河南机电 第讲 第章数据通信基础

21世纪高等职业技术教育计算机网络技术授课人：解瑞云信息技术类规划教材第2章数据通信基础

本章学习目标了解并识记数据通信的基本概念掌握数据通信的主要技术指标及计算理解并掌握数据编码的类型和基本方法掌握多路复用技术的分类和特点

理解数据交换技术的分类和特点识记差错控制和检测的基本概念内容回顾数字信号的模拟编码技术。数字信号的数据编码技术（非归0编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码）。模拟数据的数字编码技术（奈奎斯特定理（采样定理）：采样、量化、编码）本讲重点基带传输技术频带传输技术同步传输与异步传输多路复用技术（频分、波分、时分多路复用）数据交换技术：电路交换、存储转发交换电路交换：线路建立—数据传输—线路释放存储转发交换：报文交换、报文分组交换（数据报、虚电路）。1.基带传输技术

人们把数字数据信号固有的频带称为基带，相应的矩形脉冲信号称为基带信号。

基带传输技术是指在数字信道上，直接传送基带信号的方法，它是最基本的数据传输方式。

大多数局域网都使用基带传输，如以太网。2.4数据传输技术2.频带传输技术1）电话交换网的结构

端局端局长途局中心局长途局本地回路准长途干线高带宽长途干线准长途干线本地回路光纤、微波、同轴双绞线双绞线2）频带传输的定义

利用模拟信道传输数据信号的方法称为频带传输。它需要调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调。频带传输中，调制解调器是最典型的通信设备。

例如：通过电话模拟信道传输3）宽带传输的定义

宽带指比音频带宽更宽的频带，指传输介质的频带宽度较宽的信息传输，它可同时传播多路信号，进行高速数据传输。4）调制解调器的基本工作原理（1）调制解调器的工作原理

通过调幅、调频等技术实现数字信号和模拟信号的转换。（2）全双工通信的工作原理使用带通滤波器将双方的发送与接收通道分开，达到全双工通信的目的。

带通滤波器是一种选频电路，它只允许特定频率范围的信号通过。书P35图示

移频您方式损的调童制解杀调器观工作惯原理3.同步坛传输且与异猾步传蒜输所谓同步，就渴是要浇求通唯信的窃接收秃端要塞按照勒发送马端所书发送寻的每比谢特的左重复绪频率舰以及王起止尾时间振来接邻收数裤据，盟即收发罗双方碰在时间基捡准上想保持默一致赌。数据喇通信捉的同伞步包招括：位同渗步、丢字符鹅同步。1)位同掩步：目的拨是使盈接收津端接屑收的据每一俭位信窃息都班与发章送端关保持刷同步（1）外同划步法——发送扶端发送灰数据裁的同暗时，榆另外发送救同步核时钟辛信号作，接兄收方贿用它树来校准自己歉的时延钟脉络冲频炊率。（2）内同步法——通过迁特殊膨编码将（如工曼彻娇斯特斗编码吴），雀这些笋数据莲编码态信号本身包含乏了同旨步脉插冲，去接收宪方提震取同张步信柴号来凯锁定昌自己衬的时捧钟脉跌冲频光率。2)字符袜同步异：保证揭收发亡双方肺正确病传输巾字符考。（1）同步净式——由同啄步控箭制字炒符领谱先，穗以组阴为单饥位连表续传叮送。（2）异步燃式——每个归字符壤独立难传送勾，各注字符允间的犁时间筋间隔陕可以任意隐。需采添加乞冗余误位以牌确认全字符福的开贴始和齐结束锁。例如穗，1个起怎始位料、8个数坑据位姐、2个停喝止位务时，读其婶效率俩为8/攀11＜72％4.多路晴复用绕技术指在辫一条唐物理屡线路宗上建误立多养条通热信信锻道的晶技术芽。发送旦方通符过复用斑器将多总个用贝户的状数据礼汇集拘，经况一条贫物理读线路传崭送到悦接收愧设备算，接呈收设仅备再铜通过分用孕器将数促据分效离成鲁单独的数阁据，讨分发辞给接堪收方俗的多队个用资户。DEMUX复用器分用器共享信道MUX1)多路并复用逼技术刑的分攻类：频分赵多路望复用(F刺DM劈燕)波分处多路田复用(W便DM方)时分浮多路乒复用(T镜DM形)2)频分赚多路割复用(F熄re梅qu赵en旨cy模D术iv垃is趣io吊n忍Mu垄lt歼ip铁le晃xi妖ng翻)原理腊：整础个传截输频枪带被宏划分担为若旱干个籍频率霞通道修，每瓦个用简户占限用一闪个频雁率通短道。世频率奥通道桑之间范留有益防护鞋频带顽。CH2CH1CH3原带宽CH1CH2CH3移频后带宽MUXCH1CH2CH3带宽复用f适用愚于模木拟信歉号传键输频分滴多路罚复用桑的基按本工紫作原饱理示舅意图频分苏多路岁复用捕是将蹄传输粱介质黑的可茶用带腐宽分觉割成伶一个挂个“异频段趴”，下以便箭每个腐输入且装置背都分晚配到草一个摸“频袭段”遗。传跪输介掠质容雪许传芹输的葛最大翅带宽抱构成尾一个诞信道贸，因歇此每悄个“迫频段伍”就碗是一昼个子殃信道择。频分堵多路找复用再的特区点是殃：每莫个用斩户终简端的浮数据沿通过期专门筒分配救给它导的子雕信道伯传输凉，在疾用户愚没有翻数据申传输距时，耕别的艇用户拌也不洁能使咱用。频分竭多路务复用妥适合魄于模活拟信否号的践频分呆传输揉，主设要用唇于电反话和史电缆拨电视(C摇AT的V)系统掘，在录数据娃通信抽系统装中应扶和调执制解薄调技穷术结毫合使葬用。3）波贫分多亩路复肤用(W盆av改e融Di他vi秩si摸on骡M煌ul堡ti作pl堂ex米in哨g)原理牛：整骆个波享长频筛带被宫划分料为若税干个耀波长常范围森，每族个用喝户占谢用一污个波膀长范顿围来返进行艘传输伟。4）时施分多谈路复狸用(T框im铅e船Di榜vi应si慰on裹M蛙ul育ti怜pl马ex酒in洒g)(1杆)工作帜原理流：以信态道传判输时蓄间作炒为分巴割对顿象，沿把时理间分诵割成暂小的蚕时间厘片，称通过必为多暑个用农户分编配不嚷同的茧时间糠片的阳方法渣来实叉现多演路复雹用。适合情于数菌字信隔号的深传输菠。T1载波腐：复课用24路信辨号，甘速率1.劳54地4M神bp脖s（北美无标准烤）E1载波常：复算用30路信贪号，铺速率2.掘04两8M肉bp绸s（欧洲检标准侧）(2版)时分您多路醋复用忽技术寄的分反类：同步危时分搅多路鸽复用勒（ST室DM）将时皂间片垄固定宜分配汁给各修个信电道，西不考伞虑信蠢道是锐否有菊数据筑发送影，这最要求掌收发廊双方迷必须痕同步兔，当浩某用厉户无州数据班发送躺时，昌其他见用户废也不父能占虫用其辟时间询片，忽将会巴造成独带宽品浪费病。统计鸣时分巡寿多路代复用甩（AT刃DM）－安也叫偏异步掉时分爪多路期复用根据层用户兽对时初间片敞的需剥要来逮分配朴时间伴片，秩没有塞数据捕传输找的用病户不阀分配分时间押片，姓同时垒，对劣每一听个时蠢间片薄加上半用户莲标识继，以营区别木该时差间片话属于误哪一眼个用尤户。苦提高链了通贫信线局路利响用率帮。该技夏术为羊异步敏传输微模式AT末M的研责究奠踪蝶定了哲理论损基础尺。D2ABCD待发数据t1

t2

t3A1B1C1D1C2A2B2周期1周期2同步TDM带宽浪费A1B1C2B2周期1周期2统计TDM可用带宽2.叹5数据竿交换斯技术为降栋低通右信线准路造安价，征大型南网络械主要蜓采用摧部分此连接以的拓搜扑结剖构,两个晴端节依点之丝式间的拥通信还连接刊一般助都要努通过参中间场节点灶的转沾接，中间曾节点族要在小它所聪连接金几条转线路母中选已择一晨条进骄行接忠续,就像持电话筋交换致机为朋通话疗双方查接续惠线路流一样芽，这闷个过权程被继称为交换。实现椅交换漂的方遮法主疮要有郑：电路怖交换决、报辣文交浆换和旁分组阳交换庭。报文唇交换酸和分茎组交绑换均痒采用街的是尿存储利转发分方式。1）原赛理：眨（储与电棒话交瞧换方栏式类辟似）交换数据历前，娃先建岭立实敞际的抬物理配线路有连接。2）通萝信过弦程：线路强建立东阶段逃－－葵数据巴传输居阶段施－－巴线路启释放付阶段3）特点：建立坛连接吓的时琴间长，建立乓连接歌后，染传输诞延迟肃小，连接澡独占绝线路掉，线巡寿路利晃用率嘉低，无差错桃控制松能力援。1.电路律交换线路掀交换肥方式绘的工蓝作原中理2.存储塞转发大交换1）存勺储转粮发交赠换的游概念馅：在交胖换过惰程中畅，交故换设洽备将坦接收辛到的数据角单元先存恨储，础待信兵道空毅闲时伍再转燃发出傻去，走一级牌一级阴中转浩，直拾到目赴的地疫。这荒种数裳据传境输技价术称颜为存储-转发。由于铁交换但设备党有存场储能覆力，谢所以题，可诞以实隶现信牵道的杰资源熔共享搜，提痛高线英路利道用率波；有余路选混功能矿，可达以均街衡流暴量；迎有差斯错控芝制功户能，致可以搅提高贝系统挨可靠锋性；队可以仁实现揉不同慕通信堵速率锣线路己之间字的数饰据传汇送。未因此响，存弹储转设发方图式在散计算岩机网唯络中笑得到粱了广蹲泛的详应用压。2）存喘储转最发的瓣分类(1茄)报文说交换将待孩传送序数据孩作为姜一个蔬单元撞，打施包后竿形成报文，不俗管报搜文大如小作拘为整粮体一起卵发送厉。特点：报文偏大小时不一胡，造脖成缓汇冲区闭管理扭复杂；大报柳文造姑成存服储转状发的篮延时详过长雷；出所错后皆整个球报文需全部飞重发淡。(2值)报文敲分组战交换面（分视组交界换）发送撕方将长报文活划分成多本个报题文分组进行虹存储飘转发，接封收方从再将角各报仓文分辰组按顺潜序重臂组成绢报文，这破就是妇报文课分组脆交换潮，常望称为傻分组遍交换教。特点：对转伙发设宋备存储容量要届求较喊小，无可以煌用内完存来坑缓冲辅分组——速度地快；贵转发哗延时罗小——适用怕于交戒互式励通信瞒；某妥个分黎组出链错仅价重发装该分兰组——效率球高；各分爷组可抚通过疤不同贺路径源传输——可靠稻性高熄。在实包际应番用中设，分饿组交炕换有数据眉报和虚电个路两种蒙方式圣。报文戚和报的文分为组结业构由于那分组母长度叨较短券，在梯传输束出错歪时，平检错阴容易里并且套重发奇花费迁的时榨间较留少；限定柜分组抖最大秋数据亦长度胖，有浑利于播提高壮存储汁转发助结点筐的存融储空周间利幼用率灾与传异输效野率；公用若数据搅网采畜用的洪是分疼组交句换技夫术。三种患交换历方式填的事异件顺产序呼叫碍请求数据呼叫应答ABCD分组1分组2分组3报文ABCDABCD寻路延迟排队延迟电路交换报文交换分组交换3.数据呀报方喜式1）工谢作原瘦理：2）数唯据报火特点序：同一兰报文仗的各肌分组园独立感进行渠路由冶选择榴；同一矩报文鄙的分优组到嘉达目与的结馋点时拉可能电出现夜乱序次、丢贸失等扰现象蜘；每一输个分扫组都小需带押有足敲够的司地址舍信息丽；传输帐延迟良较大赛，不雕适于酱长报丽文、烂会话生式通乳信。4.虚电矮路方晓式1）工扁作原斑理：姿是数陷据报舞和电演路交池换的育结合在传肿输数细据前支，先第建立故一条棍逻辑里连接崖即虚亩电路驻，整谊个通脑信过程化分为3个阶赢段:虚电堂路建功立阶伞段－而－数材据传竖输阶典段－棍－虚礼电路置拆除鼻阶段当虚电颤路建疮立好甩以后胞，后字续分途组按药存储该转发译方式赠沿虚光电路传送笑。虚电冈路方择式治的工耽作原肾理2）虚耽电路角特点拢：发送农数据喇前，悔先建碰立逻碑辑连及接，病有一吼定时封间延而迟；各分福组沿材虚电瓣路传筹送，查不需拍做路鸽由选酿择，炉不需巷带全衬地址耀信息厌；分组溪到达貌目的蔬地不固会出俩现乱后序、电丢失难等现仇象；每结范点可伯以和若任何考结点描建立松多条搜虚电崭路连哀接，夕可共另享带润宽。项目数据报虚电路目标地址每个分组都需要建立连接时需要初始化设置不需要需要分组顺序通信子网不负责通信子网负责保证差错控制由主机负责通信子网负责对主机透明流量控制网络层不提供通信子网提供连接的建立和释放不需要需要数据珍报和懒虚电队路的彩比较5.其他侨高速哪交换袜技术1）帧猴中继早期举典型防分组欠交换铅网是X.更25网。X.陆25网着邀眼于逝可靠记性，拉每个个中间茶结点饼都差岗错检岸测。帧中送继是肿在X.邪25的基窝础上竭简化马了差缝错控蚂制、型流量姻控制主和路块由选葡择功搂能而芹形成爸的一钩种新同型交歼换技谋术。AT古M是一治种高汽速分盐组交颜换技冻术，添采用呆了以信元为单爷位的简存储饰转发庆方式夸，故羡又称势为信元肥交换闷。AT肾M将话晌音、天数据贤和图凡像等送数据甲分解咽成长皂度固牢定的屿数据寄块，愉并在织各数塘据块妨前装炼配地哪址、绳优先拳级等育控制恢信息如构成允信元裳。信元砌由信扣元头炊部和陈有效荣载荷评构成飞：信元头部

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