第2章数据通信基础.ppt

数据通信基础 数据通信系统模型数据通信的基本概念数据传输多路复用技术数据交换技术 作业 数据通信 通信系统基本要素 信源 产生和发送信息信宿 接收和处理信息通信媒体 信息传输过程中承载信息的媒体 数据通信 数据通信系统模型 各部分含义 1 计算机系统由DTE和通信控制器两部分组成 1 DTEDTE DataTerminalEquipment 指的是数据终端设备 是对属于用户所有的连网设备和工作站的通称 它们是数据的源或目的或者既是源又是目的 例如 数据输入 输出设备 计算机等 2 通信控制器负责DTE和通信线路的连接 完成数据缓冲 速度匹配 串并转换等通信控制处理任务 如微机内部的异步通信适配器 用以与MODEM相连 以及数字基带网中的网卡等都是通信控制器 2 通信线路由DCE和信道组成1 DCEDCE DATACircuit TerminalEquipment 指的是数据电路终接设备 是数据信号的变换设备 如MODEM和其他一些中间设备等均属于DCE 2 信道是传输信号所经过的路径 它包括传输介质和有关的中间设备 数据通信的基本概念 数据 Data 数据是一种承载信息的实体 它涉及到事物的具体形式 信息 Information 是对数据的解释 是该数据的内容和含义 模拟数据是在某个区间内连续的值 例如 声音和视频 温度和压力都是模拟数据 数字数据是离散的值 例如计算机内部所传送的二进制数字序列就是离散的数字数据 数据通信 信号 Signal 信号是数据的表示形式 或称数据的电磁或电子编码 它使数据以适当的形式在介质上传输 模拟信号是连续变化的电磁波 数字信号是一系列离散的电脉冲 通信归结到底是在一定的传输媒体上传送电信号 从而实现传送数据 达到交换信息的目的 数据传输速率 调制速率 数据通信的主要技术指标 量的指标 有效性 误码率 数据通信 质的指标 可靠性 每秒传输二进制信息位数bps 每秒传输码元数Baud 数据传输 数据通信 数据通信 基带传输 数据通信 基带传输 不归零制编码 NRZ Non returntoZero 1 高电平 0 低电平这是最一般的编码方式 缺点是 难以判断一位的结束与另一位的开始 数据通信 基带传输 曼彻斯特编码在曼彻斯特编码中 从高电平跳到低电平为 l 从低电平跳到高电平为 0 差分曼彻斯特编码是以每位数据位的开始是否有跳变来表示这位数据是 1 还是 0 通常 无跳变表示 1 有跳变表示 0 自同步码 每位数据位的中心都有一个跳变 既是数据又是同步信号 编码方法 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 时钟 NRZ Manchester 差分Manchester 数据通信 频带传输 模拟信号传输的基础是一种称之为载波信号的连续变化的信号 一般的载波可以表示为 f t Acos t 载波的三个参数 振幅A 角频率 相位 三种基本的调制方式为 幅移键控 ASK 频移键控 FSK 相移键控 PSK 数据通信 频带传输 调制技术 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 ASK FSK PSK PCM 脉冲编码调制 模拟数据的数字传输 通信方式 在并行通信中 一般有多个数据位同时在两台设备之间传输 优点 传输速度快缺点 线路成本高 维修不易 在串行通信中 数据是一位一位地在线路上传输 优点 架设方便 容易维护 线路成本低 缺点 传输速率慢 串行数据通信的方式 单工通信 这种方式通信线上的数据始终按一个方向传送 串行数据通信的方式 半双工通信 数据可以双向传送 但同一时刻一个信道只允许单方向传送 串行数据通信的方式 全双工通信 能同时两个方向进行通信 即有两个信道 可同时两个方向传送数据 三种通信方式演示 多路复用技术 多路复用 Multiplexing 就是利用一个物理信道同时传输多路信号 以提高信道的利用率 做到一条线路可以同时由多个用户使用 而且互不影响 时分多路复用和频分多路复用 时分多路复用是将一条物理信道按时间分成若干个时间片轮流分配给多个信号使用 每一时间片由要复用的一个信号占用 一个信号的时间片用完后 信道再分配给下一个信号 这样利用每个信号在时间上的交叉 就可以在一条物理信道上传输多个数字信号了 时分多路复用TDM 数据通信 适用于数字信号的传输 频分多路复用FDM 数据通信 在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下 可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同的子信道 每个子信道传输一路信号 这就是FDM 适用于模拟信号的传输 数据交换技术 电路交换 报文交换 分组交换 虚电路方式 数据报方式 数据通信 概念 在数据通信网络中通过网络节点的某种转接方式来实现从任一端系统到另一端系统之间数据通路接续的技术称为数据交换技术 电路交换 数据通信 电路交换是一种直接交换 即在采用电路交换技术进行数据传输期间 在源节点和目的节点之间有一条利用中间节点构成的专用物理连接线路 直到数据传输结束 电路交换过程可分为 电路建立 数据传输 电路拆除三个过程 特点 通道在连接期间是专用的 即使没有数据传送 别人也不能使用 因而 数据传送可靠 迅速 但相对来讲 线路利用率较低 存储转发交换 数据通信 待传输数据到达某一个中间节点时 先把它暂时存储起来 待输出链路空闲时再把它转发出去 报文交换 分组交换 分组交换 分组交换也属于存储转发交换 只不过是将等交换的报文分割成一个个小的但却规格化的分组进行传输 又称包交换packetswitching 虚电路数据报 数据通信 数据报 datagram 在数据报方式中 每个分组被称为一个数据报 自身携带足够的地址信息 一个结点接收到一个数据报后 根据数据报中的地址信息和结点所存储的路由信息 找出一个合适的出路发送到下一结点 到达接收站站后 对收到的报文进行排序处理 恢复成原发报文顺序 数据通信 特点 无序到达 有可能乱序 需接收端重新排序 有可能有丢失的情况 不可靠的服务 虚电路 数据通信 虚电路方式中 在发送分组之前 首先通过发送一个呼叫请求分组 建立起一条逻辑连接 相继发送的每个分组都沿着这条虚电路存储转发 直到接收站收完为止 然后拆除这条虚电路 这样 无需为每一个分组在各结点进行路径选择 虚电路之所以是 虚 的 是因为这条电路不象线路交换中是专用的通路 而是一个虚的逻辑通路 每个结点到其它结点可能同时有若干条虚电路通过 也可能同时与多个结点之间具有虚电路 所以分组在每个结点上仍然需要缓冲 并在线路上进行输出排队 虚电路方式特点 有序到达 不需接收端重新排序 有建立虚电路和折除虚电路过程 属于可靠的服务 数据报与虚电路方式比较 1 虚电路需要建立逻辑连接 而数据报方式不需要 2 数据报方式中每个分组都需要带有目的站地址 而虚电路方式中仅有呼叫请求分组带有目的站地址 而其它分组无需 3 虚电路中收发分组是