计算机网络技术与应用第二章_数据通信基础

第二章数据通信基础,计算机科学技术学院毕秀丽,本章内容,2.1数据通信系统2.2数据通信技术2.3差错控制技术2.4数据交换方式2.5信道复用技术,补充知识点,1.信息信息（Information）：是客观事物属性和相互联系特性的表征,它反映了客观事物的存在形式和运动状态。2.数据数据（data）：数据是信息的载体，信息涉及数据所表示的内涵，而数据涉及信息的表现形式，它可以是数字、文字、语音、图形或图像等，数据是通信双方交换的具体内容。数据可分为模拟数据和数字数据两类。,3.信号信号（Signal）：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式.信号在通信系统中可分为模拟信号和数字信号.,4.信道信道是信号传输的通道，包括通信设备和传输媒体。,2.1.1数据通信系统模型,模拟数据在模拟信道上传输,数字信号在数字信道上传输,数字数据在模拟信道上传输,传输系统,输入信息,输入数据,发送的信号,接收的信号,输出数据,源点,终点,发送器,接收器,调制解调器,PC机,公用电话网,调制解调器,数字比特流,数字比特流,模拟信号,模拟信号,正文,正文,数据通信系统,目的系统,传输系统,PC机,模拟信号在数字信道上传输,这是一种什么样的情况呢？,2.2数据通信技术,按照数据在信道上的传输方向，可分为单工通信、半双工通信和全双工通信三种。,按照数据在信道上同时传输的位数可分为串行通信和并行通信两类。串行通信：数据一位一位地在通信线路上传输。并行通信：有多个数据位同时在两个设备之间传输。并行方式用于近距离通信，串行方式用于距离较远的通信。,数据通信的主要技术指标,信息传输速率（Rb）又称信息速率、比特率，它表示单位时间（每秒）内传输实际信息的比特数，单位为比特秒，记为b/s或bps。2.误码率误码率是指二进制码元在数据正常传输过程中出错的概率，也称为“出错率”，常用Pe表示。Pe的定义公式如下：,3.时延（delay）又称为延迟，是指一个分组从发送端开始发送到接收端接收所需的时间。数据传输总的时延等于发送时延、传播时延和处理时延的总和。,2.3差错控制技术,差错产生原因传输中的差错都是由噪声引起的。噪声有两大类:一类是信道固有的、持续存在的随机热噪声；另一类是由外界特定的短暂原因所造成的冲击噪声。,差错控制方法差错控制是在数据通信过程中能发现或纠正差错，把差错限制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。奇偶校研法循环冗余校研法例:发送信息:1011001检验信息:101,2.4数据交换方式,接口报文处理机,Host主机,2.4.1电路交换（CircuitSwitching）,使用电路交换的通信意味着在通信的两个站之间首先需要存在一条专用的通信通路。电话通信就是线路交换的典型例子。电路交换的通信要经历三个阶段：电路建立阶段、数据传输和电路释放阶段.,A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,电路交换举例,C和D通话只经过一个本地交换机通话在C到D的连接上进行,(,(,(,(,交换机,交换机,交换机,交换机,用户线,用户线,中继线,中继线,B,D,C,A,2.4.2报文交换,在报文交换方式中，当发送方有数据要发送时，它把数据块加上目的地址，源地址与控制信息作为一个整体，按照一定的格式打包组成报文，交给交换设备。,2.4.3分组交换,在分组交换技术中，将大报文分成若干个报文分组包，并以报文分组为单位，在网络中传输，每一报文分组均含有源地址、目的地址等信息，这些分组逐个由各中间节点采用存储-转发方式进行传输，最终到达目的端。,报文,分组交换的原理（一）,在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。,数据,数据,数据,分组交换的原理（二）,每一个数据段前面添加上首部构成分组。,首部,首部,首部,请注意：现在左边是“前面”,分组交换的原理（三）,分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）。,分组首部的重要性,每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。,分组交换的原理（四）,接收端收到分组后剥去首部还原成报文。,数据,首部,数据,首部,数据,首部,收到的数据,数据,数据,数据,分组交换的原理（五）,最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃。,分组交换网的示意图,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1向H5发送分组,H2向H6发送分组,注意分组路径的变化！,结点交换机,主机,注意分组的存储转发过程,H1,A,分组交换网,B,D,E,C,H5,H6,H4,H2,H3,H1向H5发送分组,结点交换机,主机,在结点交换机A暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机C暂存查找转发表找到转发的端口,在结点交换机E暂存查找转发表找到转发的端口,最后到达目的主机H5,三种交换方式,2.5信道复用技术,多路复用技术:就是在一条物理线路上，建立多条通信信道的技术。如下图所示。,2.5.1时分复用TDM,时分多路复用是将一条物理信道按时间分成若干时间片（即时隙）轮流地分配给每个用户，每个时间片由复用的一个用户占用，即按照时间片划分子信道。,频率,时间,B,C,D,B,C,D,B,C,D,B,C,D,2.5.2频分复用FDM,FDM就是将信道按频率划分为多个子信道。每个信道可以传送一路信号。,频率,时间,频率1,频率2,频率3,频率4,频率5,2.5.3码分多址复用CDMA,2.5.4波分复用WDM,1550nm01551nm11552nm21553nm31554nm41555nm51556nm61