第2章计算机网络基础知识.ppt

1、第2章 计算机网络基础知识,2.1 数据通信的几个基本概念 2.2 数据调制与编码技术 2.3 差错控制技术 2.4 网络拓扑结构 2.5 传输介质 2.6 多路复用技术 2.7 网络交换技术,一、 信息、数据和信号 1. 信息(Information) 信息的载体是数字、文字、语音、图形和图像等。计算机及其外围设备产生和交换的信息都是由二进制代码表示的字母、数字或控制符号的组合。为了传送信息，必须对信息中所包含的每一个字符进行编码。因此，用二进制代码来表示信息中的每一个字符就是编码。,2.1 数据通信的几个基本概念,2. 常用的二进制代码 在数据通信过程中，要进行编码，就要采用一定的编码标准

2、，目前最常用的二进制编码标准为美国标准信息交换码(ASCII，American Standard Code for Information Interchange)，目前它已被国际标准化组织ISO(International Standards Organization)和原国际电报电话咨询委员会(CCITT，Consultative Committee International Telegraph and Telephone)采纳，并已发展成为国际通用的标准交换代码。,3. 数据(data)和信号(Signal) 网络中传输的二进制代码被称为数据，它是传递信息的载体。数据与信息的区别在于，

3、数据仅涉及事物的表示形式，而信息则涉及到这些数据的内容和解释。 通常，对数据的表示方式分为数字信号和模拟信号两种。从时间域来看，数字信号是一种离散信号，模拟信号是一种连续变化信号。因此，信号(Signal)是数据在传输过程中的电磁波表示形式,二、数字数据与模拟数据 “数字”泛指一切可数的信息（离散性 不连续）； “模拟”则是那些只能通过比较技巧进行区分的不可数信息（连续性）,模拟数据：连续变化的各种物理量（如声音的大小，光的强弱） 数据 数字数据：离散不连续的量（如电压的有无， 计 算机内部传输的二进制）,模拟信号与数字信号波形,周期信号和非周期信号 按信号随时间变化是否有规律分为： 周期信号

4、 非周期信号,三、通信系统模型,信宿,噪声源是信道中噪声(即对信号的干扰)以及分散在通信系统的模型，实际生活中的通信系统大多为双向的，信道可进行双向传输，信源与信宿合为一体，变换器也合为一体。 信道是信号的传输媒体及有关的设备（如中继器等）。通过信道传输到远地的电信号先由接收端的反变换器转换复原成原始的信号，再送给接收者（信宿），而后由信宿将其转换成各种信息。,1、模拟通信系统与数字通信系统,传输模拟信号的通信系统称为模拟通信系统。 模 拟 信 道 ：支持模拟信号的传输 特点：在信道上传输一段距离之后，信号将会有所衰减，最终导致传输失真。因此为了支持长距离的信号传输，模拟信道每隔一段距离，应当

5、安装放大器，利用放大器使信道中的信号能量得到补充。 传输媒体： 电话线、双绞线等,传输数字信号的通信系统称为数字通信系统。 数 字 信 道：支持数字信号的传输 特点：数字信道具有对所有频率的信号都不衰减，或者都作同等比例衰减的特点。长距离传输时，数字信号也会有所衰减，因此数字信道中常采用类似放大器功能的中继器来识别和还原数字信号。 传输媒体：双绞线、光纤等,数据在信道中传输可以是以模拟信号传输，也可以是以数字信号形式传输： 模拟信道传输模拟数据 （电话系统的传输） 模拟信道传输数字数据 （电话系统实现计算机间的数据通信） 数字信道传输数字数据 （两个计算机通过接口直接连接通信） 数字信道传输模

6、拟数据 （需进行脉冲编码调制PCM),传输： 模拟数据的传送一般都包括放大器以提高信号的能量。 数字数据的传送为避免衰减、更远距离的传送用中继器,传输损耗： 衰减 延时变形 噪声： 热噪声 内调制杂音 串扰 脉冲噪声,数字通信系统和模拟通信系统相比具有以下特点： （1） 差错控制 （2）保密通信 （3）同步问题 （4）信号再生重传 （5）抗干扰能力强,2、数据传输速率的定义与信道容量,数据传输速率的定义： 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标； 数据传输速率在数值上，等于每秒钟传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒，记做bps； 常用的数据传输速率单位有：Kbps、Mbps、G

7、bps与Tb/s，其中： 1Kbps = 1103 bps 1Mbps = 1106 bps 1Gbps = 1109 bps 1Tbps = 11012 bps,信道速率的极限值：信道容量,奈奎斯特定理：（理想情况 无噪声情况） 二进制数据信号的最大数据传输速率 Cmax与通信信道带宽F（单位Hz） 的关系为Cmax=2F（bps）； 通常：C2Flog2N （N为电平的状态个数） 香农定理：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，其信道容量为： 数据传输速率Cmax与信道带宽F，信噪比S/N 的关系为Cmax = Flog2（1+S/N） S/N为信噪比；应用中为10lg(S/N)分贝,1.

8、使用调制/解调技术的目的： 利用模拟信道支持数据信息传输的技术。 调制（Modulation）：将数据信息变换成适合于模拟信道上传输的电磁波（称为载波）信号， 并将频率限制在模拟信道支持的频率范围内； 解调（Demodulation）：将从模拟信道上收取的载波信号还原成数据信息。 调制解调器（MOdulatorDEModulator）：具有调制/解调功能的通信设备。,3、调制/解调的概念,调制解调器的基本工作原理,在发送端将计算机中的数字信号转换成能在电话线上传输的模拟信号； 在接收端将从电话线路上接收到的模拟信号还原成数字信号。,调制/解调器（Modem）的选择和应用： 实用中，调制与解调总

9、是成对出现的，并且利用一个设备（称为调制解调器，简称MODEM）同时提供调制和解调的功能。,Modem的选择： （1） 用途： Modem的使用场合（家用、专用） （2） 性能： 所需Modem的速率、功能等（33K、56K、64K、128K、2M等）； （3） 标准： 要符合相关标准； 常用的几种Modem的类型： （1）内置的Modem卡:一般用于家用PC机上；( 安装) （2）外置的Modem设备： 用于家庭、单位等；( 安装) （3）Modem组（Modem Pool）：ISP服务商、提供许多拨号访问线路的企业等。,调制解调器安装： 外置Modem的安装,内置Modem的安装,Mode

10、m的使用 Modem需成对使用，通信双方的Modem在速度上一定要匹配。在设置时，相互通信的Modem一个设置为主呼，另一个设置为被呼。 一般将提供服务的一方（如因特网服务提供者ISP）的Modem设置成被呼，用户方的Modem设置成主呼。,4、基带传输的定义： 在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号; 矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号; 在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输; 在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号; 在接收端由解码器恢复

11、成与发送端相同的矩形脉冲信号; 基带传输是一种最基本的数据传输方式。,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； 调制解调器（modem）是频带传输中最典型的通信设备。,5、网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：,数据传输类型 模拟通信 数字通信 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信 同步方式 同步通信 异步通信,串行传输： 将组成字符的各位串行地发往线路。,特点： （1）传输速度较低，一次一位； （2）通信成本也较低，只需一个信道。 （3）支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。,并行传输： 字符编码的各位（比特）同时传输。,

12、特点： （1）传输速度快:一位（比特）时间内可传输一个字符； （2）通信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持；因此如果一个字符包含8个二进制位，则并行传输要求8个独立的信道的支持； （3）不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低。,串行通信与并行通信,根据收发双方信息交换的方向性，传输有单工、半双工和全双工之分。,单工、半双工与全双工通信,单工传输: 任意时刻只允许向一个方向进行信息传输，例如：广播方式的传输。,半双工传输: 可以交替改变方向的信息传输，但在任一特定时刻，信息只能向一个方向传输，即半双工传输是一种可切换方向的单工传输，例如：对话方式的传输。,全双工传

13、输: 任意时刻信息都可进行双向的信息传输。全双工传输是两个单工传输的结合，要求收发设备都具有独立的收发能力。,同步传输与异步传输,串行传输有两种传输方式： 1、同步传输 2、异步传输,同步传输：以多个字符或者多个比特组合成的数据块为单位进行传输的，利用独特的同步模式来限定数据块，达到同步接收的目的。 （面向字符的同步传输）（例如：IBM公司的二进制同步规程BSC）,发送： 同步符号（起始字符，开始发送数据块） + 数据块（要发送的信息） + 同步符号（数据块结束）。 例： SYN, SYN, F, E, .，B, A, SYN, SYN 。 其中SYN为同步符号，A，B,.E,F 为要传送的数

14、据。 假同步现象： 数据块中含有与同步符号相同的内容。 要避免假同步现象的出现。,面向比特的同步传输：,包括起始和终止标志FLAG的信息块称为 “数据帧”。起始和终止标志采用相同的帧间隔符“01111110”，即在HDLC规程中，帧与帧之间用“01111110” 所分隔，“帧”构成了通信双方交换的最小单位。 为了保证帧间隔符“01111110”的唯一性和帧内数据的透明性 、采用“0”比特插入法 国际标准化组织高级数据链路控制规程HDLC就是采用面向比特的同步传输规程。,发送端：发送“01111110”后，开始数据发送，并在数据发送过程中，检查发送的位流，一旦发现连续的5个1，则自动在其后插(附

15、)上1个0，并继续传输后继的位流；数据发送结束后，追加帧间隔符“01111110”。,接收端： 执行相反的动作：一旦识别出帧间隔符“01111110”之后的位流不是“01111110”，则启动接收过程；若识别出连续5个1和1个0，则自动丢弃该0，以恢复原来的位流；若识别出连续的6个1，表示数据结束，该数据帧接收完成。,异步传输： 异步传输又称起止式传输，其特点是字符内部的每一位采用固定的时间模式，字符之间间隔任意。用独特的起始信号（或起始位）和终止信号（或结束位）来限定每个字符，传输效率较同步传输低。,示意图1：,示意图2：,2.2 数据调制与编码技术,1、模拟信号的模拟调制 可以实现模拟信号

16、的模拟传输 属于正玄波调制 可分为幅度调制和角度调制,2、数字信号的数字调制,数字信号的数字调制可以实现数字信号的模拟传输 模拟信道只适合传输语音信号，为了利用电话网实现计算机数字信号的传输，必须将数字信号转换成模拟信号。这一过程称为数字信号的数字调制。 可分为： 振幅键控ASK(Amplitude-Shift Keying) 移频键控FSK(Frequency Shift Keying) 移相键控PSK(Phase Shift Keying),振幅键控ASK(Amplitude-Shift Keying) (容易实现，抗干扰能力差） 移频键控FSK(Frequency Shift Keyin

17、g) （比较容易实现，抗干扰能力较强） 移相键控PSK(Phase Shift Keying （抗干扰能力强，且比FSK更有效）,3、数字信号编码,数字信号可以直接采用基带传输，通常采用二进制代码形式即0，1。这一过程称为数字信号编码。 数字信号编码可实现数字信号的数字传输。 常见的数字信号编码有： 单极性编码 双极性编码 曼彻斯特编码,1. 双极性编码 非归零电平编码 NRZL(Non-Return to Zero,Level)。 NRZ-I码规定为：用负电压代表“0”，正电压 代表“1”。当然也可以有其他表示方法。 反向不归零编码NRZ-I(Non-Return to Zero,Inver

18、t) NRZ-I码规定：信号电平的一次反转代表比特“1”，电平信号没有变化代表比特“0”,2、曼彻斯特编码 将一位时间一分为二，位时间内发生低电平到高电平的变化表示1；高电平到低电平的变化表示0；电平不发生变化的位称为非数据位，常用作传输数据块的控制符。,差分曼彻斯特编码 将一个位时间一分为二，如果当前位的前半部分电平不同于前一位的最终电平状态（即位间电平发生变化），表示0；如果当前位的前半部分电平相同于前一位的最终电平状态（即位间电平不发生变化），表示1。同样中间电平不发生变化的位用作控制位。,4、模拟信号的数字编码,模拟信号的数字编码可实现模拟信号的数字传输： 为了在数字系统中传输模拟信号

19、，首先应将模拟信号数字化。 最好的方法是脉冲编码调制， 简称PCM(Pulse Code Modulation), PCM包括抽样、量化、编码三个过程。,PCM用于数字语音系统： 声音分为128个量化级； 每个量化级采用7位二进制编码表示； 采样速率为8000样本/秒； 数据传输速率应达到7位8000/秒=56Kbps； 如果每个量化级采用7+1=8位二进制编码表示; 数据传输速率应达到8位8000 /秒= 64Kbps。,2.3 差错控制技术,1、 差错产生的原因与差错类型 传输差错是通过通信信道后接收的数据与发送数据 不一致的现象; 差错控制是检查是否出现差错以及如何纠正差错； 通信信道的

20、噪声分为两类：热噪声和冲击噪声； 由热噪声引起的差错是随机差错，或随机错； 冲击噪声引起的差错是突发差错，或突发错； 在通信过程中产生的传输差错，是由随机差错与突发差错共同构成的。,误码率的定义,误码率是指二进制码元在数据传输系统中被传错的概率，它在数值上近似等于：Pe=Ne/N，其中N为传输的二进制码元总数，Ne为被传错的码元数； 误码率应该是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数之一； 对于一个实际的数据传输系统，不能笼统地说误码率越低越好，要根据实际传输要求提出误码率要求； 差错的出现具有随机性，在实际测量一个数据传输系统时，只有被测量的传输二进制比特数越大，才会越接近于真正的误

21、码率值。,2、常用的差错控制方法： 检错重发法 前向纠错法 反馈检验法,3、差错控制码的分类： 检错码与纠错码 分组码与卷积码 线性码与非线性码 系统码与非系统码,检错码与纠错码,纠错码： 每个传输的分组带上足够的冗余信息； 接收端能发现并自动纠正传输差错。 检错码: 分组仅包含足以使接收端发现差错的冗余信息； 接收端能够发现出错，但不能确定哪位是错的，并且自己不能纠正传输差错。,检错码的构造：检错码信息字段校验字段 信息字段和校验字段之间的对应关系: 校验字段越长，编码的检错能力越强，编码/解码越复杂；附加的冗余信息在整个编码中所占的比例越大，传输的有效成分越低，传输的效率下降。 检错码一旦

22、形成，整个检错码将作为一个整体被发往线路，通常的发送顺序是信息字段在前，校验字段在后。,（一）奇偶校验码 垂直奇偶校验 水平奇偶校验 水平垂直奇偶校验 斜奇偶校验,4、几种差错控制编码,垂直奇/偶校验码（组校验）: 被传输的信息进行分组，并排列为若干行和列。组中每行的相同列进行奇/偶校验，最终产生由校验位形成的校验字符（校验行），并附加在信息分组之后传输。 例：4个字符（4行）组成一信息组，其垂直奇/偶校验码为：,发往线路顺序： 0111001|0010101|0101011|1010101|0101101 第1字符第2字符第3字符第4字符 奇校验字符,水平奇/偶校验码: 其信息字段以字符为单

23、位，校验字段仅含一个比特称为校验比特或校验位,使用七单位的ASCII码来构造成八单位的检错码时若采用奇/偶校验，校验位的取值应使整个码字包括校验位中为1的比特个数为奇数或偶数。 例：信息字段 奇校验码 偶校验码 0110001 01100010 01100011 应用： 通常在异步传输方式中采用偶校验， 同 步传输方式中采取奇校验,水平垂直奇/偶校验码（方阵校验） 在水平校验的基础上实施垂直校验。 例：4行7列信息组的水平垂直偶校验码为：,发往线路顺序： 01110010|00101011|01010110|10101010|10100101 第1字符 第2字符 第3字符第4字符 偶校验字符,

24、（二）恒比码（定比码） 恒比码是指每个码组均含有相同数目的1或0。,（三）正反码 恒比码是指每个码组均含有相同数目的1或0。 具体编码规则为： （1）当信息位中有奇数个1，则监督码和信息码相同。 （2）当信息位中有偶数个1，则监督码是信息码的反码。 接收端进行差错检测的步骤为： （1）信息位和监督位模2加，得到合成码。 （2）由合成码产生校验码。若信息位中有奇数个1，则取合成码为校验码；若信息位中有偶数个1，则取合成码的反码为检验码。 （3）根据检验码中1的个数，按表进行判决和纠错。,校验码组的差错情况,例如： 要发送的信息为11001，则监督与信息为相同 发送的码字为1100111001 若

25、接收到数据为： 1100111001 其合成码为 110011100100000 由于接收码字中信息位有奇数个“1”，则校验码为00000 由于校验码为全0，对应表中，传输无差错。 若接收到数据为：1000111001 则合成码为 100011100101000 由于接收码字中信息位有偶数个“1”，则校验码为10111 按表可判断信息位第二位出差错。,若接收到数据为：1100101001 则合成码为 110010100110000 由于接收码字中信息位有奇数个“1”，则校验码为10000 按表可判断冗余位第一位出差错。 若接收到数据为：1001111001 则合成码为 100111100101

26、010 由于接收码字中信息位有奇数个“1”，则校验码为01010 按表可判断出差错位有多位。,（四）循环冗余码 循环冗余码 CRC (Cyclic Redundancy Code) 具有较强的检错和纠错能力，而且编码和解码设备不太复杂，所以在理论和实际上都有较大的发展。 （1）码多项式 （2）循环冗余码的特点 循环性 封闭性,标准CRC生成多项式G（x）,CRC-12 G（x）= x12+x11+x3+x2+x+1 CRC-16 G（x）= x16+x15+x2+1 CRC-CCITT G（x）= x16+x12+x5+1 CRC-32 G（x）= x32+x26+x23+x22+x16+x1

27、2+x11+ x10 +x8+x7+x5+x4 + x2+x+1,（3）循环冗余码的编码 一个（n,k)循环冗余码中，有k位信息位，n-k=r位冗余位给定生成多项式G(x)，就给定了冗余位的位数n-k=r 编码过程分3步。 （4）循环冗余码的译码 检错过程 纠错过程,CRC检错方法举例,CRC校验码的检错能力,CRC校验码能检查出全部单个错； CRC校验码能检查出全部离散的二位错； CRC校验码能检查出全部奇数个错； CRC校验码能检查出全部长度小于等于K位的突发错； CRC校验码能以1-（1/2）K-1的概率检查出长度为（K+1）位的突发错； 如果K=16，则该CRC校验码能全部检查出小于或

28、等于16 位的所有的突发差错，并能以1-（1/2）16-1=99.997的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%。,例1：利用生成多项式 计算信息11001010101的校验序列。并写出CRC码和其码多项式。 例2 利用生成多项式 校验接收到的报文1010110001101是否正确。,2.4 网络拓扑结构,计算机网络的拓扑结构是用网络中的节点与链路的几何关系表示网络结构。 网络的拓扑结构主要有： 星型、总线型、环型、树型、网型,1、星型拓扑结构的优点： 控制简单 容易进行故障诊断和隔离 星型拓扑结构的缺点： 电缆长度大 中央节点的负担重，形成瓶颈 各站点的分布处理能力较小,2、

29、总线型拓扑结构的优点： 所需电缆数量最少 结构简单，可靠性高 易于扩充 总线型拓扑结构的缺点： 系统范围有限 故障诊断和隔离较困难（总线故障） 实时性差,3、环型拓扑结构的优点： 电缆长度短（跟总线相似） 易于扩充 总线型拓扑结构的缺点： 节点的故障会引起全网的故障 故障检测较困难（环线故障） 实时性差（令牌控制，负载轻时）,4、树型拓扑结构的优点： 易于扩展 故障隔离容易 树型拓扑结构的缺点： 树型拓扑结构其各个节点对根的依赖性太大，如果根发生故障，全网则会瘫痪。,5、网型拓扑结构的优缺点： 结构不规则，连接任意， 优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。 缺点是结构复杂，成本较高，协议复杂。

30、但由于它的的可靠性较高，在主干网中仍使用它。,2.5 传输介质 双绞线 有线 同轴电缆 光纤 无线（不同波长的无线电波） 常用5个特性来描述有线传输介质： 1物理特性 2传输特性 3连通性 4地理范围 5抗干扰性,1、双绞线 双绞线也称为双扭线，是最古老又是最常用的传输媒体，如电话线都用双绞线。 （1）分类：屏蔽双绞线，简称STP 非屏蔽双绞线，简称UTP （2）种类：UTP标准（1，2，3，4，5类线）常用：3类线，5类线 （3）符合标准：EIA/TIA-568标准 定义: 3类线传输特性标准为16M， 4类线传输特性标准为20M 5类线传输特性标准为100M,8芯双绞线,以箔屏蔽以减少 干

31、扰和串音,3类、5类 双绞线外没有任何附加屏蔽,屏蔽双绞线 (STP) 非屏蔽双绞线 (UTP),2、同轴电缆 （1）结构：由钢质芯线，绝缘层，网状外屏蔽层的及塑料外层等组成。 （2）优点：具有很好的抗干扰和较高传输速率。 （3）分类：50同轴电缆（也称基带同轴电缆） 75同轴电缆（宽带同轴电缆）,10BASE2,（4）传输速率： 50同轴电缆：10Mb/s 在1km范围，应用局域网（数字传输） 75同轴电缆：300-450MHz，在100Km范围应用，电视系统CATN，模拟传输。在数字传输时，一个带宽为300MHz电缆可支持150Mb/s数传率。（RG-59） （5）连接器: 采用 T型分接

32、头 插入式分接头,3、光纤 光纤通信是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，在发送端有光源（如发光二极管，来半导体激光器），产生光脉冲，在接收端利用光电二极管作光检测器，将光脉冲还原为电信号。 (1)结构 光纤通常由非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。,光导纤维（Optical Fiber）原理： 用光作信号载体， 利用全反射原理实现低损耗、远距离传输 以玻璃纤维作物理载体 发射端：将电信号转为光信号，用发光二 极管（light emitting diode,LED）或激光 束产生光脉冲 接收端：光敏元件检测光脉冲，将光信号转为电脉冲。,(2)分类: 1). 多模光纤:

33、 有多种不同角度入射光在一条光纤中传输.纤芯62.5um, 2). 单模光纤: 只有一种入射光在光纤中直线传输. 纤芯8.3um,一根光缆少则只有一根光纤， 多则几百根裳用有4芯光缆。,单模光纤（Single Mode Fiber）: 频带宽， 传输损耗小，无中继传输距离长 连接较困难，价格贵 主要用作邮电通信长距离主干线 多模光纤（Multi Mode Fiber）： 频带较窄， 传输衰减大，无中继传输距离短 易连接，价格便宜， 适宜于短距离数据传输网络和LAN,光纤特点： 传输速度高；传输损耗小，中继距离长； 抗雷电和电磁干扰性能好；无串音干扰， 保密性好；体积小，重量轻；,优缺点 优点：

34、 频带宽，在1km内可达1GHz以上，30km内大干25MHz 无中继传输距离可达68km 误码率低，小于109 不受电磁干扰、保密性好 缺点： 价格昂贵 安装、连接和较难 安装测试工具也昂贵,无线电波： 1、地面微波和中继通信 2、卫星通信 3、常用无线技术,卫星信道 原理： 以卫星作为微波中继站的通信方式 卫星的功能：对地面发来的号加以放大、整形、再发回地面。 以5.9256.425GHz频率接收信号,再以3.74.2GHz发回信号。 优点： 传输容量大：一路卫星信道容量相当于10万路音频线路。 覆盖范围大，一个同步卫星可覆盖1/3以上地球表面，三个卫星即可覆盖全球。 缺点： 延时长 不便

35、于双向传输,什么是GPRS服务 GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，简单来说，就是一种手机上网的接入方法。手机开通GPRS服务后，您就可以通过该手机进行网上获动，当然，这也包括在网上下载最新的手机游戏。 GPRS资费标准： 套餐种类资费标准自由套餐0.03元/KB经济套餐月租费20元，获得1000KB流量，超出按照0.01元/KB收取时尚套餐月租费100元，获得20000KB流量，超出按照0.01元/KB收取商务套餐月租费200元，获得500MB流量（1MB=1000KB），超出按照0.01元/KB收取,短距离微波通信技术 蓝牙技术

36、， 用2.4GHz的微波 802.11无线连接标准，用2.4GHz的微波 802.11与蓝牙技术誰将获胜？ 部分蓝牙资料： 红外线 红外线一般局限于很小的区域如一个房间内 方向性要求强 传输速率高，可达10Mbps 成本低 广泛用于遥控技术中,2.6 多路复用技术 1、多路复用的目的：充分利用昂贵的通信线路，尽可能地容纳较多的用户和传输较多的信息。 2、多路复用的基本原理：当物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需的带宽时，可将该物理信道的总带宽分割成若干个固定带宽的子信道，并利用每个子信道传输一路信号，从而达到多路信号共用一个信道，或者将多路信号组合在一条物理信道上传输的目的，充分利用信道容量

37、。,（1）频分多路复用（FDMFrequency Division Multiplexing）： 用途：主要用于模拟信道的复用。 原理：不同的传输媒体具有不同的带宽（信号不失真传输的频率范围）.频分多路复用技术对整个物理信道的可用带宽进行分割，并利用载波调制技术，实现原始信号的频谱迁移，使得多路信号在整个物理信道带宽允许的范围内，实现频谱上的不重叠，从而共用一个信道。为了防止多路信号之间的相互干扰，使用隔离频带来隔离每个子信道。,原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输。频率通道之间留有防护频带以防相互干扰。,频分复用,工作过程：先对多路信号的频谱范围进行限制

38、（分割频带）， 然后通过变频处理，将多路信号分配到不同的频段。,(2)时分多路复用（TDMTime Division Multiplexing） 用 途：主要用于数字信道的复用。 原 理：当物理信道可支持的位传输速率超过单个原始信号要求的数据传输速率时，可以将该物理信道划分成若干时间片，并将各个时间片轮流地分配给多路信号，使得它们在时间上不重叠。 应 用：使用时分多路复用技术来支持语音信号的传输,时分复用 原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输。,时分复用,由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。 时分复用的典

39、型例子：PCM信号的传输 把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息) 每帧在一个时间片内发送 每个时隙承载一路PCM信号,同步时分复用,由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为同步时分复用。 时分复用的典型例子：PCM信号的传输 把多个话路的PCM话音数据用TDM的方法装成帧(帧中还包括了帧同步信息和信令信息) 每帧在一个时间片内发送 每个时隙承载一路PCM信号,同步时分复用STDM,异步（统计）时分复用ATDM,统计(异步)TDMATDM ATDM的缺点：某用户无数据发送，其他用户也不能占用该时隙，将会造成带宽浪费。 改进：用户

40、不固定占用某个时隙，有空时隙就将数据放入。,（3）码分复用技术CDMA ( Code division Multiplexing ) 基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址码，这些地址码码型互不重叠，以区分每个用户，所有用户共享信道的频率和时间资源。,码分复用技术的特点： 抗干扰能力强 C=Flog2(1+S/N) 隐蔽性好,（4）波分多路复用（Wavelength Division Multiplexing） 波分多路复用实质上是利用了光具有不同的波长的特征。随着光纤技术的使用，基于光信号传输的复用技术得到重视。 波分多路复用的原理：利用波分复用设备将不同信道的信号调制成不同波长的光，并复

41、用到光纤信道上。在接收方，采用波分设备分离不同波长的光,波分复用光的频分复用 原理：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输。,F1,2.7 网络交换技术,1、数据交换： 在数据通信时利用中间结点将通信双方连接起来。 2、中间结点（交换设备）： 不关心被传输的数据内容，仅执行交换的动作，起数据交换的功能，将数据从一个端口交换到另一端口，继而传输到另一台中间结点，直至目的地。整个数据传输的过程被称为数据交换过程。 结点：用于数据交换的中间设备， 站点：发送和接收数据的终端设备。,1）线路交换（电路交换） * 线路交换（电路交换）的过程 * 线路交换示意图 * 线路交

42、换的特点 （1）线路交换（电路交换）的过程 线路交换又称为电路交换，它类似于电话系统，希望通信的计算机之间必须事先建立物理线路（或者物理连接）。整个线路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输、释放线路三个阶段。,线路交换示意图,线路交换的特点： 1、数据传输可靠，而且不丢失和保持原来的顺序。 2、独占性：建立线路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，整个线路仍不允许其它站点共享，因此线路的利用率较低，并且容易引起接续时的拥塞。 3、实时性好：一旦线路建立，通信双方的所有资源（包括线路资源）均用于本次通信，除了少量的传输延迟之外，不再有其它延迟，具有较好的实时性； 4、线路

43、交换设备简单，不提供任何缓存装置； 5、用户数据透明传输，要求收发双方自动进行速率匹配。 优缺点 （p50),2）报文交换：（存储转发报文交换）。 原理：中间结点由具有存储能力的计算机承担，用户信息可以暂时保存在中间结点上。报文交换无需同时占用整个物理线路。如果一个站点希望发送一个报文（一个数据块），它将目的地地址附加在报文上，然后将整个报文传递给中间结点；中间结点暂存报文，根据地址确定输出端口和线路，排队等待线路空闲时再转发给下一结点，直至终点。,报文交换示意图：,报文交换的特点： （1）“存储转发”； （2）不独占线路，多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路； （3）无线路建立的过程

44、，提高了线路的利用率； （4）可以支持多点传输（一个报文传输给多个用户，在报文中增加“地址字段”，中间结点根据地址字段进行复制和转发）； （5）中间结点可进行数据格式的转换，方便接收站点的收取； （6）增加了差错检测功能，避免出错数据的无谓传输等。,报文交换的不足之处： （1）由于“存储转发”和排队，增加了数据传输的延迟； （2）报文长度未作规定，报文只能暂存在磁盘上，磁盘读取占用了额外的时间； （3）任何报文都必须排队等待：不同长度的报文要求不同长度的处理和传输时间，即使非常短小的报文（例如：交互式通信中的会话信息）； （4）报文交换难以支持实时通信和交互式通信的要求。,3）分组交换：（报文

45、交换的改进） 目前应用最广的交换技术。结合了线路交换和报文交换两者的优点，使其性能达到最优。 （1）分组交换原理： 类似于报文交换，但它规定了交换设备处理和传输的数据长度（称之为分组）。将长报文分成若干个小分组进行传输。不同站点的数据分组可以交织在同一线路上传输。提高了线路的利用率。可以固定分组的长度，系统可以采用高速缓存技术来暂存分组，提高了转发的速度。,（2）分组交换实现的关键：分组长度的选择。 分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数据传输的效率； 分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加重传的次数，也影响用户数据传输的效率。 X.25分组交换网

46、： 分组长度为131字节，包括128字节的用户数据和3字节的控制信息。 以太网中： 分组长度为1500字节左右（较好的线路质量和较高的传输速率，分组的长度可以略有增加）。,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,分组交换网的示意图,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,数据报（Datagram)分组交换技术 面向无连接的数据传输,工作过程类似于报文交换。采用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。数据报的前部增加地址信息的字