现场总线-第2讲-1 数据通信基础与网络互连(02)

第二讲 数据通信基础与 网络互联,2.1.1 总线的基本概念2.1.2 数据通信概念2.1.3 数据传输2.1.4 数据交换技术2.1.5 差错检测及控制2.1.6 网络传输介质,2.1 数据通信基础,数据通信基础与网络互联,1、数字信号如何完成传输？2、为什么串行数据传输的应用比并行传输广泛？3、为什么数字信号传输比模拟信号的抗干扰能力强？4、如何保证信号的正确传输？,总线与总线段总线是传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式一组设备通过总线连接在一起称为总线段,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,计算机上的总线,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,计算机内部总线,ISA总线和PCI总线,PCI-E总线,AGP总线显卡,典型数据：ISA: 16位，16MB/SPCI: 32位，33MB/SAGP: 32位，266MB/S,PCI-E 1X 512 MpsPCI-E 2X 1.0 Gps PCI-E 4X 2.0 Gps PCI-E 8X 4.0 GpsPCI-E 16X 8.0 Gps,IDE和SATA总线 133MBps-600MBps,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,计算机外部总线,并行接口,RS232串行接口,USB接口,以太网接口,USB1.0:,USB1.0：1.5Mbps(192KB/s）低速 1996年1月USB1.1：12Mbps(1.5MB/s）全速 1998年9月USB2.0：480Mbps(60MB/s）高速 2000年4月USB3.0：5Gbps(640MB/s）超速 2008年11月,10Mbps100Mbps1000Mbps,110bps-921.6kbps,15k-2Mbps,总线主设备可在总线上发起信息传输的设备 总线从设备不能在总线上主动发起通信，只能挂在总线上，对总线信息进行接收查询总线协议管理主、从设备使用总线的规则总线操作总线上命令者与响应者之间的“连接-数据传送-脱开”这一操作序列称为一次总线操作。,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,寻址物理寻址：用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备作为响应者；逻辑寻址：选择从设备与位置无关；广播寻址：用于选择多个响应者总线仲裁用于裁决哪一个主设备是下一个占有总线的设备。某一时刻只允许某一主设备占有总线，等到它完成总线操作，释放总线占有权后才允许其他总线主设备使用总线。总线定时总线通过定时信号进行同步。定时信号用于指明总线上的数据和地址在什么时刻是有效的。,2.1.1 总线的基本概念,数据通信基础与网络互联,2.1.1 总线的基本概念,菊花链总线仲裁方式,总线仲裁器,总 线,C1,C2,Cn,BR,BB,BCLK(总线时钟),BG,BGIN1,BGIN2,BGINn,BGOUT1,BGOUT2,三线“菊花链”：总线请求BR、总线允许BG、总线忙BB,数据通信基础与网络互联,任一主控器Ci发出总线请求时，使BR1任一主控器Ci占用总线，使BB1，禁止BG输出主控器Ci没发请求(BRi=0)，却收到BG(BGINil)，则将BG向后传递(BGOUTil)当BRl，BB0时，仲裁器发出BG信号。此时，BGl，如果仲裁器本身也是一个主控器，如微处理器，则在发出BG之前BB0时，它可以占用一个或几个总线周期若Ci同时满足：本地请求(BRi=1)；BB=0；检测到BGINi端出现了上升沿。接管总线。Ci接管总线后，BG信号不再后传，即BGOUTi0,数据通信基础与网络互联,2.1.1 总线的基本概念,三线菊花链仲裁原理,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-通信系统的组成,2.1.2 数据通信概念-基本概念,模拟信号与数字信号 随时间连续变化的信号称为模拟信号，随时间离散变化的信号称为数字信号。码元 时间轴上的一个信号编码单元称为码元。信源、信宿和信道 在数据通信中，通常将数据的发送方称为信源，数据的接收方称为信宿，在信源与信宿之间传输数据的通道称为信道。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-通信方式,按照字节使用的信道数，数据通信可以分为串行通信和并行通信两种方式。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-通信方式,按照数据在传输线路上的传输方向，可分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种方式。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,传输速率 是衡量数据传输有效性的指标之一。指通信系统每秒传送的数据量。工业中常用的标准数据信号速率为：9600bps, 500Kbps, 1Mbps, 2.5Mbps, 10Mbps, 100Mbps比特(bit)率S 指单位时间内所传送的二进制序列的位数，单位：bps波特(Baud)率B - 指信号经过调制后的传输速率，即每秒钟传输的脉冲（波形）信号个数（通过信道传输的码元数）。 - 1Baud表示每秒钟传送一个码元或一个波形。 - 比特率和波特率之间的关系为：,T为发送一位代码的最小单位时间,T=1/Bn为一个脉冲信号所表示的有效状态数当n=2时，S=B,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,误码率Pe 指二进制比特在数据传输系统中被传错的概率，又称为出错率。其定义为： 其中，N为传输的二进制位的总数，Ne为被传错的比特数。理论上N趋尽无穷，实际应用中，N应足够大才能把Pe近似为误码率。 计算机通信中一般要求平均误码率低于,数据通信基础与网络互联,通信信道的频率特性描述通信信道在不同频率的信号通过以后，其波形发生变化的特性。分为幅频特性和相频特性。幅频特性指不同频率信号通过以后，其幅值受到不同衰减的特性；相频特性指不同频率的信号通过信道后，其相角发生不同程度改变的特性,2.1.2数据通信概念-性能指标,数据通信基础与网络互联,理想的频率特性是对不同频率产生均匀的幅频特性和相频特性。信号的频率在信道带宽范围内，则传输的信号基本不失真，否则信号的失真将较严重。传输线路上存在的电阻电感和电容会造成信道的频率特性不理想。,介质带宽频谱：通信系统中所传输的数字信号可以分解为无穷多个频率、幅度、相位各不相同的正弦波。信号所含频率分量的集合称为频谱。带宽：频谱所占的频率宽度称为带宽。有效带宽：有效频谱的频带宽度。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,信道带宽是指物理信道的频带宽度，即可传送信号的最高频率与最低频率之差，单位为赫兹(Hz),基带传输信号的傅立叶分析,单个矩形脉冲的频谱覆盖了整个频率范围，所以矩形信号的绝对无失真传输是不可能的,数据通信基础与网络互联,如果介质带宽小于信号的有效带宽，信号就可能产生失真而使接收端难以正确辨认。当传输速率升高时，信号的有效带宽会随之增加，因而需要传输介质具有更大的介质带宽。即传输介质的带宽会限制传输速率的增高。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,信道带宽对数字信号的影响,数据通信基础与网络互联,信道容量指在某种传输介质中单位时间内可能传送的最大比特率，即该传输介质容许的最大数据传输速率(bps)。数据的传输速率应该在信道容量容许的范围之内。只要信号速率低于信道容量，总可以找到一个编码方式，实现低误码率传输。若实际传输速率超过信道容量，则无法进行正确传输。信噪比信号功率S与噪声功率N的比值称为信噪比。一般采用如下方法表示，单位为分贝dB 信道容量C跟信道带宽W和信噪比S/N之间的香农计算公式为： 由香农公式，提高信噪比可以增加信道容量。在信道容量一定时，带宽与信噪比之间可以相互弥补。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,若介质带宽W为3000Hz，当信噪比为10dB时，S/N=10，信道容量为：若信噪比提高到20dB，即S/N=100时，可见，信道容量随信噪比的提高增加了许多。,数据通信基础与网络互联,2.1.2 数据通信概念-性能指标,延迟、抖动、吞吐量和丢包率延迟指将一个比特从一端传输到另一端所花费的时间；抖动指在同一条路由上发送数据包之间的时间差异；吞吐量指网络中发送数据包的速率；丢包率指在发送数据包时丢弃数据包的最高比例。,2.1.2 数据通信概念-性能指标,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据传输方式,基带传输 指在基本不改变数据信号频率的情况下，在数字通信中直接传送数据的基带信号。即按数据波的原样进行传输，不包含任何调制。是目前广泛使用的最基本的传输方式。信号按数据位流的基本形式传输，整个系统不需调制解调器，使得系统价格低廉；可采用双绞线或同轴电缆、光缆作为传输介质，传输介质相对宽带较为便宜；可达到较高的传输速率(一般为1-10Mbps)，但传输距离一般不超过25公里。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据传输方式,频带传输 指先用数字信号对载波进行调制，然后进行传输的传输模式。最基本的调制方式有：幅值键控(ASK)，频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。在载波传输中，发送设备首先要产生某个频率的信号做为基波来承载信息信号，这个基波就称为载波信号，基波频率称为载波频率。然后按上述三种方式改变载波信号的幅值、频率、相位行程调制信号后发送。,数据通信基础与网络互联,宽带传输 指在同一介质上可传输多个频带的信号。传输图像文字语音等大数据量信号。与基带传输的主要区别为：数据传输速率不同，基带网的传输速率范围为0-10Mbps，宽带可达0-400Mbps；宽带可划分为多条基带信道，提供良好的通信路径。,2.1.3 数据传输-数据传输方式,数据通信基础与网络互联,同步接收端要按照发送端所发送的每个码元的重复频率以及起止时间来接收数据。在通信时，接收端要校准自己的时间和重复频率，以便和发送端取得一致，这一过程称为同步过程。信息传输的同步方法分为 - 异步传输(asynchronous) - 同步传输(synchronous),数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据同步方式,2.1.3 数据传输-数据同步方式,异步传输 又称起止(start-stop)同步方式。它在传送的字符之前设置一个起始位，在信息代码结束后设置1-2位的终止位。在起始位和停止位之间，形成一个需要传送的字符；起始位起到了使该字符内各比特同步的作用；各字符互不同步，字符的间隔是任意的；一个字符的传送时间由起始位和终止位之间的时间来决定,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据同步方式,同步传输同步传输时，需在每个数据块的开始处和结束处各加一个帧头和一个帧尾，使得接收方能判定数据块的开始和结束。加有帧头和帧尾的数据称为一帧。在同步传输中，所有设备都使用一个共同的时钟，所有传输数据位都和该时钟信号同步，接收方利用时钟跳变来决定什么时候读取一个输入的数据位。同步传输可用于一个单块电路板元件之间的数据传输，也可用于30-40cm甚至更短距离的数据通信，对于更长距离的数据通信，同步传输代价较高，因为它需要一条额外的线来传输时钟信号，并且容易受到噪声干扰。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据同步方式,同步式优点 效率高，一般在高速传输数据的系统中采用同步式异步式优点 实现简单，频率漂移不会积累。但缺点是线路效率低，每个字符都占用2-3各位的开销。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据调制与编码,数据编码 是指通信系统中以何种物理信号的形式来表达数据。模拟数据编码 分别用模拟信号的不同幅度、不同频率、不同相位来表达数据的0,1状态的编码方式。数字数据编码 用高低电平的矩形脉冲信号来表达数据的0,1状态的编码方式。,数据通信基础与网络互联,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据调制与编码,单极性码：逻辑1为高电平，0为低电平；双极性码：逻辑0为负电平；归零码(RZ)：每一位传输后均返回0电平；非归零码(NRZ)：整个码元时间内维持有效电平。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据调制与编码,在基带传输中，数字信号的编码方式主要有3种：,不归零码 缺点：存在直流分量，传输中不能使用变压器，不具备自同步机制，必须使用外同步。曼彻斯特编码用电压变化表示0和1；时间被划分为等间隔的小段，每小段代表一位。每段分为两半，前半段传送位的反码，后半段传送位本身。具有内在时钟信息，无需外同步信号。缺点是需要双倍的传输带宽。差分曼彻斯特编码 用码元开始处有无跳变来表示0和1，有：0，无：1。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据调制与编码,模拟数据编码采用模拟信号来表达数据0和1。按照改变幅度、频率和相位三个参数可分为幅度键控ASK，频移键控FSK和相移键控PSK三种方法。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-数据调制与编码,2.1.3 数据传输-多路复用技术,当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽时，就通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率，即多路复用。多路复用提高了信道的利用率。通常有：频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用等。,数据通信基础与网络互联,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-多路复用技术,频分多路复用(FDM) 是将具有一定带宽的信道分割成若干个有较小频带的子信道，每个信道供一个用户使用。这样，在信道中就可以同时传送多个不同频率的信号。FDM适用于模拟信号传输。,2.1.3 数据传输-多路复用技术,时分多路复用(TDM) 是将一条物理信道的传输时间分成若干个时间片轮流地供多个信号源使用，每个时间片被复用的一路信号占用。这样，当多路信号准备传输时，一个信道就能在不同的时间片传输多路信号。TDM适用于数字信号传输。,数据通信基础与网络互联,2.1.3 数据传输-多路复用技术,波分多路复用(WDM) 是频率分割技术在光纤介质中的应用，主要用于全光纤网组成的通信系统中。是指在一根光纤上能同时传送多个波长不同的光载波的复用技术。,数据通信基础与网络互联,码,业务信道在不同频段分配给不同用户如：TACS系统、AMPS系统,业务信道在不同时间分配给不同用户如：GSM,所有用户在同一时间、同一频段上、根据编码获得业务信道,用户1,用户2,用户3,时间,频率,FDMA,2.1.3 数据传输-多路复用技术,频分,时分,码分,移动通信,数据通信基础与网络互联,2.1.4 数据交换技术,数据交换是指按照某种方式动态地分配传输线路的资源。在交换型通信网络中，从一个站进入网络的数据通过从节点到节点的交换，被选径送往目的地。 实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换。,A B C D,电路交换,A B C D,报文交换,A B C D,分组交换,分组1分组2分组3,报文,排队延迟,数据,呼叫应答,寻路延迟,呼叫请求,数据通信基础与网络互联,2.1.4 数据交换技术,电路交换 两个用户建立通信时，首先建立一条临时的专用线路，用户通信时独占这条线路，不与其它用户共享，直到通信一方释放这条专用线路。电路交换的步骤分为：建立电路、数据传送和切断电路。报文交换 中转节点先把收到的信息存储起来，等到信道空闲时再转发给下一个节点，数据经过多个中转节点的存储转发，最终到达目的节点。分组交换 先把要传输的报文分成若干个小的数据块，成为分组，然后以分组为单位按报文交换方式进行传输。,数据通信基础与网络互联,2.1.4 数据交换技术,电路交换 两个用户建立通信时，首先建立一条临时的专用线路，用户通信时独占这条线路，不与其它用户共享，直到通信一方释放这条专用线路。电路交换的步骤分为：建立电路、数据传送和切断电路。,数据通信基础与网络互联,2.1.4 数据交换技术,报文交换 中转节点先把收到的信息存储起来，等到信道空闲时再转发给下一个节点，数据经过多个中转节点的存储转发，最终到达目的节点。分组交换 先把要传输的报文分成若干个小的数据块，成为分组，然后以分组为单位按报文交换方式进行传输。,数据通信基础与网络互联,差错产生的原因噪声；传输失真：信号传输时的幅度衰减、波形畸变及收发端失步等；载波干扰：由于载波的振幅、相位和频率发生抖动；传输反射干扰；线间串扰：相邻信号线间电磁感应引入干扰；静电干扰错误分类单比特错误：在单位数据域中只有1个数据位出错；多比特错误：在单位数据域中有1个以上不连续数据位出错；突发错误：在单位数据域中有2个或2个以上的连续数据位出错。,2.1.5 差错检测及控制,数据通信基础与网络互联,差错控制的目的保证所有的帧按顺序、正确发送到目的主机。解决两个问题如何检测出错；发现错误后，如何纠正错误常用的差错控制方法是差错控制编码，包括检错码：码字只有检错功能，接收方只能判断数据块有错，但不能确切知道错误的位置，从而也不能纠正错误。纠错码：码字具有一定得纠错能力，接收方能够检错并判断出错误位置，这时只需将出错位取反即可获得正确数据。,2.1.5 差错检测及控制,数据通信基础与网络互联,2.1.5 差错检测及控制-检错和纠错能力分析,若: 消息长 m bit， 差错编码后附加 r bit冗余信息， 实际传输为 nmr bit比特的码字，则：有效码字数为 2 个， 总码字数为 2 个。经传输后， 有效码字 无效码字： 判断为出错 有效码字 有效码字： 不能断定是否出错,数据通信基础与网络互联,m,n,2.1.5 差错检测及控制-检错和纠错能力分析,数据通信基础与网络互联,海明距离 两个码字的对应比特取值不同的比特数 例 10010001 10100011编码集的海明距离 一个有效编码集中，任意两个码字的海明距离的最小值。 或：在信息编码中，两个合法代码对应位上编码不同的位数称为码距，又称海明距离。,海明距离3 (一个码字必须错3位 才能变成另一码字）,2.1.5 差错检测及控制-检错和纠错能力分析,数据通信基础与网络互联,检错 如果要能检测出 d 个位差错，则编码集的海明距离至少应为 d 1 纠错 如果要能纠正 d 个位差错，则编码集的海明距离至少应为 2d 1,为了检测d个错误，需要海明距离为d+1的编码方案。因为此时，d个1位错误不可能将一个有效码字改编成另一个有效码字。当接收方看到一个无效码字的时候能判断出传输出错。为了纠正d个错误，需要海明距离为2d+1的编码方案。因为此时，合法码字之间的距离足够远，因而即使发生了d位变化，则还是原来的码字离它最近，从而可唯一确定原来的码字，达到纠错的目的。,2.1.5 差错检测及控制-检错和纠错能力分析,数据通信基础与网络互联,设编码集为 000000,000111,111000,111111，则编码集的海明距离=3若接收端收到的码字为010111，则可判断为出错。,纠错过程,000000 010111000111 010111111000 010111111111 010111,000111出错概率最大,2.1.5 差错检测及控制-奇偶校验码,数据通信基础与网络互联,编码规则：将所要传输的数据码元分组，每一数据分组后添加一位奇偶校验位，使该分组数据码元和添加的奇偶校验位组成的码元中”1”的个数为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),奇偶校验码在实际使用时可分为垂直奇偶校验码、水平奇偶校验码和水平垂直奇偶校验码等几种。,偶校验： 01010110 0 11100110 1奇校验： 01011010 1 10111100 0,垂直奇偶校验码,检错能力：可检出某列(一字符)的所有奇数个错,检出率50%,2.1.5 差错检测及控制-奇偶校验码,数据通信基础与网络互联,2.1.5 差错检测及控制-奇偶校验码,数据通信基础与网络互联,发送时按列的次序进行，因此能发现长度n（每列长度）的单个突发错。,水平奇偶校验码,2.1.5 差错检测及控制-奇偶校验码,数据通信基础与网络互联,水平垂直奇偶校验码,检错能力：可检出某行、某列的所有奇数个错； 能发现大部分偶数个错； 可以纠正不能同时满足行、列校验关系的一位错 不能检出某些互相补偿的偶数个错,2.1.5 差错检测及控制-校验和,数据通信基础与网络互联,发送 如以16位字为单位进行累加，再将最后累加和取“1补码” (即反码)，得该字符串的校验和，将校验和与数据一起发送。 接收 当接收者收到该数据块后，同样以16位字为单位对各数据及校验和进行累加，若最后结果为全1，则正确，否则出错。 可靠性 能够检测出绝大多数奇数个和偶数个数据位的变化。除非，一个16位字中的0变成1，而另一个16位字中的相同位置由1变成0。 说明：也可用“2补码”(即补码),此时接收校验累加应为0.,一位错纠错编码，其码组长度、冗余校验位长度和码组中的最大数据位长度满足：,2.1.5 差错检测及控制海明码,n：码组位长度r：冗余校验位长度k：码组中的最大数据位长度,数据通信基础与网络互联,冗余码填充位置：满足关系：举例： 给出数据1101的海明码编码、译码和纠错过程,2.1.5 差错检测及控制海明码,数据通信基础与网络互联,1.根据k=4可得：r=3,n=72.根据冗余码填充位置，可得编码后数据形式： (P1 P2 1 P3 1 0 1)3.根据矩阵等式可解得4.所求海明编码为(1 0 1 0 1 0 1),海明码:数据1101的海明码编码、译码和纠错过程,数据通信基础与网络互联,5.译码过程：假设接收到的数据为(1 0 1 0 1 1 1),根据矩阵可计算出出错位：6.由(1 1 0)可得第6位出错，将第6位取反即可得正确数据。,海明码:数据1101的海明码编码、译码和纠错过程,数据通信基础与网络互联,CRC校验的工作原理将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)的系数，在发送方用收发双方预先约定的生成多项式G(x)去除，求得一个余数多项式。将余数多项式加到数据多项式之后发送到接收端。接收端用同样的生成多项式G(x)去除接收数据多项式f(x),得到余数多项式。若计算出的余数为0，则数据传输正确。,2.1.5 差错检测及控制CRC(循环冗余编码)校验,数据通信基础与网络互联,2.1.5 差错检测及控制CRC(循环冗余编码)校验,数据通信基础与网络互联,数据为1100111，生成多项式G(x)的系数为11001，求发送方发出的比特序列。1.G(x)的系数为11001，说明多项式阶数为4；2.数据码后添加4个0，新多项式系数为110011100003.多项式相除，求余数多项式系数(加减运算相当于异或)： 1 0 0 0 0 1 01 1 0 0 1 / 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 04.余数多项式系数为0010，因此发送方的比特序列为11001110010,循环冗余编码:举例,数据通信基础与网络互联,CRC生成多项式CRC-12CRC-16CRC-CCITTCRC-32对二进制乘法来说，x2,2.1.5 差错检测及控制CRC(循环冗余编码)校验,数据通信基础与网络互联,重发纠错 当接收端根据编码检测出错误，或者接收超时时请求发送端再次发送，直到接收正确为止。自动纠错方式 接收端根据纠错码来判别并纠正错误信息。混合纠错 上述两种方法的综合，错误位数在接收端的纠错能力以内的则自动纠错，否则请求重发。,2.1.5 差错检测及控制-常用的纠错方法,数据通信基础与网络互联,2.1.5 流量控制,当通信流量超过网络最大传输能力时，网络吞吐量会下降，数据包丢失。流量控制是一种限制网络访问的机制。流量控制的基本原则是发送端的发送帧速率应不超过接收端接收帧的速率。流量控制方法停止等待流量控制滑动窗口流量控制,数据通信基础与网络互联,2.1.5 流量控制,数据通信基础与网络互联,理想化的数据传输两个假定:1：理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失。2：不管发送方以多快的速率发送数据，接收方总是来得及收下，并及时上交主机。,2.1.5 流量控制-停止等待流量控制,优点：比较简单缺点：通信信道的利用率不高,数据通信基础与网络互联,2.1.5 流量控制-滑动窗流量控制,窗口机制发送方和接收方都具有一定容量的缓冲区（即窗口），允许发送站连续发送多个帧而不需要等待应答。 发送窗口是发送端允许连续发送的帧的序号表，发送端可以不等待应答而连续发送的最大帧数称为发送窗口的尺寸。接收窗口是接收方允许接收的帧的序号表，凡落在接收窗口内的帧，接收方都必须处理，落在接收窗口外的帧被丢弃。接收方每次允许接收的帧数称为接收窗口的尺寸。目的：对可以连续发出的最多帧数（已发出但未确认的帧）作限制。,数据通信基础与网络互联,2.1.5 流量控制-滑动窗流量控制,数据通信基础与网络互联,0,1,ACK2,2,3,4,5,ACK4,WT=5,WR=5,滑动窗口的大小,假设：发送窗口WT5；接收窗口WR1,发送窗口,接收窗口,2.1.5 流量控制-滑动窗流量控制,数据通信基础与网络互联,指网络中连接收发双方的物理通道，常用的传输介质有电话线、同轴电缆、双绞线、光导纤维电缆、无线和卫星通信等。传输介质的主要特性包括：物理特性：传输介质物理结构的描述；传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号以及调制技术、传输容量、传输的频率范围；连通特性：允许点-点或多点连接；地理范围：传输介质最大传输距离；抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力。,2.1.6 网络传输介质,数据通信基础与网络互联,2.1.6 网络传输介质-双绞线,数据通信基础与网络互联,既可以传输数字信号，又可以传输模拟信号。在电话系统和局域网中，双绞线得到了广泛的应用。可以分为屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair,STP）和无屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair,UTP）。,-螺旋绞合的双导线，1mm-每根4对、25对、1800对-典型连接距离100m（LAN）-RJ45插座、插头-优缺点： 成本低 密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离较短,3类、5类、6类双绞线外没有任何附加屏蔽,以铝箔屏蔽以减少干扰和串音,屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线(UTP),2.1.6 网络传输介质-双绞线,数据通信基础与网络互联,2.1.6 网络传输介质-双绞线,数据通信基础与网络互联,分为1-6类 1类线：在电话系统中使用，只适合传输语音和低速数据，带宽268kHz; 2类线：可用于语音和数字通信，最大速率为4Mb/s; 3类线：目前电话系统的标准电缆，带宽16MHz,数据传输速率10Mb/s，主要用于10Base-T以太网; 4类线：带宽20MHz,传输速率16Mb/s,主要用于10Base-T和令牌局域网； 5类线：带宽100MHz,传输速率100Mb/s,主要用于10Base-T和100Base-T局域网； 6类线：电缆由十字交叉中心将四对线分开，传输带宽可达250MHz。 抗干扰性：取决于相邻线对的扭曲长度和适当的屏蔽。低频时抗干扰能力相当于同轴电缆,2.1.6 网络传输介质-同轴电缆,数据通信基础与网络互联,基带同轴电缆：阻抗50欧，通常用来传输数字信号，速