《计算机网络技术复习指导》课件-第二章

计算机网络技术复习指导目 录CONTENTS 考点一 数据通信系统的基本概念 考点二 数据通信的基本结构 考点三 数据传输方式 考点四 数据交换技术 考点五 数据通信的主要技术指标了解数据通信系统的基本概念考纲要求了解数据通信的基本结构了解数据传输方式了解数据交换技术了解数据通信的主要技术指标目 录CONTENTS 考点一 数据通信系统的基本概念 考点二 数据通信的基本结构 考点三 数据传输方式 考点四 数据交换技术 考点五 数据通信的主要技术指标5考点精讲 考点一 数据通信系统的基本概念信息是对客观事物的反映，可以是对物质的形态、大小、结构、性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物质与外部的联系。(1)信息有各种存在形式，如数字、文字、声音、图形、图像和视频等。(2)一、信息6考点精讲 考点一 数据通信系统的基本概念数据是信息的载体，信息则是数据的内在含义或解释。(1)二、数据为了传送信息，首先要将每一个字母、数字或符号用二进制代码表示，而传输的二进制代码则称为数据，如010111001。(2)数据可以分成两类：模拟数据和数字数据。计算机中的信息都是用数字数据来表示的。(3)7考点精讲 考点一 数据通信系统的基本概念三、信号信号是数据在传输过程中的电/光编码的表示形式。有模拟信号和数字信号两种。模拟信号是指在时间上和空间上连续变化的信号，如语音信号、传统电视信号等，波形如图所示。8考点精讲 考点二 数据通信的基本结构数字信号是指一系列在时间上离散的信号，如电报信号、计算机输入/输出的二进制信号等，波形如图所示。9考点精讲 考点一 数据通信系统的基本概念按传输介质分类分为：有线信道无线信道信道是传送信号的通路，包括传输媒体和通信设备，可分为物理信道和逻辑信道。信道还可以按以下不同的方法分类：四、信道按传输信号分类分为：模拟信道数字信道按使用权限分类分为：专用信道公用信道10考点精讲 考点二 数据通信的基本结构码元：在数字通信中，有时把一个数字脉冲称为一个码元，它是构成信息编码的最小单位。当码元的离散状态有M时（如M大于2），此时码元为M进制码元。一个码元不一定对应于一个比特，只有当此码元为二进制码元时，一个码元才对应于一个比特。五、码元目 录CONTENTS 考点一 数据通信系统的基本概念 考点二 数据通信的基本结构 考点三 数据传输方式 考点四 数据交换技术 考点五 数据通信的主要技术指标12考点精讲 考点二 数据通信的基本结构数据通信系统的基本模型：产生和发送信息的一端叫信源，接收信息的一端叫信宿，信源与信宿通过通信线路进行通信，如图所示。在数据通信系统中，也将通信线路称为信道。13考点精讲 考点二 数据通信的基本结构DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和信宿，如主机、终端等。DCE又称数据通信设备，介于DTE与传输介质之间，用于将DTE发出的数字信号变换为适合于在传输介质上传输的信号形式，并送到传输介质上；或者将从传输介质上接收的远端信号变换为计算机能接收的数字信号形式，并送往计算机，如调制解调器（Modem）等。数据通信系统由数据终端设备（DTE）、数据电路端接设备（DCE）和通信线路等组成。14考点精讲 考点二 数据通信的基本结构模拟通信系统（如图所示）通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿及噪声源组成。信源所产生的原始模拟信号一般都要经过调制再通过信道传输。信号到达目的地后，需要通过解调器将信号解调出来再传送给信宿。普通的电话、广播、电视系统等都属于模拟通信系统。15考点精讲 考点二 数据通信的基本结构数字通信系统（如图所示）由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿和噪声源组成。计算机通信、数字电话和数字电视等系统都属于数字通信系统。目 录CONTENTS 考点一 数据通信系统的基本概念 考点二 数据通信的基本结构 考点三 数据传输方式 考点四 数据交换技术 考点五 数据通信的主要技术指标17考点精讲 考点三 数据传输方式一、并行传输和串行传输1.并行传输并行传输（或称并行通信）的数据以成组（一般每组为8位的整数倍）的方式在多个并行信道上同时传输，每个比特使用单独的一条线路，并行信道至少需要8条，如图所示。计算机内部都采用并行传输。18考点精讲 考点三 数据传输方式并行传输的主要特点如下：并行传输中，各数据位同时传输，传输速度快，效率高，多用在要求实时、快速传输数据的场合。（1）数据宽度可以是1128位，甚至更宽，但是有多少数据位就需要有多少根数据线，因此传输成本较高。（2）19考点精讲 考点三 数据传输方式并行传输以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传输单位，一次传送一个字长的数据。（3）并行传输只适用于近距离的通信，通常传输距离小于30米。（4）20考点精讲 考点三 数据传输方式2.串行传输串行传输（或称串行通信）的数据是一位一位地依次在一条信道上传输，如图所示。计算机网络中，主要采用串行传输。由于计算机内部都采用并行传输，因此，数据在发送之前，要进行并/串变换，在接收端再通过串/并变换，还原成计算机内部的字符结构。21考点精讲 考点三 数据传输方式串行传输的主要特点如下：收、发双方只需要一条传输信道，节省传输线路。（1）适合远程通信。（2）数据传送效率低。（3）22考点精讲 考点三 数据传输方式二、单工通信、半双工通信和全双工通信1.单工通信单工通信（如图所示）的数据流沿一个固定方向传输，即是单向传输的。发送方只能发送不能接收，接收方只能接收不能发送，任何时候都不能改变信号传输方向，如无线电广播、电视通信等。23考点精讲 考点三 数据传输方式2.半双工通信半双工通信（如图所示）的通信双方都具有发送和接收的功能，具有双向传输信息的能力，但同一时刻只允许单向发送。当改变传输方向时，要通过开关装置进行切换。半双工通信适用于会话式通信，如对讲机之间的通信。计算机网络系统适用于终端与终端之间的会话式通信。24考点精讲 考点三 数据传输方式3.全双工通信全双工通信（如图所示）的通信双方可以同时进行双向的信息传输，且必须都具有同时发送和接收信息的能力，此外，还需要两个信道分别传送两个方向的信号，如电话通话、计算机之间的通信等。25考点精讲 考点三 数据传输方式三、异步传输与同步传输1.异步传输在异步传输方式中，每传送1个字符（7位或8位）都要在每个字符码前加1个起始位，以表示字符码的开始，在字符码和校验码后面加12个停止位，表示字符结束。接收方根据起始位和停止位来判断一个新字符的开始，从而起到通信双方的同步作用。因此，异步传输方式又称为起止式同步方式，以字符为单位进行同步，如图所示。异步传输方式比较容易实现，但每传输一个字符都需要多使用23位，所以适用于低速通信。26考点精讲 考点三 数据传输方式2.同步传输同步传输方式的信息格式是一组字符或一个由二进制位组成的数据块（帧）。对这些数据，不需要附加起始位和停止位，而是在发送一组字符或数据块之前先发送一个同步字符SYN（以01101000表示）或一个同步字节（01111110），用于接收方进行同步检测，从而使收发双方进入同步状态。在同步字符或字节之后，可以连续发送任意多个字符或数据块，发送数据完毕后，再使用同步字符或字节来标识整个发送过程的结束，如图所示。在同步传输中传输单位是报文或分组。27考点精讲 考点三 数据传输方式在同步传输时，由于发送方和接收方将整个字符组作为一个单位传输，且附加位又非常少，从而提高了数据传输的效率。因此，这种方法一般用在需要高速传输数据的系统中，如计算机之间的数据通信。28考点精讲 考点三 数据传输方式四、基带传输、频带传输和宽带传输1.基带传输基带传输是在数字信道中直接传输数字信号，且传输媒体的整个带宽都被基带信号占用，双向传输信息。其中，未对载波调制的待传信号称为基带信号，所占的频带称为基带。基带传输适用于近距离传输，在局域网中通常使用基带传输技术。29考点精讲 考点三 数据传输方式2.频带传输频带传输是将数字信号调制成模拟信号后再发送和传输，到达接收端时再把模拟信号解调成原来的数字信号。可见，在采用频带传输方式时，要求发送端和接收端都要安装调制器和解调器。常用于实现远距离通信，比如家庭用户拨号上网。利用频带传输，不仅解决了利用电话系统传输数字信号的问题，而且可以实现多路复用，以提高传输信道的利用率。30考点精讲 考点三 数据传输方式3.宽带传输宽带传输是指将信道分成多个子信道，分别传送音频、视频和数字信号。宽带传输与基带传输相比有以下优点：(1)能在一个信道中传输声音、图像和数据信息，使系统具有多种用途。(2)一条宽带信道能划分为多条逻辑基带信道，实现多路复用，因此信道的容量大大增加了。(3)宽带传输的距离比基带远，因为基带传输直接传送数字信号，传输的速率越高，能够传输的距离越短。31考点精讲 考点三 数据传输方式例如，宽带传输，采用75 的CATV电视同轴电缆或光纤作为传输媒体，带宽为300 MHz，使用时通常将整个带宽划分为若干个子频带，分别用这些子频带来传送音频信号、视频信号及数字信号。宽带同轴电缆原是用来传输电视信号的，当用它来传输数字信号时，需要利用电缆调制解调器（Cable Modem）把数字信号变换成频率为几十兆赫兹到几百兆赫兹的模拟信号。32考点精讲 考点三 数据传输方式可利用宽带传输系统来实现声音、文字和图像的一体化传输，这也是通常所说的“三网合一”，即语音网、数据网和电视网合一。另外，使用Cable Modem上网就是基于宽带传输系统实现的。33考点精讲 考点三 数据传输方式五、多路复用技术当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需要的带宽时，人们就通过在一条传输介质上同时传输多个信号的方法来提高传输系统的利用率，这就是所谓的多路复用。多路复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，共享信道资源。34考点精讲 考点三 数据传输方式是把信道的可用频带分成多个互不交叠的频段，每个信号占其中一个频段。接收时用适当的滤波器分离出不同信号，分别进行解调接收。频分多路复用（frequency division multiplexing，FDM）是以信道的传输时间作为分割对象，通过为多个信道分配互不重叠的时间片的方法来实现多路复用。时分多路复用分为同步时分多路复用（STDM）和异步时分多路复用（ATDM）。时分多路复用（time division multiplexing，TDM）35考点精讲 考点三 数据传输方式是指在一根光纤上能同时传送多个波长不同的光波信号的复用技术，是频分多路复用在光纤信道上的一种变种。最初，在一根光纤上只能复用两路光载波信号，随着技术的发展，在一根光纤上复用的路数越来越多。现在已达到在一根光纤上复用80路或更多路数的光载波信号，这种复用方式就是密集波分多路复用（dense wavelength division multiplexing，DWDM）。波分多路复用（wavelength division multiplexing，WDM）36考点精讲 考点三 数据传输方式又称码分多址（code division multiple access，CDMA），CDM与FDM和TDM不同，它既共享信道的频率，也共享时间，是一种真正的动态复用技术。码分多路复用也是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方互不干扰，且抗干扰能力强。码分多路复用（code division multiplexing，CDM）37考点精讲 考点三 数据传输方式码分多路复用技术主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。提高了通信的话音质量、数据传输的可靠性和减少干扰对通信的影响，也增大了通信系统的容量。笔记本电脑和平板电脑等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。目 录CONTENTS 考点一 数据通信系统的基本概念 考点二 数据通信的基本结构 考点三