳輸

人們把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)固有的頻帶稱(chēng)為基帶，相應(yīng)的矩形脈沖信號(hào)稱(chēng)為基帶信號(hào)。

基帶傳輸技術(shù)是指在數(shù)字信道上，直接傳送基帶信號(hào)的方法，它是最基本的數(shù)據(jù)傳輸方式。大多數(shù)局域網(wǎng)都使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)。2.頻帶傳輸利用模擬信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的方法稱(chēng)為頻帶傳輸。

它需要調(diào)制成模擬信號(hào)后再傳送，接收方需要解調(diào)。帶傳輸中，調(diào)制解調(diào)器是最典型的通信設(shè)備。例如：通過(guò)電話(huà)模擬信道傳輸2.3.1傳輸方式3.寬帶傳輸

寬帶指比音頻帶寬更寬的頻帶，指?jìng)鬏斀橘|(zhì)的頻帶寬度較寬的信息傳輸，它可同時(shí)傳播多路信號(hào)，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。4.調(diào)制解調(diào)器的基本工作原理

（1）調(diào)制解調(diào)器的工作原理

通過(guò)調(diào)幅、調(diào)頻等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。（2）全雙工通信的工作原理

使用帶通濾波器將雙方的發(fā)送與接收通道分開(kāi)，達(dá)到全雙工通信的目的。

調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)全雙工通信的工作原理2.3.2同步技術(shù)

所謂同步，就是要求通信的接收端要按照發(fā)送端所發(fā)送的每比特的重復(fù)頻率以及起止時(shí)間來(lái)接收數(shù)據(jù)，即收發(fā)雙方在時(shí)間基準(zhǔn)上保持一致。

數(shù)據(jù)通信的同步包括：位同步、字符同步。

1.位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步。（1）外同步法：發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，另外發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用它來(lái)校準(zhǔn)自己的時(shí)鐘脈沖頻率。（2）內(nèi)同步法：通過(guò)特殊編碼（如曼徹斯特編碼），這些數(shù)據(jù)編碼信號(hào)本身包含了同步脈沖，接收方提取同步信號(hào)來(lái)鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。

2.字符同步：保證收發(fā)雙方正確傳輸字符。（1）同步式：由同步控制字符領(lǐng)先，以組為單位連續(xù)傳送。（2）異步式：每個(gè)字符獨(dú)立傳送，各字符間的時(shí)間間隔可以任意。需添加冗余位以確認(rèn)字符的開(kāi)始和結(jié)束。2.3.3多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用技術(shù)指在一條物理線路上建立多條通信信道的技術(shù)。發(fā)送方通過(guò)復(fù)用器將多個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)匯集，經(jīng)一條物理線路傳送到接收設(shè)備，接收設(shè)備再通過(guò)分用器將數(shù)據(jù)分離成單獨(dú)的數(shù)據(jù)，分發(fā)給接收方的多個(gè)用戶(hù)。多路復(fù)用的基本原理2.3.3多路復(fù)用技術(shù)多路復(fù)用一般可以分為以下3種基本形式。（1）頻分復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）。（2）波分復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）。（3）時(shí)分復(fù)用（TimedivisionMultiplexing，TDM）。2.3.3多路復(fù)用技術(shù)1.頻分多路復(fù)用(FrequencyDivisionMultiplexing)原理：整個(gè)傳輸頻帶被劃分為若干個(gè)頻率通道，每個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)頻率通道。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶，適用于模擬信號(hào)傳輸。頻分多路復(fù)用的特點(diǎn)是：每個(gè)用戶(hù)終端的數(shù)據(jù)通過(guò)專(zhuān)門(mén)分配給它的子信道傳輸，在用戶(hù)沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，別的用戶(hù)也不能使用。頻分多路復(fù)用的基本工作原理2.3.3多路復(fù)用技術(shù)2.波分多路復(fù)用(WaveDivisionMultiplexing)原理：整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍進(jìn)行傳輸。波分多路復(fù)用的基本原理2.3.3多路復(fù)用技術(shù)3.時(shí)分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing)(1)工作原理：

以信道傳輸時(shí)間作為分割對(duì)象，把時(shí)間分割成小的時(shí)間片，通過(guò)為多個(gè)用戶(hù)分配不同的時(shí)間片的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。適合于數(shù)字信號(hào)的傳輸。

T1載波：復(fù)用24路信號(hào)，速率1.544Mbps（北美標(biāo)準(zhǔn)）

E1載波：復(fù)用30路信號(hào)，速率2.048Mbps（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）(2)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)的分類(lèi)：

同步時(shí)分多路復(fù)用（STDM）將時(shí)間片固定分配給各個(gè)信道，不考慮信道是否有數(shù)據(jù)發(fā)送，這要求收發(fā)雙方必須同步，當(dāng)某用戶(hù)無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，其他用戶(hù)也不能占用其時(shí)間片，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。2.3.3多路復(fù)用技術(shù)

統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用（ATDM）－也叫異步時(shí)分多路復(fù)用

根據(jù)用戶(hù)對(duì)時(shí)間片的需要來(lái)分配時(shí)間片，沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩?hù)不分配時(shí)間片，同時(shí)，對(duì)每一個(gè)時(shí)間片加上用戶(hù)標(biāo)識(shí)，以區(qū)別該時(shí)間片屬于哪一個(gè)用戶(hù)。提高了通信線路利用率。該技術(shù)為異步傳輸模式ATM的研究奠定了理論基礎(chǔ)。時(shí)分多路復(fù)用的基本工作原理2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)2.4數(shù)據(jù)交換技術(shù)

為降低通信線路造價(jià)，大型網(wǎng)絡(luò)主要采用部分連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),兩個(gè)端節(jié)點(diǎn)之間的通信連接一般都要通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接，中間節(jié)點(diǎn)要在它所連接幾條線路中選擇一條進(jìn)行接續(xù),就像電話(huà)交換機(jī)為通話(huà)雙方接續(xù)線路一樣，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為交換。

實(shí)現(xiàn)交換的方法主要有：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。報(bào)文交換和分組交換均采用的是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。

2.4.1電路交換1）原理:（與電話(huà)交換方式類(lèi)似）交換數(shù)據(jù)前，先建立實(shí)際的物理線路連接。2）通信過(guò)程：

線路建立階段－－數(shù)據(jù)傳輸階段－－線路釋放階段3）特點(diǎn)：

建立連接的時(shí)間長(zhǎng)，建立連接后，傳輸延遲小，

連接獨(dú)占線路，線路利用率低，

無(wú)差錯(cuò)控制能力。電路交換方式的工作原理2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換1.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換的概念和特點(diǎn)在交換過(guò)程中，交換設(shè)備將接收到的數(shù)據(jù)單元先存儲(chǔ)，待信道空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)出去，一級(jí)一級(jí)中轉(zhuǎn)，直到目的地。這種數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)稱(chēng)為存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)?？梢詫?shí)現(xiàn)信道的資源共享，提高線路利用率；有路選功能，可以均衡流量；有差錯(cuò)控制功能，可以提高系統(tǒng)可靠性；可以實(shí)現(xiàn)不同通信速率線路之間的數(shù)據(jù)傳送。因此，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。2.存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的分類(lèi)(1)報(bào)文交換將待傳數(shù)據(jù)作為一個(gè)單元，打包后形成報(bào)文，不管報(bào)文大小作為整體一起發(fā)送。特點(diǎn)：報(bào)文大小不一，造成緩沖區(qū)管理復(fù)雜；大報(bào)文造成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)；出錯(cuò)后整個(gè)報(bào)文需全部重發(fā)。2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換(2)報(bào)文分組交換（分組交換）發(fā)送方將長(zhǎng)報(bào)文劃分成多個(gè)報(bào)文分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，接收方再將各報(bào)文分組按順序重組成報(bào)文，這就是報(bào)文分組交換，常稱(chēng)為分組交換。特點(diǎn)：對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備存儲(chǔ)容量要求較小，可以用內(nèi)存來(lái)緩沖分組——速度快；轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)小——適用于交互式通信；某個(gè)分組出錯(cuò)僅重發(fā)該分組——效率高；各分組可通過(guò)不同路徑傳輸——可靠性高。在實(shí)際應(yīng)用中，分組交換有數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種方式。2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換3.數(shù)據(jù)報(bào)的工作原理1）工作原理：數(shù)據(jù)報(bào)是報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的一種形式。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，分組傳送之間不需要預(yù)先在源主機(jī)與目的主機(jī)之間建立“線路連接”。源主機(jī)所發(fā)送的每一個(gè)分組都可以獨(dú)立地選擇一條傳輸路徑。每個(gè)分組在通信子網(wǎng)中可能是通過(guò)不同的傳輸路徑到達(dá)目的主機(jī)。數(shù)據(jù)報(bào)方式的數(shù)據(jù)交換過(guò)程2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換2）數(shù)據(jù)報(bào)特點(diǎn)：

同一報(bào)文的各分組獨(dú)立進(jìn)行路由選擇；同一報(bào)文的分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象；每一個(gè)分組都需帶有足夠的地址信息；傳輸延遲較大，不適于長(zhǎng)報(bào)文、會(huì)話(huà)式通信。2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換4.虛電路的工作原理

1）工作原理虛電路方式在分組發(fā)送之前，需要在發(fā)送方和接收方建立一條邏輯連接即虛電路連接。在這一點(diǎn)上，虛電路方式與電路交換方式類(lèi)似，整個(gè)通信過(guò)程分為3個(gè)階段：①虛電路建立階段；②數(shù)據(jù)傳輸階段；③虛電路拆除階段。

虛電路交換方式的工作工程2.4.2存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換2）虛電路特點(diǎn)：

發(fā)送數(shù)據(jù)前，先建立邏輯連接，有一定時(shí)間延遲；各分組沿虛電路傳送，不需做路由選擇，不需帶全地址信息；分組到達(dá)目的地不會(huì)出現(xiàn)亂序、丟失等現(xiàn)象；每結(jié)點(diǎn)可以和任何結(jié)點(diǎn)建立多條虛電路連接，可共享帶寬。項(xiàng)目數(shù)據(jù)報(bào)虛電路目標(biāo)地址每個(gè)分組都需要建立連接時(shí)需要初始化設(shè)置不需要需要分組順序通信子網(wǎng)不負(fù)責(zé)通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)保證差錯(cuò)控制由主機(jī)負(fù)責(zé)通信子網(wǎng)負(fù)責(zé)對(duì)主機(jī)透明流量控制網(wǎng)絡(luò)層不提供通信子網(wǎng)提供連接的建立和釋放不需要需要數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的對(duì)比2.4.3其他高速交換技術(shù)1.幀中繼

早期典型分組交換網(wǎng)是X.25網(wǎng)，它著眼于可靠性，每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)都差錯(cuò)檢測(cè)。

幀中繼是在X.25的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇功能而形成的一種新型交換技術(shù)。2.ATM交換

ATM是一種高速分組交換技術(shù)，采用了以信元為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，故又稱(chēng)為信元交換。

ATM將話(huà)音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長(zhǎng)度固定的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址、優(yōu)先級(jí)等控制信息構(gòu)成信元。ATM信元由一個(gè)5字節(jié)信元頭（Header）與一個(gè)48字節(jié)的用戶(hù)數(shù)據(jù)（UserData），信元長(zhǎng)度為53字節(jié)。2.4.3其他高速交換技術(shù)3.同步數(shù)字體系SDH

ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SONET（同步光纖網(wǎng)）為基礎(chǔ)，制定出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH。SDH具有以下主要特點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)了數(shù)字傳輸體制上的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)（2）SDH網(wǎng)還有兼容光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI、分布式隊(duì)列雙總線DQDB以及ATM信元（3）采用同步復(fù)用方式，降低了復(fù)用設(shè)備的復(fù)雜性（4）增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)管理能力（5）標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放型光接口可以在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)不同公司光接口設(shè)備的互連，降低了組網(wǎng)成本。2.5廣域網(wǎng)連接技術(shù)2.5.1專(zhuān)線方式在專(zhuān)線連接的方式中，通信運(yùn)營(yíng)商利用其通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸設(shè)備和線路，為用戶(hù)配置一條專(zhuān)用的通信線路，專(zhuān)線既可以是數(shù)字的，也可以是模擬的，其連接方式和結(jié)構(gòu)如圖所示。用戶(hù)通過(guò)自身設(shè)備的串口短距離連接到接入設(shè)備，再通過(guò)接入設(shè)備跨越一定距離連接到運(yùn)營(yíng)商通信網(wǎng)絡(luò)。專(zhuān)線方式連接示意圖2.5.1專(zhuān)線方式

DTE（DataCircuit-terminatingEquipment，數(shù)據(jù)電路終止設(shè)備）DCE（DataTerminalEquipment，數(shù)據(jù)終端設(shè)備）DCE這種設(shè)備通常處于主動(dòng)位置，為用戶(hù)提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的接口，并且提供用于同步數(shù)據(jù)通信的時(shí)鐘信號(hào)；客戶(hù)端的用戶(hù)設(shè)備被稱(chēng)為DTE，通常處于被動(dòng)位置，接收線路時(shí)鐘，獲得網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。專(zhuān)線方式的特點(diǎn)包括：（1）用戶(hù)獨(dú)占一條永久性、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專(zhuān)用線路。（2）線路速率固定，由客戶(hù)向運(yùn)營(yíng)商租用，并獨(dú)享帶寬。（3）部署簡(jiǎn)單，通信可靠，傳輸延遲小。（4）資源利用率低，費(fèi)用昂貴。（5）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)不夠靈活。2.5.2電路交換方式由于專(zhuān)線方式的費(fèi)用過(guò)于昂貴，用戶(hù)希望能夠使用一種按需建立連接的通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同地域局域網(wǎng)的連接，這就是電路交換方式。電路交換方式的結(jié)構(gòu)與專(zhuān)線方式類(lèi)似，只是運(yùn)營(yíng)商提供的是廣域網(wǎng)交換機(jī)，從而讓用戶(hù)設(shè)備接入電路交換網(wǎng)絡(luò)。典型的電路交換網(wǎng)是PSTN（PublicSwitchTelephoneNetwork，公共電話(huà)交換網(wǎng)）。

PSTN是以電路交換技術(shù)為基礎(chǔ)的用于傳輸模擬話(huà)音的網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中擁有數(shù)以?xún)|計(jì)的電話(huà)機(jī)和各種交換設(shè)備，為了使龐大的電話(huà)網(wǎng)能夠正常工作，PSTN采用分級(jí)交換方式工作。通常情況下PSTN主要由三個(gè)部分組成：本地回路、干線和交換機(jī)。本地回路（用戶(hù)電話(huà)機(jī)到局級(jí)交換機(jī)之間）基本上采用模擬線路，干線和交換機(jī)是PSTN的主干部分，一般采用數(shù)字傳輸和交換技術(shù)。2.5.2電路交換方式缺點(diǎn)：不具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的能力線路利用率較低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)帶寬很小優(yōu)點(diǎn)：廉價(jià)使用場(chǎng)合：最常使用普通撥號(hào)電話(huà)線的場(chǎng)合是商場(chǎng)中常見(jiàn)的刷卡消費(fèi)時(shí)使用的POS機(jī)，對(duì)于商場(chǎng)來(lái)講每次刷卡，只是相當(dāng)于打了一個(gè)市內(nèi)電話(huà)，費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?。電?huà)專(zhuān)線通常是作為備份線路使用的，比如銀行的儲(chǔ)蓄所為了防止主干線路出現(xiàn)問(wèn)題，而租用電話(huà)專(zhuān)線為主干線路進(jìn)行備份。

2.5.3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

專(zhuān)線方式和電路交換方式的點(diǎn)到點(diǎn)連接中，運(yùn)營(yíng)商提供的線路屬于物理層，要想很好的利用這些物理資源，需要在數(shù)據(jù)鏈路層提供一些協(xié)議，建立端到端的數(shù)據(jù)鏈路。常見(jiàn)鏈路層協(xié)議：HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）SLIP（串行線路網(wǎng)際協(xié)議）SDLC（同步數(shù)據(jù)鏈路控制）PPP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）2.5.3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

HDLC協(xié)議20世紀(jì)70年代初，IBM公司率先提出了面向比特的SDLC（SynchronousDataLinkControl，同步數(shù)據(jù)鏈路控制）。隨后，ANSI和ISO均采納并發(fā)展了SDLC，并分別提出了自己的標(biāo)準(zhǔn)：ANSI的ADCCP（AdvancedDataControlProcedure，高級(jí)通信控制）、ISO的HDLC（High-levelDataLinkControl，高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）。2.5.3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

作為面向比特的數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議的典型，HDLC具有如下特點(diǎn)：（1）協(xié)議不依賴(lài)于任何一