综合布线与网络技术黄河主编第二章2.1.4~第三章上课课件

1、电子工程学院电子工程学院 滕凯滕凯信号的基带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论模拟基带信号传输模拟基带信号传输信号的基带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论模拟基带信号传输模拟基带信号传输信号的基带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论数字基带信号传输数字基带信号传输信号的基带传输数字基带信号传输数字基带信号传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论信号的基带传输数字基带信号传输数字基带信号传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论信号的基带传输基带传输基带信号可以进入信道传输，这种模拟基基带信号可以进入信道传输，这种模拟基带信号不经过

2、调制而直接传输的通信方式。带信号不经过调制而直接传输的通信方式。基带信号进入信道传输，模拟基带信号经基带信号进入信道传输，模拟基带信号经过量化和编码的传输通信方式。过量化和编码的传输通信方式。第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论信号的频带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 前面我们已经前面我们已经了解了了解了数字信号的基带传输，知道数字基带信号数字信号的基带传输，知道数字基带信号具有丰富的具有丰富的低频成分低频成分，只适合在，只适合在低通型信道低通型信道中传输（比如双绞中传输（比如双绞线），但是在通信系统中实际使用的信道多为线），但是在通信系统中实际使用的信道多为带通

3、型带通型，例如各个，例如各个频段的频段的无线信道无线信道、限定频率范围的、限定频率范围的同轴电缆同轴电缆等。为了使数字信号等。为了使数字信号能在带通信道中传输，必须采用能在带通信道中传输，必须采用数字调制数字调制方式。搬到频谱较高的方式。搬到频谱较高的信道上进行传输。这就是数字信号的频带传输。信道上进行传输。这就是数字信号的频带传输。信号的频带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频带传输系统频带传输系统频带传输：又称调制输出，适用于电话网信道的传输。频带传输：又称调制输出，适用于电话网信道的传输。电话网属于带通型信道，不适合直接基带信号，需要电话网属于带通型信道，不适合直接基带信

4、号，需要对其进行调制对其进行调制。宽带传输：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和宽带传输：将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号，称为数字信号，称为宽带传输宽带传输。宽带是比音频带宽更宽的频带，。宽带是比音频带宽更宽的频带，它包括大部分电磁波频谱。使用这种宽频带传输的系统，称它包括大部分电磁波频谱。使用这种宽频带传输的系统，称为为宽带传输系统宽带传输系统.其通过借助频带传输，可以将链路容量分解其通过借助频带传输，可以将链路容量分解成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就成两个或更多的信道，每个信道可以携带不同的信号，这就是宽带传输。是宽带传输。宽带是传输宽带是传输

5、模拟信号模拟信号，数据传输速率范围为，数据传输速率范围为0400Mb/s，而，而通常使用的传输速率是通常使用的传输速率是5Mb/s10 Mb/s。它可以容纳全部广。它可以容纳全部广播，并可进行高速数据传输。播，并可进行高速数据传输。宽带传输系统多是模拟信号传输系统。宽带传输系统多是模拟信号传输系统。信号的宽带传输第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论宽带传输系统宽带传输系统多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 一般来说，正在通信的两个站点不会完全用尽数据链路的全一般来说，正在通信的两个站点不会完全用尽数据链路的全部带宽。部带宽。“复用复用”(multiplexin

6、g) 就是使一条数据链路能同时传输就是使一条数据链路能同时传输多路信号的一组技术。复用技术最常用在使用大容量光纤、同轴多路信号的一组技术。复用技术最常用在使用大容量光纤、同轴电缆或微波链路的长途通信方面，以及广域网的主干连接。电缆或微波链路的长途通信方面，以及广域网的主干连接。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论多路复用技术频分多路复用时分多路复用异步异步同步同步多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术频分多路复用技术 频分多路复用：频分多路复用：是将多路信号按频率的不同进行复用并

7、传是将多路信号按频率的不同进行复用并传输的方法。输的方法。 复接和分接：复接和分接：在频分多路复用中，信道的带宽被分成若干在频分多路复用中，信道的带宽被分成若干个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段，因而在个相互不重叠的频段，每路信号占用其中一个频段，因而在接收端可采用适当的带宽滤波器将多路信号分开，从而恢复接收端可采用适当的带宽滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的原始信号。出所需要的原始信号。 频分 多路 复用器 频分 多路 解复用器 输入端 输出端 信道1 信道2 信道3 信道n f1 f2 f3 fn 保护频带 1 2 n 1 2 n 多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论

8、信息通信技术概论频分多路复用技术的原理频分多路复用技术的原理 下图给出了频分多路复用的原理图。以n路为例，模拟信号经过FDM复用过程到达同一传输介质上。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术应用系统频分多路复用技术应用系统 1. 电话系统电话系统 频分多路复用频分多路复用最典型的应用是话音信号频分最典型的应用是话音信号频分多路复用载波通信系统。通话用户发出的声音频多路复用载波通信系统。通话用户发出的声音频率结构不完全相同，但频谱能量主要集中在率结构不完全相同，但频谱能量主要集中在3003400Hz之间，滤波器将每个话音信号的带宽限制之间，滤波器将每个话音信号

9、的带宽限制在在3100Hz左右，当多个通道被复用在一起时，每左右，当多个通道被复用在一起时，每个通道分配个通道分配4kHz的带宽，以使彼此频带间隔足够的带宽，以使彼此频带间隔足够远，防止出现串音。远，防止出现串音。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术应用系统频分多路复用技术应用系统多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术应用系统频分多路复用技术应用系统多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术信道计算频分多路复用技术信道计算简单来说简单来说 频分多路复用技术的信道数量就是频分多路复用技术的信

10、道数量就是“一加一乘一加一乘” 假设一个传输介质的带宽为假设一个传输介质的带宽为100KHZ，如每个子信道的带宽为，如每个子信道的带宽为4KHZ，每个子信道间再留一个，每个子信道间再留一个2KHZ的带宽间隔。的带宽间隔。4n+2(n-1)=100由此可得：由此可得：n=17多路复用器多路复用器多路复用器多路复用器S1S2S3123多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论时分多路复用技术时分多路复用技术 时分多路复用是以时间作为信号分隔的参量，既信号在时间位时分多路复用是以时间作为信号分隔的参量，既信号在时间位置上分开，但它们所占用的频带是重叠的。当传输介质所能达到的置上分开，

11、但它们所占用的频带是重叠的。当传输介质所能达到的数据传输速率超过了传输信号所需的数据传输速率时，利用每个信数据传输速率超过了传输信号所需的数据传输速率时，利用每个信号在时间上交叉，可以在一个传输通道上传输多路信号，实现信号号在时间上交叉，可以在一个传输通道上传输多路信号，实现信号的时分多路复用。的时分多路复用。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论时分多路复用技术原理时分多路复用技术原理多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论时分多路复用技术原理时分多路复用技术原理多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论同步时分多路复用技术原理同步时分多

12、路复用技术原理多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论同步时分多路复用技术原理同步时分多路复用技术原理 同步时分多路复用的原理：按固定顺序把时间同步时分多路复用的原理：按固定顺序把时间段循环轮流地分配给各路信号，接收端按相应的时段循环轮流地分配给各路信号，接收端按相应的时间顺序轮流接收后恢复各路信号。这种方式的缺点间顺序轮流接收后恢复各路信号。这种方式的缺点是容易造成信道资源的浪费，因为即使有一路信号是容易造成信道资源的浪费，因为即使有一路信号不发送，但它同样占用了时间段。不发送，但它同样占用了时间段。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论异步时分多路复用

13、技术原理异步时分多路复用技术原理多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论异步时分多路复用技术原理异步时分多路复用技术原理 异步时分多路复用的原理：发送端对各路进行异步时分多路复用的原理：发送端对各路进行扫描，只有当某路需要发送信号时，才给它分配一扫描，只有当某路需要发送信号时，才给它分配一个时间段，如不需要就跨过。这样，因为各路信号个时间段，如不需要就跨过。这样，因为各路信号不是固定的时间段出现，所以，当信号到达接受端不是固定的时间段出现，所以，当信号到达接受端时，接收端就无法知道哪一个时间段的信号属于哪时，接收端就无法知道哪一个时间段的信号属于哪一路。因此异步时分多路复用时

14、，要把发送端各端一路。因此异步时分多路复用时，要把发送端各端的地址、接收端各端的地址等信息附加在信号上一的地址、接收端各端的地址等信息附加在信号上一同发送出去，接收端就按地址分送各路信号。同发送出去，接收端就按地址分送各路信号。多路复用技术第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频分多路复用技术和时分多路复用技术比较频分多路复用技术和时分多路复用技术比较 时分复用技术和频分复用技术的比较主要从以下三个方面进行时分复用技术和频分复用技术的比较主要从以下三个方面进行： 复用原理比较复用原理比较（分频和分时）（分频和分时） 设备复杂性设备复杂性 (FDM相对简单，相对简单，TDM相对复杂）相对

15、复杂） 性能比较（性能比较（FDM失真和串扰，失真和串扰，TDM抗干扰能力强抗干扰能力强 TDM可加密，适合光纤传输）可加密，适合光纤传输） 数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论1 用数字信号传输数字类数据2 用模拟信号传输数字类数据3 用数字信号传输模拟类数据数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输数字类数据 数字数据的数字信号编码就是讲二进制数字数据数字数据的数字信号编码就是讲二进制数字数据用两个电平来表示。形成一个矩形脉冲电信号，有矩用两个电平来表示。形成一个矩形脉冲电信号，有矩形脉冲电信号组成数字数据包括单极、双极性全宽码形脉冲电信号组成数

16、字数据包括单极、双极性全宽码脉冲，单极、双极性归零码脉冲。脉冲，单极、双极性归零码脉冲。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论全宽单极码脉冲数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论全宽双极码脉冲数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论单极归零码脉冲数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论双极归零码脉冲数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论曼彻斯特码脉冲数据编码差分曼彻斯特码脉冲第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信

17、技术概论用模拟信号传输数字类数据 发送设备产生一个高频模拟信号作为基波来承载数字数据。此基波称为“载波信号载波信号” 或“载波频率载波频率” 。 数字数据信号通过改变载波信号的一个或多个特性（振幅、频率和相位）形成“调制信号调制信号”。 最常见的应用：借助于调制解调器(modem)利用公用电话线路上网。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用模拟信号传输数字类数据使用载波信号对数字数据进行调制的主要技术有：使用载波信号对数字数据进行调制的主要技术有：幅移键控编码幅移键控编码 ( ASK )频移键控编码频移键控编码 ( FSK )相移键控编码相移键控编码 ( PSK)数据编码第二

18、章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论幅移键控编码 ( ASK ) 移幅键控是把频率和相位定义为常量，振幅定义为变量，每移幅键控是把频率和相位定义为常量，振幅定义为变量，每个振幅值代表一种位，二进制中是指两个符号的振幅调制。个振幅值代表一种位，二进制中是指两个符号的振幅调制。 噪声通常只影响振幅。所以噪声通常只影响振幅。所以ASK是受噪声影响最大的调制技是受噪声影响最大的调制技术。故此在语音线路上术。故此在语音线路上ASK通常仅用于数据率不高于通常仅用于数据率不高于1200 bps的情况的情况。 二进制的两个数分别由载波信号两种不同的振幅值表示。通二进制的两个数分别由载波信号两种不同的振幅

19、值表示。通常，其中一个振幅值为零，以降低传输信息所需的能量。常，其中一个振幅值为零，以降低传输信息所需的能量。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论频移键控编码 ( FSK ) 频移键控是把振幅和相位定义为常量，而频率的变化代表数频移键控是把振幅和相位定义为常量，而频率的变化代表数字脉冲的两种信息位。字脉冲的两种信息位。抗干扰性能优于抗干扰性能优于ASK（噪声对其影响小）。（噪声对其影响小）。典型数据率为典型数据率为1200bps左右（语音线路）。左右（语音线路）。亦常用于高频亦常用于高频 (3 to 30 MHz)无线传输。无线传输。使用同轴电缆的局域网中，甚至可用于更高的频

20、率。使用同轴电缆的局域网中，甚至可用于更高的频率。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论相移键控编码 ( PSK ) 相移键控是把振幅和频率定义为常量，而所选用正弦波的起相移键控是把振幅和频率定义为常量，而所选用正弦波的起始相位不同表示信息位始相位不同表示信息位通过载波相位的变换表示数据通过载波相位的变换表示数据抗干扰性能优于抗干扰性能优于ASK（噪声对其影响小）。（噪声对其影响小）。用两个相位代表两个二进制数：用两个相位代表两个二进制数：从理论上讲，相移键控方式有较强的抗干扰能力，也就是说，在从理论上讲，相移键控方式有较强的抗干扰能力，也就是说，在同样的误码率下，它要求的信号

21、噪声比较小，是目前采用最多的同样的误码率下，它要求的信号噪声比较小，是目前采用最多的一种调制方式。一种调制方式。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论差分相移键控编码 ( DPSK )传输信号的起始相位与前一信号的起始相位相同：二进制传输信号的起始相位与前一信号的起始相位相同：二进制 传输信号的起始相位与前一信号的起始相位相反：二进制传输信号的起始相位与前一信号的起始相位相反：二进制 DPSK利用前后脉冲的相位差别来区分利用前后脉冲的相位差别来区分1或者或者0，用这种技术设计的，用这种技术设计的光接收机，可以在光功率非常低的情况下，正确区分信号。光接收机，可以在光功率非常低的情

22、况下，正确区分信号。改变载改变载波信号波信号的的振幅振幅改变载改变载波信号波信号的的频率频率改变载改变载波信号波信号的的相位相位数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据数字化数字化(Digitization)把模拟数据转换为数字数据，再通过他技术转换为把模拟数据转换为数字数据，再通过他技术转换为数字信号进行传输。数字信号进行传输。Analog to Digital Encoding主要问题主要问题 如何在不损失信号质量的前提下，将信息（数据）从无穷多的连如何在不损失信号质量的前提下，将信息（数据）从无穷多的连续值转换为有限个离散值。续值转换为有限个离散值。

23、主要方法：主要方法：PCM（脉冲编码调制）（脉冲编码调制） 采样（脉幅调制，采样（脉幅调制，PAM） 量化量化 二进制编码二进制编码数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据1.采样采样模拟模拟-数字编码的第一步是所谓数字编码的第一步是所谓“PAM”（脉幅调制），即对模拟（脉幅调制），即对模拟信号进行采样，然后生成一连串基于采样结果的脉冲。信号进行采样，然后生成一连串基于采样结果的脉冲。如果以一定时间间隔对某个信号f(t)进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含

24、了原信号的全部信息。通过使用低通过滤器，可以由这些采样值重新构成信号f(t) 。数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据1.采样采样数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据2.量化量化这是一个分级过程，把采样所得到的脉冲信号按重量级比较这是一个分级过程，把采样所得到的脉冲信号按重量级比较数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据3.编码编码数据编码第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论用数字信号传输模拟类数据 使用各种使用各种“数字数字-数字数字”编码技术将二进制数字转换为数

25、编码技术将二进制数字转换为数字信号进行传送。字信号进行传送。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念网络的拓扑结构网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小，形状无关的点，线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中个实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结

26、构 在总线型拓扑结构中，文件服务器和工作站都连在一条公共的在总线型拓扑结构中，文件服务器和工作站都连在一条公共的电缆上，如图电缆上，如图11所示。传输信息时，各工作站将带有目地的信息所示。传输信息时，各工作站将带有目地的信息包发送到公用电缆上，并传输给与总线相连的所有工作站，各工作包发送到公用电缆上，并传输给与总线相连的所有工作站，各工作站在对网络上的信息包的地址进行检查，看是否与自己的的站点地站在对网络上的信息包的地址进行检查，看是否与自己的的站点地址相符，如相符，则接受该信息。址相符，如相符，则接受该信息。终端终端电阻电阻终端终端电阻电阻源主机源主机数据分组数据分组 目标设备目标设备 图1

27、1 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念2 星形拓扑结构星形拓扑结构 的网络有一个中央节点，网络的其他节点如工作站、的网络有一个中央节点，网络的其他节点如工作站、服务器等都与中央节点直接相连，如图服务器等都与中央节点直接相连，如图12.中央节点可以是文件中央节点可以是文件服务器，也可以是无源或有源的连接器（如共享式服务器，也可以是无源或有源的连接器（如共享式Hub或交换机或交换机等）。一般使用共享式等）。一般使用共享式Hub或交换机

28、作为中心节点。或交换机作为中心节点。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念2 星形拓扑结构星形拓扑结构中央节点中央节点工作站工作站文件服务器文件服务器图12 在星形拓扑网络中，由于各节点都用自己的电缆与中央节点相连，在星形拓扑网络中，由于各节点都用自己的电缆与中央节点相连，数据的传输不会在工作站到中央节点的线路上发生碰撞，这种系统也数据的传输不会在工作站到中央节点的线路上发生碰撞，这种系统也较容易扩充，并可实现多个中央节点的级联，施主从式网络所使用的较容易扩充，并可实现多个中央节点的级联，施主从式网络所使用的主要拓扑结构。主要拓扑结构。扩展星型拓扑

29、结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 1.电缆长度短 2.不许接线盒：因为它是点到电的链接，因此不需要接线盒，也就不存在中央节点的问题。 3.适用于光纤 这种拓扑结构的网络是有一些中继器和连接中继器的点到点链路组成的闭合环形网络，如图13所示。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念3.环形环形拓扑结构拓扑结构图13 包括了两个共心的环。为了在网络中提供可靠性和灵活性，每台网络设备是两个独立的环型拓扑结构中的一部分。由于这种拓扑结构具有容错特性和自动恢复的特性，这两个环可以重新配置从而形成一个更大的环，而且当出现一个介质故障是该网络依然

30、能够持续地运行。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念3.环形环形拓扑结构拓扑结构优点：传输线路多元化，传输速度快，网络不宜瘫痪。 缺点：花费太高！ 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念4.网状网状拓扑结构拓扑结构优点：优点：结构比较简单，成本低结构比较简单，成本低。扩充节点方便灵活扩充节点方便灵活。缺点：缺点：对根的依赖性大对根的依赖性大。 通信网络的拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络拓扑结构的概念5.树状树状拓扑结构拓扑结构计算机通信第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术

31、概论 计算机网络常用的分类方法是计算机网络常用的分类方法是按网络分布范围的大小分类，可分按网络分布范围的大小分类，可分为局域网、城域网和广域网；如按为局域网、城域网和广域网；如按网络传输介质的特性分类，则可分网络传输介质的特性分类，则可分为基带网和宽带网；而按传输技术为基带网和宽带网；而按传输技术来分类，又可分为广播式网络和点来分类，又可分为广播式网络和点到点网络。到点网络。计算机网络的分类计算机网络的分类计算机通信第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机网络的分类计算机网络的分类1. 局域网局域网 顾名思义就是局部区域的计算机网络。在局域网中，计算机及其他互连设备顾名思义就是局部

32、区域的计算机网络。在局域网中，计算机及其他互连设备的分布范围一般在有限的地理范围内，因此，局域网的本质特征是分布距离短、的分布范围一般在有限的地理范围内，因此，局域网的本质特征是分布距离短、数据传输速度快。数据传输速度快。2. 城域网城域网(MAN) 城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。城域网原本指的是介于局域网与广域网之间的一种大范围的高速网络。3. 广域网广域网(WAN) 也称远程网。计算机广域网一般是指将分布在不同国家、地域甚至全球范围也称远程网。计算机广域网一般是指将分布在不同国家、地域甚至全球范围内的各种局域网以及计算机、终端设备等互连而成的大型计算机通信网

33、络。内的各种局域网以及计算机、终端设备等互连而成的大型计算机通信网络。计算机通信第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机网络的分类计算机网络的分类4.基带网基带网 基带网是指网络所用的传输介质的通频带完全用于一种信号的传输。基带网是指网络所用的传输介质的通频带完全用于一种信号的传输。5.宽带网宽带网 宽带网是指网络所用的传输介质的通频带比较宽，达宽带网是指网络所用的传输介质的通频带比较宽，达300400MHZ，可以用频分多路技术，把通频带划分为多个信道。可以用频分多路技术，把通频带划分为多个信道。6.广播式网络广播式网络 广播式网络仅又一条通信信道，网上的所有计算机都共享这条信道。

34、广播式网络仅又一条通信信道，网上的所有计算机都共享这条信道。7.点对点网络点对点网络 点对点网络由一对对机器之间的多条连接构成。点对点网络由一对对机器之间的多条连接构成。计算机通信第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构常见的基本拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型和网状等。常见的基本拓扑结构有：总线型、星型、环型、树型和网状等。 1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线上传输信息通常多以基带形式串行传递，每个节点上的网络接口板硬总线上传输信息通常多以基带形式串行传递，每个节点上的网络接口板硬件均具有收、发功能，接收器负责接收总线上的串行信息并转换成

35、并行信件均具有收、发功能，接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到微机工作站；发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总息送到微机工作站；发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上，总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时，该节点线上，总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时，该节点的接收器便接收信息。的接收器便接收信息。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构总线型拓扑结构的优点： (1). 结构简单灵活，非常便于扩充，网络响应速度快。 (2). 设备量少、价格低廉、安装使用方便。 (3). 某个站点失效

36、不会影响到其他站点。 (4). 共享资源能力强，极便于广播式工作，一个节点发送的数据帧所有节点都可接收。 (5). 所需电缆长度很短，减少了安装费用，易于布线和维护。 (6). 易于扩充，在层、线的任何点都可将欲增加的新站点接入或者通过中继器加上一个附加段来增加长度。 (7). 多个节点共用一传输信道，信道利用率高； (8). 传输速率高，可达l-l0Mbps。 第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论总线型拓扑结构的缺点： (1). 总线拓扑的网不是集中控

37、制，故障检测需在网上各个站点进行，使故障诊断困难。(2). 如果故障发生在站点，只需将该站点从总线上去掉，但如果传输介质故障，则整个这段总线要切断。因而故障隔离困难。(3). 在总线的干线基础上扩充，可采用中继器，但此时需重新配置，包括电缆长度的剪裁，终端器的调整等。(4). 接在总线上的站点要有介质访问控制功能，因此站点必须具有智能，从而增加了站点的硬件和软件费用。(5). 所有的工作站通信均通过一条共用的总线，导致实时性很差。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 2.星型拓扑结构星型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论在星型拓扑结构中，网络中的各节点通过点到

38、点的方式连接到一个中央节点(又称中央转接站)上，由该中央节点向目的节点传送信息。中央节点执行集中式通信控制策略，因此中央节点相当复杂，负担比各节点重得多。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 树型拓扑结构树型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 树形结构是星型结构的一个变形，各节点发送信息的首先被根节点接受，然后广播式的发送到全网，根节点起到中心的作用，该结构的优缺点与星型一样星型结构的优点：(1) 网络结构简单，便于管理，便于大型网络的维护和调试。 (2) 控制简单，建网容易，移动某个工作站非常简单。(3) 网络延迟时间较短，误码率较低。(4) 中央节点和中间

39、接线盒都有一批集中点，可方便地提供服务和网络重新配置。(5) 每个连接只接一个设备，单个连接的故障只影响一个设备，不会影响全网。(6) 每个站点直接连到中央节点，故障容易检测和隔离，可很方便地将有故障的站点从系统中删除。(7) 任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点，控制介质访问的方法简单，使访问协议也十分简单。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 2.星型拓扑结构星型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论星型结构的缺点； (1) 一条通信线路只被该线路上的中央节点和一个站点使用，因此线路利用率不高； (2) 中央节点负荷太重，而且当中央节点产生故障时，全网不能工

40、作，所以对中央节点的可靠性和冗余度要求很高。(3) 电缆长度和安装：星型拓扑中每个站点直接和中央节点相连，需要大量电缆，电缆沟、维护、安装等一系列问题会产生，因此而增加的费用相当可观。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 2.星型拓扑结构星型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论节点计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 3.环型拓扑结构环型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 在环型拓扑结构中，各个节点通过通信线路，首尾相接，形成闭合的环型。环中的数据沿一个方向传递。由于信号单向传递，因此，适宜使用光纤，可以构成高速网络。环型拓扑结

41、构简单，传输延迟固定；环中的任何一个节点发生故障，都会导致全网瘫痪，因此各个节点都可能成为网络的瓶颈；环节点的加入和撤出的过程都很复杂，网络扩展和维护都不方便。 环型拓扑的优点：环型拓扑的优点： (1) 信息在网中沿固定方向流动，两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制； (2) 某个节点发生故障时，可以自动旁路（由“中继器”完成），可靠性较高； (3) 所需电缆长度比星型拓扑要短得多，同时不需像星型拓扑结构那样配制接线盒。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 3.环型拓扑结构环型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 环型拓扑的缺点：环型拓扑的缺点： (1

42、) 扩充环的配置比较困难，同样要关掉一部分已接入网的站点也不容易。 (2) 由于信息是串行穿过多个节点环路接口，当节点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长。但当网络确定时，其延时固定，实时性强。 (3) 环上每个节点接到数据后，要负责将它发送至环上，这意味着要同时考虑访问控制协议。节点发送数据前，必须事先知道传输介质对它是可用的。计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 3.环型拓扑结构环型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 4.网型拓扑结构网型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 将多个子网

43、或多个网络连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中、集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。根据组网硬件不同，主要有三种网际拓扑： 网状网：在一个大的区域内，用无线电通信链路连接一个大型网络时，网状网是最好的拓扑结构。 主干网：通过桥接器与路由器把不同的子网或LAN连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。 星状相连网：利用一些叫做超级集线器的设备将网络连接起来，由于星型结构的特点，网络中任一处的故障都可容易查找并修复。 计算机通信计算机网络的计算机网络的拓扑结构拓扑结构 4.网型拓扑结构网型拓扑结构第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技

44、术概论网状拓扑的优点：网状拓扑的优点：(1) 网络可靠性高，一般通信子网中任意两个节点交换机之间，存在着两条或两条以上的通信路径，这样，当一条路径发生故障时，还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机。(2) 网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率。 (3) 网内节点共享资源容易。(4) 可改善线路的信息流量分配。(5) 可选择最佳路径，传输延迟小。网状拓扑的缺点：网状拓扑的缺点：(1) 控制复杂，软件复杂。(2) 线路费用高，不易扩充。 计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的

45、以太网（以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（快速以太网（100Mbit/s）和）和10G（10Gbit/s）以太网。）以太网。 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect） 载波监听多路访问载波监听多路访问/冲突检测方法冲突检测方法 在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效 地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协议要解决的

46、问题。CSMA/CD控制方式的优点是：控制方式的优点是： 原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位 ，不需，不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发送时间增长，发送效率急剧下降。发送效率急剧下降。 它的工作原理是它的工作原理是: 发送数据前发送数据前 先监听信道是否空闲先监听信道是否空闲 ,若空闲若空闲 则立即发送数据则立即发送数据.在发送数在发送数据时据时,边发送边继续监听边发送边继续监听.若监听到冲突若监听到冲突,则立即停止发送数据则立即停止发送数

47、据.等待一段等待一段随机时间随机时间,再重新尝试再重新尝试. 计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论CSMA/CD控制规程：控制规程： 控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题（主要是数据碰撞问题）出现的问题（主要是数据碰撞问题） 控制过程包含四个处理内容：控制过程包含四个处理内容：侦听、发送、检测、冲突处理侦听、发送、检测、冲突处理 （1） 侦听：侦听： 通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数通过专门的检测机构，在站

48、点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送（线路是否忙）？据正在传送（线路是否忙）？ 若若“忙忙”则进入后述的则进入后述的“退避退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听工处理程序，进而进一步反复进行侦听工作。作。 若若“闲闲”，则，则以以一定一定的的算法原则决定如何发送。算法原则决定如何发送。（2） 发送：发送： 当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。 计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术

49、概论信息通信技术概论（3） 检测：检测： 数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边接收，以判断是否冲突了。要对数据边发送，边接收，以判断是否冲突了。（4）冲突处理：）冲突处理： 当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况：有两种冲突情况： 侦听中发现线路忙侦听中发现线路忙 发送过程中发现数据碰撞发送过程中发现数据碰撞 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。每次延时的时

50、间不一致，直到可以发送为止。每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。由退避算法确定延时值。 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次重新发送重新发送 。 退避算法。退避算法。 当出现线路冲突时，如果冲突的各站点都采用同样的退避间隔当出现线路冲突时，如果冲突的各站点都采用同样的退避间隔时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。因此，要求各个站点时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。因此，要求各个站点的退避间隔时间具有差异性。这要求通过退避算法来实现。的退避间隔时间具有差异性。这要求通过退避

51、算法来实现。计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论（1）10Base-5是总线型同轴电缆以太网（或称为标准以太网）的简略是总线型同轴电缆以太网（或称为标准以太网）的简略标示符。它是基于粗同轴电缆的原始以太网系统。标示符。它是基于粗同轴电缆的原始以太网系统。（2）10Base-2是总线型细缆以太网的简略标示。它是以太网支持的第

52、是总线型细缆以太网的简略标示。它是以太网支持的第二类传输介质。二类传输介质。（3）10Base-T和和100Base-T特点：特点：1.传输介质：传输介质：10base-T为为3类类UTP双绞线；双绞线；100base-T为为5类类UTP双绞线双绞线2.插头：插头：RJ-45（水晶头）（水晶头）3.最大传输距离：最大传输距离：100M4.信号频率范围：信号频率范围：1020MHz5.典型产品：典型产品：10base-T网卡和集线器网卡和集线器6.两个工作站之间最多允许两个工作站之间最多允许4个中继器和个中继器和5个电缆段，即个电缆段，即UTP电缆最大长度为电缆最大长度为500M计算机通信常见的

53、几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网1.以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论10Base-T网卡网卡分类：分类：16位位ISA在总线网卡、在总线网卡、32位位EISA总线网卡、总线网卡、32位位PCI总线网卡、总线网卡、MCA（微通道结构）网卡和（微通道结构）网卡和PCMCIA网卡网卡10Base-T集线器集线器集线器的英文称为集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是是“中心中心”的意思，集线器的主要功能是的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输

54、距离，同时把所有对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。节点集中在以它为中心的节点上。集线器集线器计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网2.千兆千兆以太网以太网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 千兆以太网千兆以太网是提供100Mbps数据传输速率的以太网。千兆以太网与现有以太网完全兼容，仅仅是速度更快，它的传输速率达到1Gbps，千兆以太网支持全双工操作，最高速率可以达到2Gbps。 千兆以太网的物理层标准规定了4种介质标准，短波长激光光纤标准1000Base-SX，长波长激光标准1000Base-LX，铜线介质系统标准1

55、000base-T计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网3.令牌环网令牌环网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网3.令牌总线网令牌总线网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论 令牌总线网按与令牌环同样的原理进行工作，但在物理上却是一个总线网。在令牌总线网中，物理总线上的站点在逻辑上被组织成一个环。令牌在其间传递，一个站点想发送数据须等待令牌的到达。PS=1PS=7PS=3PS=5PS=4NS=5NS=4NS=7NS=3NS=1特点：特点：物理上是总线网，逻辑上是令牌网应用：应用：工厂自动化和过程控制 (适合总线状的装配线，并具有可

56、预测的时延，能满足实时处理要求)物理层：物理层：传输媒体为75宽带同轴电缆，基带信号需要调制数据速率1Mbps、5Mbps或10Mbps；逻辑环中， 按照地址从高到低的顺序进行排列， 最低地址后面紧接着是最高地址。环中每个站都只知道它的本站地址(TS)、直接前趋(PS)和直接后继(NS)的地址。令牌是按照环中排列顺序进行传递的， 当一个站发完数据后， 在令牌中填入其后继站的地址， 并传给后继站。 依此， 令牌在逻辑环中循环流动，各站轮流发送，没有冲突。由于总线是广播介质，因此， 令牌带有地址令牌带有地址。计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网3.令牌总线网令牌总线网第二章第二章 信息通信技

57、术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网3.令牌总线网令牌总线网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论说明：蓝色帧为令牌帧，绿色帧为数据帧。令牌帧按站点序号由高到低依次轮询。计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网4.ATM网网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网4.ATM网网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机通信常见的几种局域网常见的几种局域网4.ATM网网第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论网络体系结构和网络协议第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论组成计算机网络的两极

58、结构组成计算机网络的两极结构 一级是资源子网，一级是一级是资源子网，一级是通信子网。资源子网主要完通信子网。资源子网主要完成数据储存、数据处理；通成数据储存、数据处理；通信子网主要完成数据传输、信子网主要完成数据传输、数据交换的功能。数据交换的功能。资源子网：主要由计算机及资源子网：主要由计算机及其软件和请求利用资源的用其软件和请求利用资源的用户组成。户组成。通信子网：主要由转换节点通信子网：主要由转换节点和高速通信线路组成。和高速通信线路组成。网络体系结构和网络协议第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论组成计算机网络的两极结构组成计算机网络的两极结构 资源子网：资源子网：计算机网络首

59、先是一个通信网络，各计算机之间通过通计算机网络首先是一个通信网络，各计算机之间通过通信媒体、通信设备进行数字通信，在此基础上各计算机可以通过网络软件信媒体、通信设备进行数字通信，在此基础上各计算机可以通过网络软件共享其它计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源。从计算机网络各组共享其它计算机上的硬件资源、软件资源和数据资源。从计算机网络各组成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。成部件的功能来看，各部件主要完成两种功能，即网络通信和资源共享。把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信把计算机网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合称为网络的通信子网

60、，而把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。子网，而把网络中实现资源共享功能的设备及其软件的集合称为资源子网。 通信子网：通信子网：是指网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合是指网络中实现网络通信功能的设备及其软件的集合,通信设备、网络通信协议、通信控制软件等属于通信子网，是网络的内通信设备、网络通信协议、通信控制软件等属于通信子网，是网络的内层，负责信息的传输。主要为用户提供数据的传输，转接，加工，变换层，负责信息的传输。主要为用户提供数据的传输，转接，加工，变换等等网络体系结构和网络协议第二章第二章 信息通信技术概论信息通信技术概论计算机网络体系结构计算机网络体系结构