项目1 IP信息网络概述.ppt

1、2020/9/9,1,项目1 IP信息网络概述,任务1 数据通信技术简介 任务2 数据通信网络的分类 任务3 数据通信网络的拓扑结构,2020/9/9,2,任务1 数据通信技术简介,计算机技术和现代通信技术相结合形成了计算机网络。 数据通信技术是构成现代计算机网络的重要基石之一。 本节主要介绍有关数据通信技术的基本知识。,2020/9/9,3,1. 1 数据通信的基本概念1. 数据通信的系统概述,(1) 信息（Information）通信传输过程中包含的内容，其载体一般为数字、文字、语音和图像等 (2) 数据信息的载体，一般用二进制代码表示 (3) 信号数据在传输过程中的表示形式分为模拟信号和

2、数字信号两类 模拟信号是连续变化的 数字信号是分立离散的,2020/9/9,4,数据通信的系统模型,数据通信系统模型组成,调制频率： 信号1：1270Hz正弦波 信号0：1070Hz正弦波,干扰源,2020/9/9,5,信道及信道的分类,信道：信号传输的通路(通信线路) 信道分类： (1)模拟信道和数字信道：按传输信号类型来分原始、调制模拟信号、二进制数字信号 (2)物理信道和逻辑信道：按物理、逻辑性来分 传输介质、通信设备、信号逻辑路径 (3) 有线信道和无线信道：按传输通路介质来分有形介质(线、缆)、无形介质(空气、太空) (4)专用信道和公用信道：按通路使用权限来分固定、专线、大型公共信

3、道,2020/9/9,6,2.数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) 有电话线及双绞线、电缆线、光纤、架空明线微波线路和卫星线路等。常用的是： (1)电话线 和双绞线 (2)同轴电缆 (3)光纤,2020/9/9,7,数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) (4) 微波线路 传输容量大 直线传播和受环境条件的影响 长途传输必须建立中继站 必要时信号增强,2020/9/9,8,数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) (5) 卫星线路 微波传输一种，中继站点卫星 不受地理环境和通信距离的限制 有海量的带宽，具有广泛的应用市场 价格昂贵,2020/9/9,9

4、,数据通信的传输媒体,通信网络中使用的传输媒体(介质) (6)红外传输 直线传播、距离有限(在视野内) 速度快：100Mbps 广泛用于家电遥控、计算机间数据交换,2020/9/9,10,3.数据通信的主要技术指标,主要有： 传输速率B 差错率 Pe 可靠性 Pr 带宽 W,2020/9/9,11,3.数据通信的主要技术指标 (1)传输速率B,衡量传输能力的主要指标(比特率、波特率) 比特率：数字信号的传输速率 定义：单位时间内传输二进制代码有效位数 单位：比特/秒（bps） 千比特/秒（kbps） 波特率：调制速率，又称为波形速率 定义：线路中每秒传送的波形的个数 单位：波特（baud）B

5、= 1/T 换算： 比特率 = 波特率 * log2n n为一个脉冲信号表示的有效状态数,2020/9/9,12,3.数据通信的主要技术指标 (2)差错率 pe,衡量传输质量的主要指标 比特差错率 定义：差错的比特数占总数的比例（平均值） peb = 差错比特数 / 总比特数 在计算机通信中，一般要求比特差错率低于10-6,2020/9/9,13,3.数据通信的主要技术指标 (3)可靠度 pr,衡量传输系统质量重要指标 可靠度 ： 定义：正常工作时间占全部工作时间百分比 pr = 正常工作时间tr / 全部工作时间Tr,2020/9/9,14,3.数据通信的主要技术指标 (4)带宽 W,带宽是

6、指波长、频率或能量带的范围。 信号带宽：传送信号的频谱中具有足够能量的最高频率和最低频率之差 信道带宽：信道能够传输的最高频率和最低频率之差 单位：即频率的单位。,2020/9/9,15,1. 2 常用通信系统,公用电话系统 移动电话系统 卫星通信系统 ISDN综合业务数字网络 ADSL与Cable Modem,2020/9/9,16,常用通信系统 1. 公用电话系统,过程 拨号 转换为代码 当地的交换中心 解析拨入的电话号码，并判断出目的地 线路交换方式，建立通道，发送响铃信号 摘机通话、挂机结束连接 交换系统由多级交换中心组成的层次结构组成 同局直接连接，不同局通过上一级交换,2020/9

7、/9,17,2 .移动电话系统,即蜂窝通信，手持或车载电话进行通信 将通信覆盖区域划分为多个区域(单元) 网络交换中心（NSO）计算机控制所有的单元 移动电话能够和单元站点进行双向无线电通信 单元间的分界定义并不十分明确 在NSO控制下，站点广播、监听响应 站点把回答传给NSO，由NSO完成整个连接,2020/9/9,18,3.卫星通信系统,组成：卫星、地面站 工作原理 卫星在空中起中继站的作用 地面站是卫星系统与地面公众网的接口 地面用户通过地面站出入卫星系统形成链路 三颗相距120度的同步卫星就能覆盖整个赤道圆周 通信频率范围： 微波频段，即1-10GHZ 开始使用新频段如12GHZ，14

8、GHZ，20GHZ及30GHZ频段等,2020/9/9,19,3.卫星通信系统,优点 通信范围大 受自然灾害影响的影响不大 可以方便地实现广播和多址通信 可以电路和话务量可灵活调整 缺点 信号延迟（发、收方传播距离有72000KM） 10GHZ以上频带受降雨雪的影响 天线受太阳噪声的影响,2020/9/9,20,卫星通信系统,频带宽度 通信卫星：500 MHZ 转发器：36 MHZ / 72 MHZ 采用的多路通信技术 频分多址 时分多址 码分多址,2020/9/9,21,4. ISDN综合业务数字网络,ISDN(Integrated Services Digital Network) 允许同

9、时传送声音、数据、传真、视频等信号 提供3条独立信道(2B+D)两条 64Kbps B信道、一条 16Kbps D信道 B信道：传输纯数据，如脉码调制（PCM）语音数据、计算机通信数据 D信道：用于控制和一些低速应用，如遥感（远程读表）或警报系统。 一般采用时分多路复用技术进行传输 优点：为用户提供更大的带宽，使用户在使用线路进行拨号上网时，不影响正常的电话使用。,2020/9/9,22,5 .ADSL与Cable Modem,ADSL：非对称数字用户线路 将电话线变成高速的数字线路 同时提供电话、传真和高速的Internet服务 使用频分复用 三个信息通道 高速下行通道：1.5Mbps-9M

10、bps 用于下载 中速双工通道：16Kbps-1Mbps 用于上传 普通电话服务：老式电话服务,2020/9/9,23,ADSL与Cable Modem,CABLE MODEM：电缆(线缆)调制解调器 通过有线电视CATV某个传输频带进行调制解调 一组用户共享一个信道 连接方式：一端计算机，一端闭路电视插座 按速率划分为两种： 对称速率型：上、下行速率相同，500k - 2M bps 非对称速率型：下行2-40M，上行500k-10M,2020/9/9,24,1. 3通信技术的发展,1.数字电视 采用数字信号来广播原来为模拟信号的图像和声音信号的新的电视系统 数字电视节目是被A/D转换后数字化

11、的 按传输方式分为3种： 地面无线传输 卫星传输 有限传输 优点 避免噪声信号的影响 避免非线形失真的影响 便于与计算机配合实现信号的存储、控制和调整 便于充分利用信道容量 便于加密/解密、加扰/解扰,2020/9/9,25,2.3G时代的到来和4G未来 1G 模拟通信 2G 数字通信 3G 多媒体数据通信 提供的服务： 视频消息/视频邮件应用 可视通信/视频会议应用 视频流应用,2020/9/9,26,3.蓝牙技术及其应用 短距离、低成本的无线连接技术，能实现语言、数据、视频无线传输 4.网络电视和IPTV 基于互联网协议的电视广播服务,2020/9/9,27,任务2 数据通信网络的分类,2

12、020/9/9,28,2.1 计算机网络的定义,1. 计算机网络的定义 计算机网络是当今世界上最为活跃的技术因素之一。计算机网络就是把分布在不同地点的多个计算机物理地连接起来，按照网络协议相互通信，以共享软件、硬件和数据资源为目标的系统。也可以说：将分散的计算机、终端、外围设备通过通信媒体互相连接在一起，能够实现互相通信的整个系统。或者说通过通信媒体互连起来的自治的计算机集合体，叫做计算机网络。,2020/9/9,29,2. 计算机网络的产生和发展过程,计算机网络从60年代发展到现在，可分为四代： 第一代：以单计算机为中心的联机系统。 第二代：计算机计算机网络。以远程大规模互连为主要特点，由A

13、RPANET发展和演化而来。 第三代：遵循网络体系结构标准建成的网络。依据标准化水平可分为两个阶段：各计算机制造厂商网络结构标准化，遵循国际网络体系结构标准-ISO/OSI构建的网络。 第四代：Internet时代。,2020/9/9,30,2.2 计算机网络的功能,建立计算机网络的目的是：通过数据通信，实现系统的资源共享，增加单机的功能，提高系统的可靠性。因此，计算机网络主要有四种功能。 1.数据传送 2.资源共享 3.提高计算机的可靠性和可用性 4.分布处理,2020/9/9,31,2.3 计算机网络的分类,计算机网络最常用的分类标准是根据网络范围和计算机之间互连的距离来分类。按地域范围分

14、，计算机网络可分为三类：局部地区网络LAN（局域网），广域网WAN和城域网MAN。若简单地分，计算机可分成远程网和局域网。 局域网LAN用于将有限范围内（如一个实验室、一幢大楼、一个校园）的各种计算机、终端与外部设备互连成网。连接相隔较远的两个或更多局域网的网络被称作广域网WAN。Internet就是一个纵横全球的很复杂且具有扩展性的广域网。由于广域网要从比局域网距离远得多的地方传送数据，所以广域网需要的技术和传输媒体与局域网稍微有点差别。城市地区网络常简称为城域网。城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。,2020/9/9,32,计算机网络还可按其他的角度分类：如按通信媒体分为有线网和

15、无线网；按速率分为低、中、高速；根据对信道的使用情况，可分点到点通信方式以及多点共享信道模型；按使用范围分为公用网和专用网；按网络控制方式分为集中式和分布式等等。,2020/9/9,33,2.4 计算机网络的组成,1. 计算机网络的逻辑组成 从逻辑功能上看，整个网络可划分成资源子网和通信子网两大部分，资源子网包括网络中的所有主计算机、I/0设备、各种软件资源和数据库，负责全网数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源和网络服务。通信子网是由用作信息交换的节点处理机和通信链路组成的独立的数据通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和变换等通信处理工作。计算机网络的逻辑构成如图7.1所示：,202

16、0/9/9,34,图2.1 通信子网和资源子网,2020/9/9,35,2. 信道和数据传输媒体,通常将在通信过程中产生和发送信息的设备或计算机称为“信源”，把在通信过程中接收和处理信息的设备或计算机称为“信宿”，而信源和信宿之间的通信线路称为“信道”。也可以说，数据信号传输的必经之路称为“信道”。,2020/9/9,36,物理信道由传输媒体及有关设备组成。如双绞线、铜轴电缆、光纤、电磁波等都是可传输物理信号的媒体，它们都可以用于构成物理信道。网络中两个节点之间的物理通道常称为通信链路。逻辑信道是建立在物理信道上的一种抽象信道概念，在信号的发收点之间存在一条间接的连接。这样的信道是抽象意义下的信道，所以称为逻辑信道。一条物理信道可被分为几条逻辑信道，多条物理信道亦可合为一条逻辑信道。通常把逻辑信道称为“连接”。,2020/9/9,37,按传输媒体的不同，物理信道可分为有线信道、无线信道、卫星信道。按在信道上传输信号的不同，可分为传输正弦波模拟量的模拟信道和传输