第2章数据通信的基础知识3

1、2021-11-41复用的目的：提高线路的利用率（节省线路成本）复用的目的：提高线路的利用率（节省线路成本）四种传输线路复用方式四种传输线路复用方式频分复用频分复用FDM时分复用时分复用TDM波分复用波分复用WDM码分复用码分复用CDMA 2021-11-42w FDM是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段（带）是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段（带） ，每个信号占其中一个频段。每个信号占其中一个频段。w 接收时用适当的滤波器分离出不同信号，分别进行解调接收。接收时用适当的滤波器分离出不同信号，分别进行解调接收。2021-11-43典型应用典型应用适用于模拟信号适用于模拟信号1）无线电

2、广播）无线电广播2）CATV CATV电缆的带宽大约是电缆的带宽大约是500MHz，可传送，可传送80个频道的电视个频道的电视节目节目 每个频道每个频道6MHz的带宽中又划分为声音子通道、视频子通道的带宽中又划分为声音子通道、视频子通道和彩色子通道和彩色子通道 每个频道两边都留有一定的警戒频带，防止相互串扰每个频道两边都留有一定的警戒频带，防止相互串扰3）宽带接入，如）宽带接入，如ADSL，电缆带宽划分为不同方向上的两个，电缆带宽划分为不同方向上的两个子频带子频带2021-11-44频分多路复用信道频分多路复用信道群体系群体系标准：标准：1）国际电信联盟）国际电信联盟ITU标准标准 一个基群信

3、道（简称基群）包含一个基群信道（简称基群）包含12路音频信道路音频信道（音频信道：（音频信道：4KHz） 一个超群包含一个超群包含5个基群，即个基群，即60路音频信道路音频信道 一个主群包含一个主群包含5个超群，即个超群，即300路音频信道路音频信道2）美国贝尔系统的标准）美国贝尔系统的标准 一个主群包含一个主群包含10个超群，即个超群，即600路音频信道路音频信道 一个巨群包含一个巨群包含6个主群，即个主群，即3600路音频信道路音频信道2021-11-45 原理：当物理信道可支持的比特传输速率超过单个原始信号原理：当物理信道可支持的比特传输速率超过单个原始信号要求的数据传输速率时，可以将要

4、求的数据传输速率时，可以将该物理信道划分成若干时间该物理信道划分成若干时间片片，并将各个时间片，并将各个时间片轮流地分配轮流地分配给多路信号，给多路信号，使得它们在时使得它们在时间上不重叠间上不重叠。 时分多路复用时分多路复用主要用于数字信道的复用主要用于数字信道的复用 时分多路复用一般用于按字符传输的场合时分多路复用一般用于按字符传输的场合 TDM又分为同步时分复用（又分为同步时分复用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）和异步时分复用（）和异步时分复用（Asynchronous Time Division Multiplexing，ATD

5、M）同步时分复用同步时分复用STDM （Synchronous Time Division Multiplexing） STDM原理原理 采用固定的时间片分配方式；采用固定的时间片分配方式； 将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定时间段时间段（一个周（一个周期）；再将每一时间段划分成等长度的多个期）；再将每一时间段划分成等长度的多个时隙（时隙（时间片时间片）； 然后每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号然后每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。在每一时间段都顺序分配到一个时隙。 STDM

6、优点优点 接收端可以按约定的时间关系恢复各子通道的信息流，实现简单。接收端可以按约定的时间关系恢复各子通道的信息流，实现简单。 STDM缺点缺点 在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，形成了时隙浪费，其时隙的利用者是否传输数据都占有一定时隙，形成了时隙浪费，其时隙的利用率很低率很低 。异步时分复用异步时分复用ATDM （Asynchronous Time Division Multiplexing） 异步时分复用技术又被称为统计时分复用，它能动态地按需分配异步时分复用技术又被称为统计时分

7、复用，它能动态地按需分配时隙，避免每个时间段中出现空闲时隙。时隙，避免每个时间段中出现空闲时隙。 ATDM原理原理 在发送端，多路复用器依次循环扫描各个子通道在发送端，多路复用器依次循环扫描各个子通道 若某个子通道有信息要发送则为它分配一个时隙若某个子通道有信息要发送则为它分配一个时隙 当用户暂停发送数据时，则不给它分配时隙，即直接跳过该通道当用户暂停发送数据时，则不给它分配时隙，即直接跳过该通道 没有空闲时隙在线路上传播没有空闲时隙在线路上传播 ATDM优点优点 在异步时分复用方式中，除最后一个段外，其他所有段均不会出在异步时分复用方式中，除最后一个段外，其他所有段均不会出现空闲的时隙，从而

8、提高了资源的利用率，也提高了传输速率。现空闲的时隙，从而提高了资源的利用率，也提高了传输速率。 ATDM缺点缺点 接收端分配器的工作较难，所以需要在每个时隙加入一个控制域，接收端分配器的工作较难，所以需要在每个时隙加入一个控制域，以指示该时隙是属于哪个子通道的。以指示该时隙是属于哪个子通道的。Wave Division Multiplexing 光纤传送技术光纤传送技术 原理：原理： 在一定的波长频带上将输入的光信号调制在特定的波长频率上在一定的波长频带上将输入的光信号调制在特定的波长频率上 波长复用器将调制后的信号复用在一根光纤上进行传送波长复用器将调制后的信号复用在一根光纤上进行传送 接收

9、端将收到的复用信号经过分离或解复用出不同的波长，由不接收端将收到的复用信号经过分离或解复用出不同的波长，由不同的检测器将各自的光信号转换成电信号，或者直接获取各自的同的检测器将各自的光信号转换成电信号，或者直接获取各自的波长信号，将它们连接到其他的波长信号，将它们连接到其他的WDM线路上线路上共享光纤光纤1光纤2光纤3光纤4光栅光栅功率波长共享光纤的波谱功率波长光纤1的波谱功率波长光纤2的波谱功率波长光纤3的波谱功率波长光纤4的波谱2021-11-411 码分多路复用又称为码分多址码分多路复用又称为码分多址 CDMA也是一种共享线路的方法，每个用户可在也是一种共享线路的方法，每个用户可在同一时

10、间同一时间使使用用同样的频带同样的频带进行通信（占用相同时间相同带宽），但使用进行通信（占用相同时间相同带宽），但使用基于基于码型码型的分割线路方法，即每个用户分配一个地址码，各的分割线路方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠（地址码信号的波形各不相同），通信各方个码型互不重叠（地址码信号的波形各不相同），通信各方之间不会相互干扰之间不会相互干扰 抗干扰能力强、保密性好抗干扰能力强、保密性好111 0nikjkkijCiCjC Cn，如果，否则 CDMA原理的预备知识原理的预备知识 假定每个信息位的时间宽度为假定每个信息位的时间宽度为T 每个每个T时间再被划分为时间再被划分为n个小时

11、间片，每个小时间片的长度为个小时间片，每个小时间片的长度为T/n，这时的，这时的T时间宽度称为时间宽度称为码片码片 CDMA中每一个站点都分配有一个中每一个站点都分配有一个n位的码片向量，即位的码片向量，即地址码地址码 在共享线路的系统中若有在共享线路的系统中若有N个站点，则个站点，则N个站点的地址码必个站点的地址码必两两两相互正交两相互正交，即内积为，即内积为0假设用假设用Ci及及Cj表示地址码矢量（地址码的元素只有表示地址码矢量（地址码的元素只有1和和-1），），而而Ci及及Cj表示地址码的反码，且所有的站点地址码都是正交的表示地址码的反码，且所有的站点地址码都是正交的，则地址码矢量内积表

12、示为：，则地址码矢量内积表示为：111 0nikjkkijCiCjC Cn，如果，否则 CDMA原理的发送和接收过程原理的发送和接收过程 站点发送数据时，用站点发送数据时，用接收方的码片向量接收方的码片向量来调制要发送的信息，来调制要发送的信息，例如，若发送的信息是二进制例如，若发送的信息是二进制1，则发送接收方码片向量，若，则发送接收方码片向量，若发送的信息是二进制发送的信息是二进制0，则发送接收方码片向量的反码，则发送接收方码片向量的反码 传输线路上信号的总和表示为传输线路上信号的总和表示为12Sccci 站点站点i接收数据时，用自己的地址码接收数据时，用自己的地址码Ci同线路上叠加信号进

13、行内同线路上叠加信号进行内积运算，只有内积不为积运算，只有内积不为0的信号是发给自己的的信号是发给自己的1 ( 12) 10iciCiCiSCiccciCiciciCi ，如果，如果，如果没有站点 要接收到数据2021-11-414 示例：在共享线路的系统中有示例：在共享线路的系统中有4个站点，它们的个站点，它们的地址码地址码分别是分别是矢量矢量C1（+1，+1 ，+1 ，+1 ）、）、C2（ -1 ，-1 ，+1 ，+1 ）、）、C3（ -1 ，+1 ， -1 ，+1 ）和）和C4（ -1 ，+1 ，+1， -1 ）。）。二进制信息二进制信息1站点站点C1（+1，+1 ，+1 ，+1 ）站点

14、站点C2（ -1 ，-1 ，+1 ，+1 ）站点站点C3（ -1 ，+1 ，-1 ，+1 ）站点站点C4（ -1 ，+1 ，+1， -1 ）二进制信息二进制信息0站点站点C1（-1 ，-1，-1 ，-1）站点站点C2（+1，+1，-1，-1）站点站点C3（+1，-1，+1，-1）站点站点C4（+1，-1，-1，+1）2021-11-415 示例：在共享线路的系统中有示例：在共享线路的系统中有4个站点，它们的个站点，它们的地址码地址码分别是分别是矢量矢量C1（+1，+1 ，+1 ，+1 ）、）、C2（ -1 ，-1 ，+1 ，+1 ）、）、C3（ -1 ，+1 ， -1 ，+1 ）和）和C4（

15、-1 ，+1 ，+1， -1 ）。）。 此时所有的站点地址码都是正交的，例如此时所有的站点地址码都是正交的，例如1 1 1 11 1 1 11 30 2 4044CCCC 1 1 1 11 1 1 11 11 4 4144CCCC 假定在给定瞬间，站点假定在给定瞬间，站点1正在接收正在接收0，站点，站点2正在接收正在接收1，站点，站点3没有接收信号，而站点没有接收信号，而站点4正在接收正在接收0。线路上信号的叠加。线路上信号的叠加S是：是： 1, 1, 1, 11, 1, 1, 1 0,0,0,01, 1, 1, 11, 3, 1, 1S 因此，我们有下面的结果：因此，我们有下面的结果：1,

16、1, 1, 1 1, 3, 1, 11 141, 1, 1, 1 1, 3, 1, 12 141, 1, 1, 1 1, 3, 1, 13 041, 1, 1, 1 1, 3, 1, 14 14CSCSCSCS 示例：在共享线路的系统中有示例：在共享线路的系统中有4个站点，它们的个站点，它们的地址码地址码分别是分别是矢量矢量C1（+1，+1 ，+1 ，+1 ）、）、C2（ -1 ，-1 ，+1 ，+1 ）、）、C3（ -1 ，+1 ， -1 ，+1 ）和）和C4（ -1 ，+1 ，+1， -1 ）。）。2021-11-417 为降低通信线路造价，大型网络主要采用部分连接的拓扑结为降低通信线路造

17、价，大型网络主要采用部分连接的拓扑结构（广域网）。构（广域网）。 在部分连接的拓扑结构中，两个端节点之间的通信连接一般在部分连接的拓扑结构中，两个端节点之间的通信连接一般都要通过都要通过（交换节点）进行转接，中间节点要在它（交换节点）进行转接，中间节点要在它所连接的几条线路中选择一条来进行接续。这种由中间节点所连接的几条线路中选择一条来进行接续。这种由中间节点进行转接的通信称为进行转接的通信称为交换交换。 交换中心：连接很多个终端的交换节点交换中心：连接很多个终端的交换节点 交换网络：网络规模很大时，多个交换中心可以互联成交换交换网络：网络规模很大时，多个交换中心可以互联成交换网络网络实现交换

18、的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换。实现交换的方法主要有：电路交换、报文交换、分组交换。2021-11-418 也称为线路交换，是一种直接的交换方式；也称为线路交换，是一种直接的交换方式； 这种交换方式为一对需要进行通信的节点之间提供一条这种交换方式为一对需要进行通信的节点之间提供一条临临时的专用通道时的专用通道，既可以是物理通道又可以是逻辑通道（使，既可以是物理通道又可以是逻辑通道（使用时分或频分复用技术建立的信道）；用时分或频分复用技术建立的信道）； 这条通道是由交换节点这条通道是由交换节点内部电路内部电路对节点间对节点间传输路径传输路径经过适经过适当当选择、连接选择、连接而完成的

19、，是一条由多个交换节点和多条节而完成的，是一条由多个交换节点和多条节点间传输路径组成的链路。点间传输路径组成的链路。2021-11-419 电路建立电路建立通过源节点请求完成交换网中相应节点的连接过程，这个过程建通过源节点请求完成交换网中相应节点的连接过程，这个过程建立起一条由源节点到目的节点传输通道。立起一条由源节点到目的节点传输通道。 数据传输数据传输电路建立完成后，就可以在这条临时的专用电路上传输数据，在电路建立完成后，就可以在这条临时的专用电路上传输数据，在整个数据传输期间，传输通道一直被独占。整个数据传输期间，传输通道一直被独占。 电路拆除电路拆除在完成数据传输后，可以由源节点发出释

20、放请求信息，请求终止在完成数据传输后，可以由源节点发出释放请求信息，请求终止通信，若目的节点接受释放请求，则发回释放应答信息。通信，若目的节点接受释放请求，则发回释放应答信息。在电路拆除阶段，各中间节点相应地拆除该电路的对应连接，释在电路拆除阶段，各中间节点相应地拆除该电路的对应连接，释放由该电路占用的节点和信道资源。放由该电路占用的节点和信道资源。2021-11-420 数据传输可靠数据传输可靠 建立连接后，传输延迟小，实时性好建立连接后，传输延迟小，实时性好 呼叫建立时间长且存在呼损呼叫建立时间长且存在呼损 电路交换中一旦建立连接就独占线路，信道的利用率低电路交换中一旦建立连接就独占线路，

21、信道的利用率低 没有纠错机制，对通信双方而言必须做到双方的收发速度、没有纠错机制，对通信双方而言必须做到双方的收发速度、编码方法、信息格式和传输控制等一致才能完成通信编码方法、信息格式和传输控制等一致才能完成通信 传输速率较低，通常在传输速率较低，通常在128kbps以下以下 适用于模拟信息和实时大批量连续的数据传输适用于模拟信息和实时大批量连续的数据传输2021-11-421 存储转发（存储转发（Store and Forward）：在交换过程中，交换设）：在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到

22、目的地的操作。级一级中转，直到目的地的操作。2021-11-422 中间节点（交换节点）中间节点（交换节点）由具有存储能力、面向通信功能配由具有存储能力、面向通信功能配置的计算机承担，用户信息可以暂时保存在中间节点上。置的计算机承担，用户信息可以暂时保存在中间节点上。 存储转发无需同时占用整个物理线路。存储转发无需同时占用整个物理线路。 相关技术相关技术2021-11-4231.报文交换报文交换以报文为单位进行存储转发的技术。以报文为单位进行存储转发的技术。 报文：逻辑上完整的信息段报文：逻辑上完整的信息段 报文结构：报头、正文、报尾报文结构：报头、正文、报尾 报头：报文号、目标地址、源地址报

23、头：报文号、目标地址、源地址 正文：要发送的数据块正文：要发送的数据块 报尾：报文的校验信息报尾：报文的校验信息（完整转发完整转发）2021-11-424 与电路交换相比，报文交换没有建立电路和拆除电路所需与电路交换相比，报文交换没有建立电路和拆除电路所需的等待和时延；的等待和时延； 源节点和目标节点在通信时不需要建立一条专用的通路，源节点和目标节点在通信时不需要建立一条专用的通路，通信过程中不必独占线路，不同的报文可以共享同一线路，通信过程中不必独占线路，不同的报文可以共享同一线路，线路利用率高；线路利用率高； 数据传输的可靠性高：每个节点在存储转发中，都进行差数据传输的可靠性高：每个节点在

24、存储转发中，都进行差错控制，即检错或纠错；若中间节点发现某条线路故障，错控制，即检错或纠错；若中间节点发现某条线路故障，可选择其他转发路径；可选择其他转发路径； 与分组交换比较与分组交换比较 ，控制简单，没有报文的拆分和装配问题，控制简单，没有报文的拆分和装配问题，易于实现。易于实现。2021-11-425 由于由于“存储转发存储转发”和排队，和排队，增加了数据传输的延迟增加了数据传输的延迟 报文只能暂存在磁盘上，报文只能暂存在磁盘上，磁盘读取占用了额外的时间磁盘读取占用了额外的时间 报文长度未作规定，增加报文长度未作规定，增加存储管理的难度存储管理的难度 报文越长，差错（重传）概率增加，降低

25、效率报文越长，差错（重传）概率增加，降低效率基于以上缺点，报文交换基于以上缺点，报文交换难以支持实时通信和交互式通信难以支持实时通信和交互式通信的要求（如语音、实时视频等），现在已经基本不再使用的要求（如语音、实时视频等），现在已经基本不再使用该交换技术。该交换技术。2021-11-4262.分组交换分组交换 报文分组（报文分组（Packet） ：比报文还小的信息段，可定长，也可：比报文还小的信息段，可定长，也可变长变长 分组交换不像报文交换以报文为单位进行交换、传输，而是分组交换不像报文交换以报文为单位进行交换、传输，而是以更短的、标准的以更短的、标准的“报文分组报文分组” ” 为单位进行存

26、储转发。为单位进行存储转发。 源节点把报文分为报文分组，分组头部带有报文号、分组编源节点把报文分为报文分组，分组头部带有报文号、分组编号，在中间节点存储转发，到达目的节点后，目的节点按照号，在中间节点存储转发，到达目的节点后，目的节点按照分组编号重组报文分组编号重组报文2021-11-427分组交换优点分组交换优点 较小的报文分组使得分组交换中的中间节点存储容量要求较小的报文分组使得分组交换中的中间节点存储容量要求不高不高 转发延时小转发延时小 传输差错少及容易进行差错控制等传输差错少及容易进行差错控制等分组交换缺点分组交换缺点 目的站要对报文重新组装，增加了加工处理的时间和处理目的站要对报文

27、重新组装，增加了加工处理的时间和处理的复杂性的复杂性2021-11-428 类似于报文交换中把一份报文进行单独处理一样，数据报分类似于报文交换中把一份报文进行单独处理一样，数据报分组交换网把进网的任一分组都当作单独的组交换网把进网的任一分组都当作单独的“小报文小报文”来处理，来处理，而不管它属于哪个报文的分组。这种分组交换方式简称为数而不管它属于哪个报文的分组。这种分组交换方式简称为数据报传输方式。据报传输方式。 作为基本传输单位的作为基本传输单位的“小报文小报文”被称为数据报（被称为数据报（datagram）。）。例例: IP networks采用数据报分组交换技术采用数据报分组交换技术A.

28、B.3A.B.2A.B.1A.C.3A.C.2A.C.1AA.B.1A.B.3A.B.2A.C.3A.C.2A.C.1BCCBA12345节点地址节点地址乱序报文分组A.B.3A.B.2A.C.3A.C.2A.B.1A.C.1云图通通信信子子网网2021-11-430 数据报分组交换优点数据报分组交换优点 没有建立链接和拆除链接的过程，所以对短报文传输效率高，没有建立链接和拆除链接的过程，所以对短报文传输效率高，通信开销小；通信开销小； 同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网；同一报文的不同分组可以由不同的传输路径通过通信子网； 对网络故障有较强的适应能力；对网络故障有较强的适应能

29、力； 数据报分组交换缺点数据报分组交换缺点 同一报文的不同分组到达目的节点时可能出现乱序或丢失现同一报文的不同分组到达目的节点时可能出现乱序或丢失现象，接收端需要进行排序工作；象，接收端需要进行排序工作； 每一个报文分组在传输过程中都必须带有源节点地址和目的每一个报文分组在传输过程中都必须带有源节点地址和目的节点地址；节点地址； 使用数据报方式时，传输延迟较大，适用于突发性通信，不使用数据报方式时，传输延迟较大，适用于突发性通信，不适用于长报文、会话式实时通信。适用于长报文、会话式实时通信。2021-11-431 两个用户的终端设备在开始互相发送和接收数据之前需要通两个用户的终端设备在开始互相

30、发送和接收数据之前需要通过通信网络建立逻辑上的连接；过通信网络建立逻辑上的连接； 随后，所有报文分组都必须沿着事先建立的逻辑连接随后，所有报文分组都必须沿着事先建立的逻辑连接虚虚电路传输；电路传输； 用户不需要发送和接收数据时必须清除连接。用户不需要发送和接收数据时必须清除连接。虚电路方式具有分组交换与电路交换两种方式的优点，在计虚电路方式具有分组交换与电路交换两种方式的优点，在计算机网络中得到广泛的应用。算机网络中得到广泛的应用。 虚电路的工作过程类似于电路交换，但电路是虚电路的工作过程类似于电路交换，但电路是虚拟虚拟的，即没有在的，即没有在交换节点中建立物理连接（比如开关闭合连接），并且在

31、通信时交换节点中建立物理连接（比如开关闭合连接），并且在通信时不独占该信道。不独占该信道。 物理媒体被复用为多个子信道（称为物理媒体被复用为多个子信道（称为逻辑信道逻辑信道LC），子信道的串），子信道的串接形成虚电路（接形成虚电路（VC），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据的传输。的传输。 虚电路进行数据传输的过程：虚电路进行数据传输的过程： 虚电路建立：虚电路建立：(1)发送方发送含有地址信息的特定控制信息块（呼叫分组）发送方发送含有地址信息的特定控制信息块（呼叫分组）(2)该控制信息块途经的每个中间节点都会根据当前的逻辑信道和资该控制信息块途经的每

32、个中间节点都会根据当前的逻辑信道和资源使用状况，为本次通信分配逻辑信道和存储空间，并建立输入源使用状况，为本次通信分配逻辑信道和存储空间，并建立输入和输出逻辑信道映射表和输出逻辑信道映射表(3)所有中间节点分配的逻辑信道所有中间节点分配的逻辑信道LC串接起来就形成了虚电路串接起来就形成了虚电路VC。（交换机内部路由表（交换机内部路由表虚电路号：转发路径：预留资源）虚电路号：转发路径：预留资源）1 1 2 2 3 31 1 2 2 3 31 1 2 2 3 3用户用户1313用户用户2222用户用户1212用户用户2121 节点节点A A中继节点中继节点1 1中继节点中继节点2 2 节点节点B

33、B传输媒体传输媒体传输媒体传输媒体传输媒体传输媒体VC1VC1（用户（用户1111，用户，用户3131）=M1=M1（3 3）+ M4+ M4（1 1）VC2VC2（用户（用户1212，用户，用户2121）=M1=M1（2 2）+ M2+ M2（3 3）+ M3+ M3（1 1）VC3VC3（用户（用户1313，用户，用户2222）=M1=M1（1 1）+ M2+ M2（1 1）+ M3+ M3（2 2）VC4VC4（用户（用户3232，用户，用户2323）=M4=M4（2 2）+ M2+ M2（2 2）+ M3+ M3（3 3）虚电路的形成虚电路的形成各中继节点根据本节点逻辑信道各中继节点根

34、据本节点逻辑信道LC的使用情况，独立分配子信道。的使用情况，独立分配子信道。用户用户1111用户用户3131用户用户2323用户用户3232 1 21 2M1M1M4M4M3M3M2M2传输媒体传输媒体节点节点C C中继节点中继节点1路由表路由表虚电路号虚电路号 转发路径转发路径 预留资源预留资源VC1 M1(3) M4(1) 100ByteVC2 M1(2) M2(3) 50ByteVC3 M1(1) M2(1) 80ByteVC4 M4(2) M2(2) 60Byte2021-11-434 数据传输数据传输：(1)发送端站点发送的所有分组均沿着相同的虚电路传输至接发送端站点发送的所有分组均

35、沿着相同的虚电路传输至接收端，分组的发送和接收顺序完全相同收端，分组的发送和接收顺序完全相同(2)分组中只带虚电路号，而不带地址分组中只带虚电路号，而不带地址 虚电路释放：虚电路释放：(1)数据传输完毕，采用特定的控制信息块（拆除分组），释数据传输完毕，采用特定的控制信息块（拆除分组），释放该虚电路放该虚电路(2)通信的双方都可发起释放虚电路的动作通信的双方都可发起释放虚电路的动作2021-11-436 虚电路分组交换特点虚电路分组交换特点 虚电路在每次报文分组发送之前，必须在源节点与目的节点虚电路在每次报文分组发送之前，必须在源节点与目的节点之间建立一条逻辑连接；整个交换过程包括虚电路建立、

36、数之间建立一条逻辑连接；整个交换过程包括虚电路建立、数据传输和虚电路拆除三个阶段。据传输和虚电路拆除三个阶段。 报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息，只需要携带报文分组不必带目的地址、源地址等辅助信息，只需要携带虚电路标识号；虚电路标识号； 报文分组到达目的节点不会出现丢失、重复与乱序的现象报文分组到达目的节点不会出现丢失、重复与乱序的现象（保证通信服务质量）。（保证通信服务质量）。 报文分组通过每个虚电路上的节点时，节点只需要做差错检报文分组通过每个虚电路上的节点时，节点只需要做差错检测，而不需要做路径选择。测，而不需要做路径选择。 通信子网中每个节点可以和任何节点建立多条虚电路连接。通

37、信子网中每个节点可以和任何节点建立多条虚电路连接。2021-11-437两种类型的虚电路：两种类型的虚电路：永久虚电路永久虚电路PVC和交换虚电路和交换虚电路SVC 永久虚电路永久虚电路指在两个站点之间事先建立固定的链接，占用固指在两个站点之间事先建立固定的链接，占用固定的逻辑信道，类似于存在一条专用线路，任何时候，站点定的逻辑信道，类似于存在一条专用线路，任何时候，站点之间都可以进行通信（电信服务提供商提供服务）。之间都可以进行通信（电信服务提供商提供服务）。 交换虚电路交换虚电路则根据需要，动态建立和释放虚电路。则根据需要，动态建立和释放虚电路。注意注意：由于虚电路的建立和释放需要占用一定

38、的时间，因此：由于虚电路的建立和释放需要占用一定的时间，因此虚电路方式并不适合站点之间具有频繁的、短小数据交换的虚电路方式并不适合站点之间具有频繁的、短小数据交换的场合（交互式通信），而对大数据量的传输效率高。场合（交互式通信），而对大数据量的传输效率高。呼叫请求呼叫请求呼呼叫叫应应答答数据数据ABCD分组分组1分组分组2分组分组3ABCDABCD寻路延迟寻路延迟排队延迟排队延迟线路交换线路交换报文交换报文交换分组交换分组交换时时间间传输延迟传输延迟报报文文报报文文报报文文节点节点P1P1P1P2P2P2P3P3P32021-11-439 差错：接收端接收到的数据同发送端实际发出的数据不一差错

39、：接收端接收到的数据同发送端实际发出的数据不一致的现象。致的现象。 根据数据通信系统的模型，当数据从信源发出，经过通信根据数据通信系统的模型，当数据从信源发出，经过通信信道传输，由于信道总存在着一定的噪声，数据到达信宿信道传输，由于信道总存在着一定的噪声，数据到达信宿端后，接收的信号实际上是数据信号和噪声信号的叠加。端后，接收的信号实际上是数据信号和噪声信号的叠加。 接收端在采样时钟作用下接收数据，并根据阈值电平判断接收端在采样时钟作用下接收数据，并根据阈值电平判断信号电平。如果噪声对信号的影响非常大时，就会造成数信号电平。如果噪声对信号的影响非常大时，就会造成数据的传输错误。据的传输错误。2

40、021-11-441数据通信中的噪声包括：数据通信中的噪声包括：在数据通信中，物理线路本身的电气特性使在信道上传输信在数据通信中，物理线路本身的电气特性使在信道上传输信号随机地产生的信号幅度、频率、相位的畸形和衰减；号随机地产生的信号幅度、频率、相位的畸形和衰减；电气信号在线路上产生反射噪声的回波效应；电气信号在线路上产生反射噪声的回波效应；相邻线路之间的串线干扰；相邻线路之间的串线干扰；线路接触不良造成的信号时有时无；线路接触不良造成的信号时有时无；大气中的闪电、电源开关的跳火、自然界磁场的变化以及电大气中的闪电、电源开关的跳火、自然界磁场的变化以及电源的波动等外界因素。源的波动等外界因素。

41、线路传输差错是不可避免的，但要尽量减小其影响线路传输差错是不可避免的，但要尽量减小其影响2021-11-442 在数据通信过程中，发现差错（检错），对差错进行纠正在数据通信过程中，发现差错（检错），对差错进行纠正（纠错），从而把差错限制在数据传输允许的尽可能小的范围（纠错），从而把差错限制在数据传输允许的尽可能小的范围内的技术和方法统称为差错控制。内的技术和方法统称为差错控制。差错控制思想差错控制思想冗余：冗余：在数据通信中，原发送信息，不具备抗干扰性能，如果引入在数据通信中，原发送信息，不具备抗干扰性能，如果引入冗余度后，就可以使新的码组具有一定的抗干扰能力。冗余度后，就可以使新的码组具有一

42、定的抗干扰能力。目前差错控制常采用冗余编码方案同一定的差错控制方法相目前差错控制常采用冗余编码方案同一定的差错控制方法相结合，来检测甚至纠正信息传输中产生的错误。结合，来检测甚至纠正信息传输中产生的错误。2021-11-443前向差错控制前向差错控制(前向纠错前向纠错FEC) 接收端检测到接收信息有错后，通过一定的运算，确定差错接收端检测到接收信息有错后，通过一定的运算，确定差错的具体位置，并自动加以纠正。的具体位置，并自动加以纠正。 差错纠错编码有汉明码和卷积码等。差错纠错编码有汉明码和卷积码等。 差错纠错编码也只能解决部分出错的数据，对于不能纠正的错差错纠错编码也只能解决部分出错的数据，对

43、于不能纠正的错误，就只能使用自动请求重发误，就只能使用自动请求重发ARQ的方法。的方法。 反馈重发反馈重发(自动请求重发自动请求重发ARQ)接收端检测到接收信息有错后，通过反馈信道要求发送端重发接收端检测到接收信息有错后，通过反馈信道要求发送端重发原信息，直到接收端认可为止，从而实现纠错；原信息，直到接收端认可为止，从而实现纠错；实际网络中使用自动请求重发实际网络中使用自动请求重发ARQ同检错码相结合的方法。同检错码相结合的方法。2021-11-444停等式停等式ARQ发送端在发送完一个数据帧后，要等待接收端返回的应答信息发送端在发送完一个数据帧后，要等待接收端返回的应答信息若应答为确认信息（

44、若应答为确认信息（ACK）时，发送端才可以继续发送下一个）时，发送端才可以继续发送下一个数据帧数据帧若应答为不确认帧（若应答为不确认帧（NAK）时，发送端需要重发这个数据帧）时，发送端需要重发这个数据帧停等式停等式ARQ非常简单，由于是一种半双工的通信，因此系统的非常简单，由于是一种半双工的通信，因此系统的通信效率低。通信效率低。2021-11-4452.全部重发全部重发Go-Back-N ARQ发送方可连续发送多帧发送方可连续发送多帧若前面某帧出错，从该帧以后的各帧都需重发。若前面某帧出错，从该帧以后的各帧都需重发。3.选择重发选择重发 ARQ发送方可连续发送多帧发送方可连续发送多帧若前面某

45、帧出错，只需重发该出错的帧，发送方需要缓存若前面某帧出错，只需重发该出错的帧，发送方需要缓存前面所有未被确认的帧前面所有未被确认的帧2021-11-446冗余编码思想就是：把要发送的有效数据在发送时按照所使冗余编码思想就是：把要发送的有效数据在发送时按照所使用的某种用的某种差错编码规则差错编码规则加上控制码（冗余码），当信息到达接加上控制码（冗余码），当信息到达接收端后，再按照相应的校验规则检验收到的信息是否正确。收端后，再按照相应的校验规则检验收到的信息是否正确。纠错码：每个传输分组带有足够的冗余信息，使接收端能够纠错码：每个传输分组带有足够的冗余信息，使接收端能够发现并自动纠正传输中的错误

46、，例如：汉明码；卷积码；发现并自动纠正传输中的错误，例如：汉明码；卷积码；检错码：分组仅包含足以使接收端发现错误的冗余信息，但检错码：分组仅包含足以使接收端发现错误的冗余信息，但不能确定错误位的位置，即自己不能纠正传输错误，例如奇偶不能确定错误位的位置，即自己不能纠正传输错误，例如奇偶校验码；校验码；CRC循环冗余码等；循环冗余码等；2021-11-447在原始数据字节的最高位在原始数据字节的最高位/最低位增加一个附加比特位，使结最低位增加一个附加比特位，使结果中果中1的个数为奇数的个数为奇数(奇校验奇校验)或偶数或偶数(偶校验偶校验)。增加的位称为奇。增加的位称为奇偶校验位。偶校验位。例如：例如：原始数据原始数据= =11000101100010，采用偶校验。，采用偶校验。 则增加校验位后的数据为则增加校验位后的数据为1 111000101100010若接收