数据通信设备

数据通信设备1终端设备2调制解调器3多路复用器4集中器5协议转换器6网络适配器7前端处理器8网络设备小结终端是指发送和接收数据的设备。借助于终端设备就可以使用计算机网络中的硬件、软件，以及数据资源。他被称作人机之间的接口。终端开展的趋势是：智能化、多功能化、高速化、电子化以及小型化。一、终端设备输入信息的方式输入形式：直接输入；通过中间媒介输入；通过检测装置输入。输出形式：直接输出；通过信息存储在媒介中；通过处理和变换成为物理量，实施控制。1终端设备二、终端设备的组成和功能

设备控制输入设备控制输出传输控制与用户连接终端设备至调制解调器图7-1终端设备的组成1、组成：输入输出设备传输控制器线路连接局部2、终端设备的主要功能有如下几点:(1)完成信息的输入和输出;(2)进行线路连接;(3)进行传输控制;(4)对信息进行编码和译码(5)进行过失控制及校验;(6)对信息进行缓冲和存储.三、终端设备的分类1.通用终端打印类终端：击打式〔帧打式〕非击打式〔激光打印等〕显示类终端：字符显示终端图形显示终端图像显示终端识别类终端：字符〔标记〕识别终端〔读卡机〕语音识别终端〔语音识别器〕图像识别终端〔图像识别器〕2.复合终端：面向某种应用业务，能按需配置输入/输出设备，并且本身有相关信息处理功能。例销售终端、信贷终端、仿真终端等。3.智能终端：带有微处理机的高级终端。不仅有输入输出功能，还有存储、处理、控制数据信息的功能。

总线BUSRAMROMCMAMPUIOAFIODMA图7-2智能终端的结构4.虚拟终端指计算机支持各种各样实际终端的过渡终端或标准终端。计算机映像虚拟终端接口终端处理装置12n实际终端图7-3虚拟终端的原理方框图四、终端设备的工作特性1、输入输出的方法：主要考虑到终端设备的输入输出形式，终端所参加的终端设备的类型，以及传输数据的类型。2、灵活性：是指是否具有改变运行性能的能力。3、工作速率：有关的因素有发送和接收的信息量、线路中接设备的传信率、以及计算机能支持的工作速率等。4、使用和操作的方便性：力求方便简单，便于用户使用。5、平安可靠性6、经济性7、过失控制能力六、终端设备的连接1、点对点连接控制器终端终端终端调制解调器调制解调器大型计算机点对点网络配置2、多点连接控制器终端终端终端调制解调器大型计算机多点网络配置控制器通信线2

调制解调器介绍Modem的功能、标准、分类、选择和新技术。一、调制解调器的组成：CPU、调制解调器芯片、接口、电源CPU调制解调器芯片存储器接口调制解调器的组成二、调制解调器的作用和功能1、作用：•信号转换。•同步传输系统。•提高数据在传输过程的抗干扰能力。•用以信道的多路复用。2、功用：•自动连接。•自动重拨号。•簿•过失检测。•波特转换。新增加的功能：•过失控制功能。•数据压缩功能。•网络管理功能。三、调制解调器的分类1、按调制方式分类：•频移键控〔FSK〕。•相移键控〔PSK〕。•相位幅度键控〔APK〕。2、按传输速率分类：•高速调制解调器〔速率在9600b/s以下)。•中速调制解调器〔速率在2400b/s9600b/s之间)。•低速调制解调器〔速率在2400b/s以下)。3、按与计算机连接的方式分类：•内置式调制解调器。•外置式调制解调器。4、按功能的先进性分类：•人工拨号调制解调器。•自动拨号/自动应答式调制解调器。•智能调制解调器。5、按传输方式分类：•全双工。•半双工。6、按线路业务类型分类：•窄带调制解调器。•音频调制解调器。•短程调制解调器。•多端口调制解调器。•多点调制解调器。四、调制解调器的主要性能1、带宽利用率：指每赫之频率每秒所能传送的二进制码元数。2、过失性能：一般以误码率和信噪比的关系曲线来表示。3、设备复杂性：与设备本钱有关，是一项重要的经济指标。4、连接的速率：连接速率通常指下行速率，即效劳器到MODEM的数据传输率，它标志着从Internet上获得数据速率的快慢。五、调制解调器与网的连接1、直接连入法：利用带插件的连线直接把调制解调器与模拟交换网的局部回路连接起来。对专线的连接也可以采用同样的方法。2、电耦合法：利用数据耦合器〔DAA〕把调制解调与模拟交换网连接起来。3、声耦合法：利用声耦合器把调制解调器与模拟交换网连接起来。六、调制解调器的选择1、用户应该了解调制解调器的根本的调制解调技术，并且要知道常用的国际标准和工业标准。2、考虑调制解调器的速率及接口标准。3、调制解调器的工作方式必须与相连接的终端设备的工作方式相一致。4、要考虑调制解调器的附属功能，比方自动/人工拨号功能、网络管理功能、远程设备功能，以及自动速率均衡与适配等功能。七、调制解调器的标准Modem标准级组织主要有以下几种:(1)国际电报咨询委员会(CCITT)及其制定的V系列建议。(2)美国贝尔通信公司及其所制定的贝尔(Bell)标准。(3)美国联邦电信标准委员会(FTSC)及其联邦标准(FED-STD)。(4)美国国家军用标准(MTL-STD)及其他地域和国家标准等。1、调制解调器的速率标准CCITT提出了和两个Modem数据传输速率的标准建议。表7-1给出了和建议的传输速率及一些根本调制参数。

表7-1话带Modem的基本调制参数表四线专线异步全双工500～2900180024002400960032TCMV.32异步全双工500～2900180024002400960016QAMV.32同步全双工500～2900170024002400960016APKV.29同步全双工500～290017002400240072008DPSKV.29同步全双工500～290017002400240048004PSKV.29同步半双工1000～260018001600160048008DPSKV.27异/同步全双工1200～240018001200120024004PSKV.26同步半双工1200～240018001200120012002DPSKV.26bis二线专线电话异/同步半双工800～26001700180060012002FSKV.23bis1050～195015009006006002FSKV.232100～270012006006002400/1200QAMV.22bis900～150012006006001200/6004PSKV.22适用场合传输方式频率范围/HZ特征频率HZ频带宽度HZ

调制速率比特率(bit/s)调制方式CCITT建议号异/同步全双工2、几种Modem简介1〕建议的调制解调器特性：b=9600bps,可降为4800bps和7200bpsRB=2400B，fc=1700Hz;2.双工或半双工；调制，同步工作方式；4.自适应均衡；5.可选用一个兼容7200bps、4800bps和2400bps的多路复用器。表7-2V.29调制解调器的表7-3V.29调制解调器的相位变化编码幅度编码3√21√2045°,135°,225°,315°51300°,90°,180°,270°相对信号码元幅度Q1绝对相位315°101270°001225°011180°111135°11090°01045°0000°100相位变化Q4Q3Q2扰码器串/并变换格雷自然二进累加器输出信号矢量发生器滚降滤波器滚降滤波器××1700HZ正弦波发生器数/模变换发送滤波器去线路

(a)16APK调制图7-4V.299.6kbit/sModem系统方框图解扰器自动增益控制电路模/数变换滚降滤波器滚降滤波器××1700HZ正弦波发生器自适应均衡器接收滤波器(b)16APK调制从线路来减法器并/串变换数据出二进/格雷变换图7-4V.299.6kbit/sModem系统方框图180°90°··270°135°315°45°0°225°5310113590°45°0°315°270°225°180°113√23√23√2√209600bit/s时星座图(b)7200bit/s时星座图

图7-516APK信号空间图2〕建议的调制解调器特性：•Rb=9600bps，RB=2400可降速使用；•适用于网和2线专线电路；•全双工传输方式；•回波抵消技术；•16QAM32TCM调制，载频为1800Hz.扰码串/并变换差分编码信号码元变换图滚降滤波形成滚降滤波形成调制调制相加器D/A滤波器输入Q4NQ4NQ3NQ3NQ2NY2NY2NY1NY1NQ1N图7-7V.32的16QAM发端原理方框图发送信号(1)16QAM方式扰码串/并变换差分编码信号码元变换图滚降滤波形成调制相加器D/A滤波器输入Q4NQ4NQ3NQ3NQ2NY2NY2NY1NY1NQ1NY0N图7-8V.32的32TCM发端原理方框图发送信号卷积编码滚降滤波形成调制(2)32TCM方式建议的调制解调器特性：

b=14400

bps，RB=2400B可降速使用；2.适用于4线专线电路；3.128TCM调制

128TCM方式图见下页：Q2n

Q1n差分编码器TT信号码元变换电路TTTY2nY1nY2nY1nQ6nQ5nQ4nQ3nQ6nQ5nQ4nQ3n差分编码器卷积编码器

……图7-10V.33建议的128TCM编码器方框图4〕建议的调制解调器特性：b=48kbps(国际线路专用〕，72kbps、56kbps〔其它〕；2.宽带，可用于专线电路之间，也可用于公用数据网、电信和多路复用集合比特流；〔下边带〕基带IV类PR，载频为100Hz.方式图见下页：扰乱第四类部分响应系统发送滤波器

信道接收滤波器低通整流判决解扰fcfcan数据入数据出cnan图7-11V.36建议的调制原理方框5)ADSL调制解调器非对称用户数字环路调制解调器即人们常说的ADSL调制解调器，主要为ADSL〔非对称用户数字环路〕提供调制数据和解调数据，最高支持下行8Mbps和上行1Mbps的速率，抗干扰能力强，适于普通家庭用户使用。ADSL使用中常见的协议有IPOA协议、PPPoE协议、PPPoA协议。3.调制解调新技术带宽自适应调制技术：是智能Modem，可到达最高的频带利用率。成形技术：实现成形增益的技术叫成形技术。通过选择星座图上的信号点来增大信噪比。预编码技术：为抵消码间干扰，抵消信道干扰。一、分类频分复用器;时分复用器;统计时分复用器等.二、复用器的主要性能指标群路端口速率；支路端口数量及速率；复用速率；复用与分用时延；时钟准确度；时钟牵引范围；平均帧建立时间〔同步搜索时间〕；平均帧同步持续时间三、复用器的标准建议对于电报和非同步数据TDM分类：主复用器64kbps子复用器〈64kbps3多路复用器64——215400013331200—24302000666600248601000333300248601000333520042841681206050010001673335100841683216240120250500883167550复合信号为以下值时系统最大信道/kbit/s传输速率fd/ft信道传输速率/ft/(bit/s)最高调制速率理论值/B最大等时失真/％标准调制速率fd/B的特性参数和建议作用：把同步的数据信号复合成64kbp的复用信号。采用〔6+2〕包封格式；采用〔8+2〕包封格式；1〕建议〔6+2〕包封格式：F6个信息位S12～71帧结构：有两种20个8bit包封构成一帧80个8bit包封构成一帧每包封速率为800bps,复用方式支持、、2〕建议〔8+2〕包封格式：帧结构：256bit=240个10bit包封+160个填充bit=4个子帧每个包封的速率为256bps,复用方式支持、、、0.6kbpsFA8个信息位3～1012建议4.G.7042048bps建议5.非标准帧结构复用方式四、复用器〔MUX〕介绍1.36202Mbit/s复用器功能：有两个E1/T1接口；最多可提供31个话音终端接口，或31个的接口，或31个64kbps同向数字接口；有8个会议桥，24路会议每个桥最多可接12个会议；网管信息通过RS—232接口，单接口；具有双V.24/RS—232接口；双同向接口；具有和V.24/RS—232数据终端单元；有2个或8个终端单元接口，同向速率为64kbps异步速率为。2.3612复用器：适用于用户接入节点，特点是可用ISDN接入，有话音压缩，支持帧中继。3.3606复用特点：容量为256kbps;中继接口为的接口；具有4个同步/异步V.24/RS—232支路接口，速率为38.4kbps；具有两个V.24/RS—232，或者具有一个接口，或者有两个话音接口；具有话音压缩4集中器作用：将m条输入线会总成n条输出线的传输控制设备〔m〈n〕。集中器mn终端设备前置处理机(集中器)图7-14集中器的连接1.集中器功能

(1)将多条(路)输入的大量低中速数据进行合并,在经一条或几条高速线路送到另一个集中器或者前置处理机

(2)在纯争用的情况下,可作为可编程的交换设备(称为端口选择器)

(3)可完成报文交换功能或存储-转发报文功能

(4)具有进行远程网络处理的功能

2.集中器的技术(1)争用(3)存储-转发(2)轮询(4)排队5协议转换器

作用：在不同协议的设备之间，起翻译作用

协议转换器有以下三种类型:第一种：用于两台特定设备数据转换的硬件设备,这种设备即可以放在本地又可以放在远处。第二种：可以用软件进行转换。第三种：主要用于局域网络中的网间连接器。6网络适配器1.网络适配器的作用1〕提供网络物理层接口功能.2〕实现和计算机系统总线信号之间的连接与通信。3〕实现网络层协议中的数据链路层的大局部功能.4〕支持桌面管理接口(DMI)和连线化管理5〕可进行自动远程管理和对网上PC进行远程控制6〕可以进行开机、关机、存取及系统维护等2.网络适配器的分类(1)非智能型网卡(2)智能网卡

7前端处理器1.前端处理器类型可编程与不可编程处理器2.前端处理器的功能(1)可以进行字符和信息的分段与重组;(2)对公用网中的信息进行自动应答;(3)编辑网上的统计资料;(4)对数据进行预处理;(5)转换各种终端的数据代码;(6)进行错误监测与纠正;(7)控制数据流动,防止终端过载;(8)格式化数据以便主机更容易的处理数据(9)询问终断,确定终端是否传送数据;(10)为不同终端提供协议支持效劳数据;(11)为终端交换信息,使数据不必通过主机;(12)具有集中器的功能.8网络设备一、网络设备的分类1.物理层网络设备物理层网络设备主要解决数据终端设备(DTE)与数据通信设备(DCE)之间的接口问题.主要设备有:中继器、网络收发器、网络传输媒体转换设备等.中继器除用于扩展局域网的长度外在进行连接网络及其设备时常有不同的名称它们分别是:(1)多路复用器(2)令牌环网中继器(3)以太网中继器(4)集线器(也称HUB)〔5〕FDDI集中器

2.数据链路层网络设备该类设备为网络提供建立/撤除数据链路、帧传输、过失与流量控制数据链路管理等功能.主要设备有:(1)网络适配器(网卡).(2)网桥.(3)网络交换机.3.网络层网络设备该层设备主要功能是将逻辑地址翻译成物理地址,使传输层可以使用逻辑地址,确定路由,分组交换,拥塞控制和流量控制.主要设备有:(1)路由器.(2)第三层交换机(路由交换机)4.传输层之上的网络设备功能：将消息重新打包，发送端将长消息解封为数据包,收端将小数据包解封为大数据包，接受确认,进行流量控制,进行错误处理等。工作在OSI传输层之上的网络设备通常称为应用层网关,简称网关二、中继器(Relay)特点：再生信号是信号可传播的更远；一般用于以太网的线性电缆系统；用中继器的网段必须使用同样的介质访问方法；用于物理层，高层协议不是用中继器；用中继器相连的网段或同一网络的一局部，具有相同的网址；一般使用在单座建筑物内；网络段中的每个节点有自己的地址，扩展段中的节点地址和已有的网络段节点地址必须相同。

中继器DTE图7-15中继器的连接DTEDTEDTEDTEDTEDTE三、网桥1.功能：用于连接网段，增大网络范围；进行寻址和路径选择；具有某种网络管理功能。2.网桥与中继器相比的优点：使构成LAN上的站点总数和LAN网段数方便地扩充；具有存储和转发功能，能够连接两个使用媒体访问控制协议〔MAC)的LAN段，而形成混合网络环境；网桥中的中继功能仅仅依赖MAC帧中的目的地址，因此对高层协议是透明的；网桥的分段作用，有利于改善网络的可靠性，可用性和平安性；网桥时延大，不提供流量控制。端口管理软件网桥协议实体转发数据基MAC芯片缓冲区MAC芯片端口1

端口2LAN1LAN2

图7-16网桥的组成原理3.网桥分类:MAC子层网桥:可分为透明网桥、源路由网桥和源路由透明网桥LLC子层网桥：可分为封装网桥和翻译网桥四、路由器1.路由器主要功能1〕连接LAN可以连接Ethernet、TokenRing、FDDI、FastEthernet、ATM和GigabitEthernet等；2〕连接WAN3〕进行数据过滤、转发、优先级、复用、加密和压缩等处理4〕具有路由选择功能；5〕对数据包进行拆包，处理和打包；6〕进行协议转换，对不同网络〔包括LAN和WAN〕间网络协议进行转换，以及路由协议处理；7〕具有管理功能，包括路由器的配置管理容错管理均衡负载性能管理防火墙平安管理以及支持SNMP管理等。路由器分类按协议功能分:〔1〕单协议路由器〔2〕多协议路由器按路由器在网络中的作用分：〔1〕主干路由器〔用于主干网〕〔2〕中央路由器；〔3〕边界路由器；〔4〕访问路由器〔拨号路由器〕；〔5〕平安路由器等按性能价格分〔1〕低端路由器〔2〕中档路由器〔3〕高档路由器三种路由器的主要性能比较见表7-8所示Cisco7513Bay/BCNCisco4000系列BayASNCisco17203ComOCNETB142路由器代表性产品HDLC、PPP、X.25、DDN、SMDS、ATM、帧中继帧中继、SMDS、T1、X.2