數(shù)據(jù)通信基本知識(shí)

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1、數(shù)據(jù)通信基本知識(shí) 所有計(jì)算機(jī)之間之間通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信都涉及由傳輸介質(zhì)傳輸某種形式的數(shù) 據(jù)編碼信號(hào)。傳輸介質(zhì)在計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間起互連和通信作用，為數(shù)據(jù)信號(hào) 提供從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理通路。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸介 質(zhì)可分為有線和無線傳輸介質(zhì)兩大類。 一、有線傳輸介質(zhì)(Wired Transmission Media) 有線傳輸介質(zhì)在數(shù)據(jù)傳輸中只作為傳輸介質(zhì)，而非信號(hào)載體。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中流行 使用的有線傳輸介質(zhì)(Wired Transmission Media)為：銅線和玻璃纖維。 1. 銅線 銅線(Copper Wire)由于具有較低的電阻率、價(jià)廉和容易安裝

2、等優(yōu)點(diǎn)因而成為最早 用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的傳輸介質(zhì)，它以介質(zhì)中傳輸?shù)碾娏髯鳛閿?shù)據(jù)信號(hào)的載體。為了盡可 能減小銅線所傳輸信號(hào)之間的相互干涉(Interference)，我們使用兩種基本的銅線類 型：雙絞線和同軸電纜。 (1) 雙絞線 雙絞線(Twisted Pair)是把兩條互相絕緣的銅導(dǎo)線紐絞起來組成一條通信線路，它 既可減小流過電流所輻射的能量，也可防止來自其他通信線路上信號(hào)的干涉。雙絞線分 屏蔽和無屏蔽兩種，其形狀結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。雙絞線的線路損耗較大，傳輸速率低， 但價(jià)格便宜，容易安裝，常用于對(duì)通信速率要求不高的網(wǎng)絡(luò)連接中。 (2 )同軸電纜 同軸電纜(Coaxial Cable)

3、由一對(duì)同軸導(dǎo)線組成。同軸電纜頻帶寬，損耗小，具有 比雙絞線更強(qiáng)的抗干擾能力和更好的傳輸性能。按特性阻抗值不同，同軸電纜可分為基 帶(用于傳輸單路信號(hào))和寬帶(用于同時(shí)傳輸多路信號(hào))兩種。同軸電纜是目前LAN局域 網(wǎng)與有線電視網(wǎng)中普遍采用的比較理想的傳輸介質(zhì)。 2. 玻璃纖維 目前，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中十分流行使用易彎曲的石英玻璃纖維來作為傳輸介質(zhì)，它以 介質(zhì)中傳輸?shù)墓獠?光脈沖信號(hào))作為信息載體，因此我們又將之稱為光導(dǎo)纖維，簡(jiǎn)稱光 纖(Optical Fiber)或光纜(Optical Cable)。 光纜由能傳導(dǎo)光波的石英玻璃纖維(纖芯)，外加包層(硅橡膠)和保護(hù)層構(gòu)成。在 光纜一頭的發(fā)射器

4、使用LED光發(fā)射二極管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)來發(fā) 射光脈沖，在光纜另一頭的接收器使用光敏半導(dǎo)體管探測(cè)光脈沖。 模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 一、通信信道與信道容量(Communication Channel & Channel Capacity) 通信信道(Communication Channel)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐罚谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中信道分為 物理信道和邏輯信道。物理信道指用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的物理通路，它由傳輸介質(zhì)與有關(guān) 通信設(shè)備組成；邏輯信道指在物理信道的基礎(chǔ)上，發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信號(hào)的雙方通過中間 結(jié)點(diǎn)所實(shí)現(xiàn)的邏?quot;聯(lián)系〃，由此為傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)形

5、成的邏輯通路。邏輯信道可以是 有連接的，也可以是無連接的。物理信道還可根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同而分為有線信道和 無線信道，也可按傳輸數(shù)據(jù)類型的不同分為數(shù)字信道和模擬信道。信道容量(Channel Capacity)指信道傳輸信息的最大能力：對(duì)于數(shù)字信道一般用單位時(shí)間可以傳輸?shù)淖畲?二進(jìn)制位(比特bit)數(shù)來表示，對(duì)于模擬信道則由信道的帶寬表示。信道容量的大小還 受信道質(zhì)量和可使用時(shí)間的影響，當(dāng)信道質(zhì)量較差時(shí)，實(shí)際傳輸速率將降低。 二、模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信(Analog Data Communication & Digital Data Communication) 1. 模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)

6、 我們一般將數(shù)據(jù)分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩大類。 模擬數(shù)據(jù)(Analog Data )是由傳感器采集得到的連續(xù)變化的值，例如溫度、壓力， 以及目前在電話、無線電和電視廣播中的聲音和圖像。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Digital Data)則是 模擬數(shù)據(jù)經(jīng)量化后得到的離散的值，例如在計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制代碼表示的字符、圖形、 音頻與視頻數(shù)據(jù)。目前，ASCII美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼(American Standard Code for In formation Interchange)已為ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和CCITT國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)所 采納，成為國(guó)際通用的信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，使用7位二進(jìn)制數(shù)來表示一個(gè)英文字母、

7、數(shù) 字、標(biāo)點(diǎn)或控制符號(hào)；圖形、音頻與視頻數(shù)據(jù)則可分別采用多種編碼格式。 2. 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) (1) 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) 不同的數(shù)據(jù)必須轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的信號(hào)才能進(jìn)行傳輸：模擬數(shù)據(jù)一般采用模擬信號(hào)(Ana log Signal)，例如用一系列連續(xù)變化的電磁波(如無線電與電視廣播中的電磁波)，或 電壓信號(hào)(如電話傳輸中的音頻電壓信號(hào))來表示；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)則采用數(shù)字信號(hào)(Digital S ignal)，例如用一系列斷續(xù)變化的電壓脈沖(如我們可用恒定的正電壓表示二進(jìn)制數(shù)1， 用恒定的負(fù)電壓表示二進(jìn)制數(shù)0)，或光脈沖來表示。當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變化的電磁 波來表示時(shí)，電磁波本身既是信號(hào)載體，同時(shí)作為傳

8、輸介質(zhì)；而當(dāng)模擬信號(hào)采用連續(xù)變 化的信號(hào)電壓來表示時(shí)，它一般通過傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸線路(例如電話網(wǎng)、有線電視 網(wǎng))來傳輸。當(dāng)數(shù)字信號(hào)采用斷續(xù)變化的電壓或光脈沖來表示時(shí)，一般則需要用雙絞線、 電纜或光纖介質(zhì)將通信雙方連接起來，才能將信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 (2) 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號(hào)一般通過PCM脈碼調(diào)制(Pulse C ode Modulation)方法量化為數(shù)字信號(hào)，即讓模擬信號(hào)的不同幅度分別對(duì)應(yīng)不同的二進(jìn) 制值，例如采用8位編碼可將模擬信號(hào)量化為2*8=256個(gè)量級(jí)，實(shí)用中常采取24位或3 0位編碼；數(shù)字信號(hào)一般通過對(duì)載

9、波進(jìn)行移相(Phase Shift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。 計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，目前在計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際 傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，也有由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而得的模擬信號(hào)。但是更具應(yīng)用發(fā) 展前景的是數(shù)字信號(hào)。 3. 模擬數(shù)據(jù)通信與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 (1)模擬數(shù)據(jù)通信 路來傳輸模擬數(shù)據(jù)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。例如目前我們廣泛使用公用電話線 路來傳輸語音或計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，我們也可以使用公共有線電視網(wǎng)來傳 輸視頻和計(jì)算機(jī)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；而微波與衛(wèi)星通信傳輸?shù)囊部梢允悄M數(shù)據(jù) 或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。 為了用模擬數(shù)據(jù)通信的方法實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字

10、數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸，我們一般不直接傳 輸模擬信號(hào)(包括由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而來的模擬信號(hào))，而是在發(fā)送方使用某一頻率的電磁 波作為載波(Carrier),然后用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)對(duì)其進(jìn)行調(diào)制(Modulation)，調(diào)制 后的載波信號(hào)(為模擬信號(hào))占有以該載波頻率為中心的一段頻譜，并能在適于該載波頻 率的介質(zhì)上傳輸；而在接收方則通過解調(diào)制(Demodulation)還原疊加于載波上的模擬信 號(hào)或數(shù)字信號(hào)。我們將可同時(shí)完成調(diào)制和解調(diào)的裝置稱為調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。 (2) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信(Digital Data Communication)指直接利用數(shù)字傳輸技術(shù)在數(shù)字設(shè) 備之間傳輸

11、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，或模擬數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。由于計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)， 因而計(jì)算機(jī)與其外部設(shè)備之間，以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)大多直接采用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信。 此外，目前北美采用的24路PCM脈碼調(diào)制(速率為1.544Mpbs)，以及歐洲和我國(guó)采用的 30路PCM脈碼調(diào)制(速率為2.048Mbps)電話系統(tǒng)均是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)。 由于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信傳送的是離散的數(shù)字信號(hào)，即逐位傳送二進(jìn)制數(shù)字代碼，因此要求系 統(tǒng)應(yīng)能確知傳輸線上正在傳送的數(shù)位是0還是1。 (3) 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信的優(yōu)點(diǎn) 與模擬數(shù)據(jù)通信相比較，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信具有下列優(yōu)點(diǎn)： a. 來自聲音、視頻和其他數(shù)據(jù)源的各類數(shù)據(jù)均可統(tǒng)一為數(shù)字信號(hào)的形式，并

12、通過 數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸 b. 以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，并通過檢錯(cuò)編碼和重發(fā)數(shù)據(jù)幀來發(fā)現(xiàn)與糾正通信錯(cuò) 誤，從而有效保證通信的可靠性 c. 在長(zhǎng)距離數(shù)字通信中可通過中繼器放大和整形來保證數(shù)字信號(hào)的完整及不累積 噪音 d. 使用加密技術(shù)可有效增強(qiáng)通信的安全性 e. 數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)發(fā)展更快，數(shù)字設(shè)備很容易通過集成電路來實(shí)現(xiàn)，并與計(jì) 算機(jī)相結(jié)合，而由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字設(shè)備的體積與成本的下降 速度大大超過模擬設(shè)備，性能/價(jià)格比高 f. 多路光纖技術(shù)的發(fā)展大大提高了數(shù)字通信的效率。 需要指出，鑒于傳統(tǒng)公用電話網(wǎng)已在世界范圍普及，目前家庭個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶大都 通過電話線路與計(jì)

13、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連；此外，隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，高容量、高寬帶的多路 復(fù)用傳輸也大大提高了模擬通信的傳輸效率。但是，如果在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的通信線路之間， 只有部分電路采用數(shù)字通信，則數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)并不能充分地得到發(fā)揮。因此，為了提 高通信效率，有條件的用戶應(yīng)安裝數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信專線，或直接接入局域網(wǎng)；此外，應(yīng)大 力發(fā)展陸上和海底的洲際光纜。近20年來，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信技術(shù)已開始發(fā)展并得到廣泛 應(yīng)用。目前，數(shù)字通信已開始在長(zhǎng)距離話音和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)的模擬通信。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，則大大推動(dòng)了數(shù)字通信技術(shù)的迅速發(fā)展。可以預(yù)言，數(shù)字 數(shù)據(jù)通信最終將取代模擬數(shù)據(jù)通信。 數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo) 在數(shù)字

14、通信中，我們一般使用比特率和誤碼率來分別描述數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸速率的 大小和傳輸質(zhì)量的好壞等；在模擬通信中，我們常使用帶寬和波特率來描述通信信道傳 輸能力和數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制速率。1.帶寬 在模擬信道中，我們常用帶寬表示信道傳輸信息的能力，帶寬即傳輸信號(hào)的最高頻 率與最低頻率之差。理論分析表明，模擬信道的帶寬或信噪比越大，信道的極限傳輸速 率也越高。這也是為什么我們總是努力提高通信信道帶寬的原因。 2. 比特率 在數(shù)字信道中，比特率是數(shù)字信號(hào)的傳輸速率，它用單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼 的有效位(bit)數(shù)來表示，其單位為每秒比特?cái)?shù)bit/s(bps)、每秒千比特?cái)?shù)(Kbps)或每 秒兆比特?cái)?shù)

15、(Mbps)來表示(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ) 器容量時(shí)的1024和1048576)。 3. 波特率 波特率指數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)載波的調(diào)制速率，它用單位時(shí)間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變次數(shù)來表 示，其單位為波特(Baud)。波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率X單個(gè)調(diào)制狀態(tài) 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。 顯然，兩相調(diào)制(單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)1個(gè)二進(jìn)制位)的比特率等于波特率；四相調(diào)制(單 個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)2個(gè)二進(jìn)制位)的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制(單個(gè)調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng) 3個(gè)二進(jìn)制位)的比特率為波特率的三倍；依次類推。 4. 誤碼率 誤碼率指在數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤率。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一般要

16、求數(shù)字信號(hào)誤碼率低于1 0*(-6)。 數(shù)據(jù)傳輸方式(Data Transmission Mode) 一、 基帶信號(hào)與寬帶信號(hào)以及它們的傳輸 1. 基帶信號(hào)與基帶傳輸 基帶信號(hào)(Baseband Signal)直接用兩種不同的電壓來表示數(shù)字信號(hào)1和0，因此我 們將對(duì)應(yīng)矩形電脈沖信號(hào)的固有頻率稱為〃基帶"，相應(yīng)的信號(hào)稱為基帶信號(hào)。 基帶傳輸(Baseband Transmission)指通過有線信道直接傳輸基帶信號(hào)，一般用于傳輸 距離較近的數(shù)字通信系統(tǒng)，如基帶局域網(wǎng)系統(tǒng)。 2. 寬帶信號(hào) 寬帶信號(hào)(Wideband Signal)用多組基帶信號(hào)1和0分別調(diào)制不同頻率的載波，并 由這

17、些分別占用不同頻段的調(diào)制載波組成。3.多路復(fù)用 為了充分利用通信干線的通信能力，人們廣泛使用多路復(fù)用(Multiplex)技術(shù)，即 讓多路通信信道同時(shí)共用一條線路。多路復(fù)用可分為頻分多路復(fù)用和時(shí)分多路復(fù)用。 ?頻分多路復(fù)用 當(dāng)我們采用寬帶信號(hào)時(shí)，由于同一線路上不同頻率的各路信道互不干擾地同時(shí)傳輸 各自的信號(hào)，我們稱之為頻分多路復(fù)用(Frequency -Division Multiplexing) 0頻分多 路復(fù)用常用于寬帶網(wǎng)絡(luò)中。 ?時(shí)分多路復(fù)用 當(dāng)我們采用基帶信號(hào)時(shí)，如讓各路通信按時(shí)間順序瞬時(shí)地分別占有線路的整個(gè)頻 帶，并周期性地重復(fù)此過程，該線路就按時(shí)間分隔成了多個(gè)邏輯信道，我

18、們稱之為時(shí)分 多路復(fù)用(Time Multiplexing) o其中，同步分時(shí)多路通信可以確定每個(gè)信道何時(shí)使用 線路；反之則稱為異步分時(shí)多路通信。時(shí)分多路復(fù)用常用于基帶網(wǎng)絡(luò)中。 二、 并行與串行方式(Parallel & Serial Mode) 根據(jù)一次傳輸數(shù)位的多少可將基帶傳輸分為并行(Parallel)方式和串行(Serial) 方式，前者是通過一組傳輸線多位同時(shí)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，后者是通過一對(duì)傳輸線逐位傳輸 數(shù)字代碼。通常，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以及計(jì)算機(jī)與并行打印機(jī)之間采用并行方式，而傳輸距離 較遠(yuǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)多采用串行方式。 并行傳輸方式要求并行的各條線路同步，因此需要傳輸定時(shí)和控制信號(hào)，

19、而并行的 各路信號(hào)在經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)與放大處理時(shí)，將引起不同的延遲與畸變，故較難實(shí)現(xiàn)并行同步。 若采用更復(fù)雜的技術(shù)、設(shè)備與線路，其成本會(huì)顯著上升。故在遠(yuǎn)距離數(shù)字通信中一般不 使用并行方式。串行通信雙方常以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸信息，但由于串行方式只能逐位 傳輸數(shù)據(jù)，因此，在發(fā)送方需要進(jìn)行信號(hào)的并/串轉(zhuǎn)換，而接收方則需要進(jìn)行信號(hào)的串/ 并轉(zhuǎn)換。 三、 單工、半雙工和全雙工方式(Simplex, Half Duplex & Full Duplex) 根據(jù)通信雙方的分工和信號(hào)傳輸方向可將通信分為三種方式：?jiǎn)喂ぁ腚p工與全雙 工。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中主要采用雙工方式，其中：局域網(wǎng)采用半雙工方式，城域網(wǎng)和廣域 網(wǎng)采用全

20、雙年方式。 1. 單H(Simplex)方式：通信雙方設(shè)備中發(fā)送器與接收器分工明確，只能在由發(fā)送 器向接收器的單一固定方向上傳送數(shù)據(jù)。采用單工通信的典型發(fā)送設(shè)備如早期計(jì)算機(jī)的 讀卡器，典型的接收設(shè)備如打印機(jī)。 2. 半雙〔(Half Duplex)方式：通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器，也是接收器，兩臺(tái)設(shè)備 可以相互傳送數(shù)據(jù)，但某一時(shí)刻則只能向一個(gè)方向傳送數(shù)據(jù)。例如，步話機(jī)是半雙工設(shè) 備，因?yàn)樵谝粋€(gè)時(shí)刻只能有一方說話。 3. 全雙〔(Full Duplex)方式：通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器，也是接收器，兩臺(tái)設(shè)備 可以同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送數(shù)據(jù)。例如，電話是全雙工設(shè)備，因?yàn)殡p方可同時(shí)說話。 四、 異步傳

21、輸與同步傳輸(Asynchronous & Synchronous Transmission) 1. 同步問題的重要性 在數(shù)字通信中，同步(Synchronous)是十分重要的。當(dāng)發(fā)送器通過傳輸介質(zhì)向接收 器傳輸數(shù)據(jù)信息時(shí)，如每次發(fā)出一個(gè)字符(或一個(gè)數(shù)據(jù)幀)的數(shù)據(jù)信號(hào)，接收器必須識(shí)別 出該字符(或該幀)數(shù)據(jù)信號(hào)的開始位和結(jié)束位，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻正確地讀取該字符 (或該幀)數(shù)據(jù)信號(hào)的每一位信息，這就是接收器與發(fā)送器之間的基本同步問題。 當(dāng)以數(shù)據(jù)幀傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，為了保證傳輸信號(hào)的完整性和準(zhǔn)確性，除了要求接收 器應(yīng)能識(shí)別每個(gè)字符(或數(shù)據(jù)幀)對(duì)應(yīng)信號(hào)的起止，以保證在正確的時(shí)刻開始和結(jié)束讀取 信

22、號(hào)，也即保持傳輸信號(hào)的完整性外；還要求使其時(shí)鐘與發(fā)送器保持相同的頻率，以保 證單位時(shí)間讀取的信號(hào)單元數(shù)相同，也即保證傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確性。 因此當(dāng)以數(shù)據(jù)幀傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，要求發(fā)送器應(yīng)對(duì)所發(fā)送的信號(hào)采取以下兩個(gè)措 施：①在每幀數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)信號(hào)的前面和后面分別添加有別于數(shù)據(jù)信號(hào)的開始信號(hào)和停止信 號(hào)；②在每幀數(shù)據(jù)信號(hào)的前面添加時(shí)鐘同步信號(hào)，以控制接收器的時(shí)鐘同步。 2. 異步傳輸與同步傳輸 異步傳輸與同步傳輸均存在上述基本同步問題：一般采用字符同步或幀同步信號(hào)來 識(shí)別傳輸字符信號(hào)或數(shù)據(jù)幀信號(hào)的開始和結(jié)束。兩者之間的主要區(qū)別在于發(fā)送器或接收 器之一是否向?qū)Ψ桨l(fā)送時(shí)鐘同步信號(hào)。 異步傳輸(Asynch

23、ronous Transmission )以字符為單位傳輸數(shù)據(jù)，采用位形式的字符同 步信號(hào)，發(fā)送器和接收器具有相互獨(dú)立的時(shí)鐘(頻率相差不能太多)，并且兩者中任一方 都不向?qū)Ψ教峁r(shí)鐘同步信號(hào)。異步傳輸?shù)陌l(fā)送器與接收器雙方在數(shù)據(jù)可以傳送之前不 需要協(xié)調(diào)：發(fā)送器可以在任何時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)，而接收器必須隨時(shí)都處于準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)的 狀態(tài)。計(jì)算機(jī)主機(jī)與輸入、輸出設(shè)備之間一般采用異步傳輸方式，如鍵盤、典型的RS- 232 串口(用于計(jì)算機(jī)與調(diào)制解調(diào)器或ASCII碼終端設(shè)備之間)：發(fā)送方可以在任何時(shí)刻 發(fā)送一個(gè)字符(由一個(gè)開始位引導(dǎo)，然后連續(xù)發(fā)完該字符的各位，后跟一個(gè)位長(zhǎng)以上的 啞位)。 同步傳輸(Synchr

24、onous Transmission)以數(shù)據(jù)幀為單位傳輸數(shù)據(jù)，可采用字符形式 或位組合形式的幀同步信號(hào)(后者的傳輸效率和可靠性高)，由發(fā)送器或接收器提供專用 于同步的時(shí)鐘信號(hào)。在短距離的高速傳輸中，該時(shí)鐘信號(hào)可由專門的時(shí)鐘線路傳輸；計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用同步傳輸方式時(shí)，常將時(shí)鐘同步信號(hào)植入數(shù)據(jù)信號(hào)幀中，以實(shí)現(xiàn)接收器與 發(fā)送器的時(shí)鐘同步。 錯(cuò)誤檢測(cè)與修正(Error Check & Correct) 在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信中，由發(fā)送器發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)禎(Frame)在經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳到接收 器后，由于多種原因可能導(dǎo)致錯(cuò)誤位(bit errors)的出現(xiàn)，因此必須由接收器采取一定 的措施探測(cè)出所有的錯(cuò)誤位，并進(jìn)而采

25、取一定的措施予以修正。 一、 錯(cuò)誤檢測(cè)的基本原理(Principle of Error Check) 發(fā)送器向所發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)禎添加錯(cuò)誤檢驗(yàn)碼(Check Bits)，并取該錯(cuò)誤檢測(cè)碼作 為該被傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的函數(shù)；接收器根據(jù)該函數(shù)的定義進(jìn)行同樣的計(jì)算，然后將兩個(gè)結(jié) 果進(jìn)行比較：如果結(jié)果相同，則認(rèn)為無錯(cuò)誤位；否則認(rèn)為該數(shù)據(jù)禎存在有錯(cuò)誤位。 一般說來，錯(cuò)誤檢測(cè)可能出現(xiàn)三種結(jié)果： 1. 在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)禎中未探測(cè)到，也不存在錯(cuò)誤位 2. 所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)禎中有一個(gè)或多個(gè)被探測(cè)到的錯(cuò)誤位，但不存在未探測(cè)到的錯(cuò)誤 位 3. 被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)禎中有一個(gè)或多個(gè)沒有被探測(cè)到的錯(cuò)誤位。 顯然我們希望盡可能好

26、地選擇該檢測(cè)函數(shù)，使檢測(cè)結(jié)果可靠，即：所有的錯(cuò)誤最好 都能被檢測(cè)出來；如檢測(cè)出現(xiàn)無錯(cuò)結(jié)果，則應(yīng)不再存在任何未被檢測(cè)出來的錯(cuò)誤。 實(shí)際采用的錯(cuò)誤檢測(cè)方法主要有兩類：奇偶校驗(yàn)(Parity)和CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyc lic Redundancy Check)0 二、 奇偶校驗(yàn)(Parity) 1. 單向奇偶校驗(yàn) 單向奇偶校驗(yàn)(Row Parity)由于一次只采用單個(gè)校驗(yàn)位，因此又稱為單個(gè)位奇偶校 驗(yàn)(Single Bit Parity)。發(fā)送器在數(shù)據(jù)禎每個(gè)字符的信號(hào)位后添一個(gè)奇偶校驗(yàn)位，接 收器對(duì)該奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行檢查。典型的例子是面向ASCII碼的數(shù)據(jù)信號(hào)禎的傳輸，由于 ASCII碼是

27、七位碼，因此用第八個(gè)位碼作為奇偶校驗(yàn)位。 單向奇偶校驗(yàn)又分為奇校驗(yàn)(Odd Parity)和偶校驗(yàn)(Even Parity)，發(fā)送器通過校驗(yàn)位 對(duì)所傳輸信號(hào)值的校驗(yàn)方法如下：奇校驗(yàn)保證所傳輸每個(gè)字符的8個(gè)位中1的總數(shù)為奇 數(shù)；偶校驗(yàn)則保證每個(gè)字符的8個(gè)位中1的總數(shù)為偶數(shù)。 顯然，如果被傳輸字符的7個(gè)信號(hào)位中同時(shí)有奇數(shù)個(gè)(例如1、3、5、7)位出現(xiàn)錯(cuò)誤， 均可以被檢測(cè)出來；但如果同時(shí)有偶數(shù)個(gè)(例如2、4、6)位出現(xiàn)錯(cuò)誤，單向奇偶校驗(yàn)是 檢查不出來的0 一般在同步傳輸方式中常采用奇校驗(yàn)，而在異步傳輸方式中常采用偶校驗(yàn)0 2. 雙向奇偶校驗(yàn) 為了提高奇偶校驗(yàn)的檢錯(cuò)能力，可采用雙向奇偶校驗(yàn)(

28、Row and Column Parity), 也可稱為雙向冗余校驗(yàn)(Vertical and Longitudinal Redundancy Checks) 0 三、 CRC 循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check) 1. CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)的基本原理 發(fā)送器和接收器約定選擇同一個(gè)由n+1個(gè)位組成的二進(jìn)制位列P作為校驗(yàn)列，發(fā)送 器在數(shù)據(jù)禎的K個(gè)位信號(hào)后添加n個(gè)位(n < K)組成的FCS禎?rùn)z驗(yàn)列(Frame Check Sequ ence),以保證新組成的全部信號(hào)列值可以被預(yù)定的校驗(yàn)二進(jìn)制位列P的值對(duì)二取模整 除；接收器檢驗(yàn)所接收到數(shù)據(jù)信號(hào)列值(含有數(shù)據(jù)信號(hào)禎和F

29、CS禎?rùn)z驗(yàn)列)是否能被校驗(yàn) 列P對(duì)二取模整除，如果不能，則存在傳輸錯(cuò)誤位° P被稱為CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)列，正 確選擇P可以提高CRC冗余校驗(yàn)的能力。(注：對(duì)二取模的四則運(yùn)算指參與運(yùn)算的兩個(gè) 二進(jìn)制數(shù)各位之間凡涉及加減運(yùn)算時(shí)均進(jìn)行XOR異或運(yùn)算，艮"1 XOR 1=0, 0 XOR 0=0, 1 XOR 0=1) °可以證明，只要數(shù)據(jù)禎信號(hào)列M和校驗(yàn)列P是確定的，則可以唯一確定F CS禎?rùn)z驗(yàn)列(也稱為CRC冗余檢驗(yàn)值)的各個(gè)位。 FCS幀檢驗(yàn)列可由下列方法求得：在M后添加n個(gè)零后對(duì)二取模整除以P所得的余 數(shù)。 例如：如要傳輸?shù)腗=7位列為1011101,選定的P校驗(yàn)二進(jìn)制位列為10101(共

30、有n +1=5位)，對(duì)應(yīng)的FCS幀校驗(yàn)列即為用1011101 0000(共有M+n=7+4=11位)對(duì)二取模整 除以10101后的余數(shù)0111(共有n=4位)。因此，發(fā)送方應(yīng)發(fā)送的全部數(shù)據(jù)列為1011101 0111。接收方將收到的11位數(shù)據(jù)對(duì)二取模整除以P校驗(yàn)二進(jìn)制位列10101,如余數(shù)非0, 則認(rèn)為有傳輸錯(cuò)誤位。 2. CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式P(X) 為了表示方便，實(shí)用時(shí)發(fā)送器和接收器共同約定選擇的校驗(yàn)二進(jìn)制位列P常被表示 為具有二進(jìn)制系數(shù)(1或0)的CRC標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)多項(xiàng)式P(X)o (1) CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)常用的標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式P(X) 常用的CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式如下：

31、 CRC(16 位)=X"16+X"15+X"2+1 CRC(CCITT) = X"16+X"12+X"5+1 CRC(32 位)=X"32+X"26+X"23+X"16+X"12+X"11+X"10+X"8+X"7+X"5+X"4+X"2+X+1 以CRC(16位)多項(xiàng)式為例，其對(duì)應(yīng)校驗(yàn)二進(jìn)制位列為1 1000 0000 0000 0101o 注意：這兒列出的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)多項(xiàng)式P(X)都含有(X+1)的多項(xiàng)式因子；各多項(xiàng)式的系 數(shù)均為二進(jìn)制數(shù)，所涉及的四則運(yùn)算仍遵循對(duì)二取模的運(yùn)算規(guī)則。 (2) CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式P(X)的檢錯(cuò)能力 CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)具有比奇偶校驗(yàn)強(qiáng)得多的檢

32、錯(cuò)能力。可以證明：它可以檢測(cè)出所 有的單個(gè)位錯(cuò)、幾乎所有的雙個(gè)位錯(cuò)、低于P(X)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制校驗(yàn)列位數(shù)的所有連續(xù)位錯(cuò)、 大于或等于P(X)對(duì)應(yīng)二進(jìn)制校驗(yàn)列位數(shù)的絕大多數(shù)連續(xù)位錯(cuò)。 但是，當(dāng)傳輸中發(fā)生的錯(cuò)誤多項(xiàng)式E(X)能被校驗(yàn)多項(xiàng)式P(X)對(duì)二取模整除時(shí)，它就不 可能被P(X)探測(cè)出來，例如當(dāng)E(X)=P(X)時(shí)。 四、 錯(cuò)誤修正(Error Correction) 對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)禎傳輸過程中的位錯(cuò)進(jìn)行修正的方法主要有兩種： 1. 由發(fā)送器提供錯(cuò)誤修正碼，然后由接收器自己修正錯(cuò)誤 2. 在接收器發(fā)現(xiàn)接收到的錯(cuò)誤禎中有位錯(cuò)誤時(shí)，通知發(fā)送器重新發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)禎。 前一種方法中的錯(cuò)誤修正碼需要發(fā)

33、送器由被傳送數(shù)據(jù)信號(hào)禎計(jì)算得到，然后添加到 數(shù)據(jù)禎的后面，其長(zhǎng)度幾乎等于數(shù)據(jù)位數(shù)，導(dǎo)致效率降低50%，實(shí)際采用不多；一般采 用后一種較為有效的重發(fā)送方法。 數(shù)據(jù)交換技術(shù)（Data Switching Technology） 在數(shù)據(jù)通信線路中，最簡(jiǎn)單的形式是在由某種傳輸介質(zhì)直接連接的兩臺(tái)設(shè)備之 間進(jìn)行通信。但在長(zhǎng)距離通信中，從源站發(fā)出的數(shù)據(jù)一般還需要經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)或多個(gè) 用作交換設(shè)備的中間結(jié)點(diǎn)，由相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的交換設(shè)備把數(shù)據(jù)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)結(jié) 點(diǎn)，直至到達(dá)目的站。通常我們將交換網(wǎng)絡(luò)中所有通信的發(fā)送方與接收方的主機(jī)均簡(jiǎn)稱 為站，而將通信交換設(shè)備簡(jiǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。這些結(jié)點(diǎn)以不規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)用傳輸線路

34、互相連 接起來，而每個(gè)站點(diǎn)都連接到某個(gè)結(jié)點(diǎn)上。 在交換網(wǎng)絡(luò)中，站點(diǎn)之間需要通過有關(guān)結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，基 本的交換技術(shù)有兩類：電路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)又可以分為報(bào)文交換和分組交換， 分組交換則可分為面向連接的虛電路傳輸和無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。目前，最具有發(fā)展前 景的是高速分組交換技術(shù)。 一、 電路交換（Circuit Switching） 電路交換（Circuit Switching）是在兩個(gè)站點(diǎn)之間通過通信子網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)建立一條專 用的通信線路，這些結(jié)點(diǎn)通常是一臺(tái)采用機(jī)電與電子技術(shù)的交換設(shè)備（例如程控交換 機(jī)）。也就是說，在兩個(gè)通信站點(diǎn)之間需要建立實(shí)際的物理連接，其典型實(shí)

35、例是兩臺(tái)電 話之間通過公共電話網(wǎng)絡(luò)的互連實(shí)現(xiàn)通話。 電路交換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信需經(jīng)過下列三個(gè)步驟：首先是建立連接，即建立端到端（站 點(diǎn)到站點(diǎn)）的線路連接；其次是數(shù)據(jù)傳送，所傳輸數(shù)據(jù)可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（如遠(yuǎn)程終端到計(jì) 算機(jī)），也可以是模擬數(shù)據(jù)（如聲音）；最后是拆除連接，通常在數(shù)據(jù)傳送完畢后由兩個(gè) 站點(diǎn)之一終止連接。電路交換的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好，但將電話采用的電路交換技術(shù)用于 傳送計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下列問題：①用于建立連接的呼叫時(shí)間大大長(zhǎng) 于數(shù)據(jù)傳送時(shí)間（這是因?yàn)樵诮⑦B接的過程中，會(huì)涉及一系列硬件開關(guān)動(dòng)作，時(shí)間延 遲較長(zhǎng)，如某段線路被其他站點(diǎn)占用或物理斷路，將導(dǎo)致連接失敗，并需重新呼叫）； ②

36、通信帶寬不能充分利用，效率低（這是因?yàn)閮蓚€(gè)站點(diǎn)之間一旦建立起連接，就獨(dú)自占 用實(shí)際連通的通信線路，而計(jì)算機(jī)通信時(shí)真正用來傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間一般不到10%，甚至 可低到1%）；③由于不同計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程終端的傳輸速率不同，因此必須采取一些措施才 能實(shí)現(xiàn)通信，如不直接連通終端和計(jì)算機(jī)，而設(shè)置數(shù)據(jù)緩存器等。 二、 報(bào)文交換（Message Switching） 報(bào)文交換（Message Switching）是通過通信子網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式來傳 輸數(shù)據(jù)，它不需要在兩個(gè)站點(diǎn)之間建立一條專用的通信線路。報(bào)文交換中傳輸數(shù)據(jù)的邏 輯單元稱為報(bào)文，其長(zhǎng)度一般不受限制，可隨數(shù)據(jù)不同而改變。一般它將接收?qǐng)?bào)文站點(diǎn)

37、 的地址附加于報(bào)文一起發(fā)出，每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)接收?qǐng)?bào)文后暫存報(bào)文，然后根據(jù)其中的地址 選擇線路再把它傳到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直至到達(dá)目的站點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)報(bào)文交換的結(jié)點(diǎn)通常是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它具有足夠的存儲(chǔ)容量來緩存所接收的報(bào) 文。一個(gè)報(bào)文在每個(gè)結(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間等于接收?qǐng)?bào)文的全部位碼所需時(shí)間、等待時(shí)間，以 及傳到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的排隊(duì)延遲時(shí)間之和。 報(bào)文交換的主要優(yōu)點(diǎn)是線路利用率較高，多個(gè)報(bào)文可以分時(shí)共享結(jié)點(diǎn)間的同一條通道； 此外，該系統(tǒng)很容易把一個(gè)報(bào)文送到多個(gè)目的站點(diǎn)。報(bào)文交換的主要缺點(diǎn)是報(bào)文傳輸延 遲較長(zhǎng)(特別是在發(fā)生傳輸錯(cuò)誤后)，而且隨報(bào)文長(zhǎng)度變化，因而不能滿足實(shí)時(shí)或交互式 通信的要求，不能用于聲音連接，也不適于遠(yuǎn)

38、程終端與計(jì)算機(jī)之間的交互通信。 三、分組交換(Packet Switching) 分組交換(Packet Switching)的基本思想包括：數(shù)據(jù)分組、路由選擇與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。 它類似于報(bào)文交換，但它限制每次所傳輸數(shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度(典型的最大長(zhǎng)度為數(shù)千位)， 對(duì)于超過規(guī)定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)必須分成若干個(gè)等長(zhǎng)的小單位，稱為分組(Packets) 0從通信 站點(diǎn)的角度來看，每次只能發(fā)送其中一個(gè)分組。 各站點(diǎn)將要傳送的大塊數(shù)據(jù)信號(hào)分成若干等長(zhǎng)而較小的數(shù)據(jù)分組，然后順序發(fā)送； 通信子網(wǎng)中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)按照一定的算法建立路由表(各目標(biāo)站點(diǎn)各自對(duì)應(yīng)的下一個(gè)應(yīng)發(fā) 往的結(jié)點(diǎn))，同時(shí)負(fù)責(zé)將收到的分組存儲(chǔ)于緩存區(qū)中(而不使用

39、速度較慢的外存儲(chǔ)器)， 再根據(jù)路由表確定各分組下一步應(yīng)發(fā)向哪個(gè)結(jié)點(diǎn)，在線路空閑時(shí)再轉(zhuǎn)發(fā)；依次類推，直 到各分組傳到目標(biāo)站點(diǎn)。由于分組交換在各個(gè)通信路段上傳送的分組不大，故只需很短 的傳輸時(shí)間(通常僅為ms數(shù)量級(jí))，傳輸延遲小，故非常適合遠(yuǎn)程終端與計(jì)算機(jī)之間的 交互通信，也有利于多對(duì)時(shí)分復(fù)用通信線路；此外由于采取了錯(cuò)誤檢測(cè)措施，故可保證 非常高的可靠性；而在線路誤碼率一定的情況下，小的分組還可減少重新傳輸出錯(cuò)分組 的開銷；與電路交換相比，分組交換帶給用戶的優(yōu)點(diǎn)則是費(fèi)用低。根據(jù)通信子網(wǎng)的不 同內(nèi)部機(jī)制，分組交換子網(wǎng)又可分為面向連接(Connect-Oriented)和無連接(Connectle s

40、s)兩類。前者要求建立稱為虛電路(Virtual Circuit)的連接，一對(duì)主機(jī)之間一旦建立 虛電路，分組即可按虛電路號(hào)傳輸，而不必給出每個(gè)分組的顯式目標(biāo)站點(diǎn)地址，在傳輸 過程中也無須為之單獨(dú)尋址，虛電路在關(guān)閉連接時(shí)撤銷。后者不建立連接，數(shù)據(jù)報(bào):Dat agram，即分組)帶有目標(biāo)站點(diǎn)地址，在傳輸過程中需要為之單獨(dú)尋址。 分組交換的靈活性高，可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)面向連接或無連接的通信，并能充分利用 通信線路，因此現(xiàn)有的公共數(shù)據(jù)交換網(wǎng)都采用分組交換技術(shù)。LAN局域網(wǎng)也采用分組交 換技術(shù)，但在局域網(wǎng)中，從源站到目的站只有一條單一的通信線路，因此，不需要公用 數(shù)據(jù)網(wǎng)中的路由選擇和交換功能。四、高速分

41、組交換技術(shù)(High Speed Packet Switch ing Technology) 由于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛，人們對(duì)通信線路帶寬的需求越來越高，現(xiàn)有的交換技 術(shù)，已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求，如交互式的會(huì)話對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，延 遲要很?。桓咔逦入娨晥D像及多媒體實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送都要求高速寬帶的通信網(wǎng)。 1. 幀中繼 幀中繼(Frame Relay )是目前開始流行的一種高速分組技術(shù)。典型的幀中繼通信系 統(tǒng)以幀中繼交換機(jī)作為結(jié)點(diǎn)組成高速幀中繼網(wǎng)，再將各個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過路由器與幀中 繼網(wǎng)絡(luò)中的某一結(jié)點(diǎn)相連；與一般分組交換在每個(gè)結(jié)點(diǎn)均要對(duì)組成分組的各個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn) 行檢錯(cuò)等處理不同

42、的是：幀中繼交換結(jié)點(diǎn)在接收到一個(gè)幀時(shí)就轉(zhuǎn)發(fā)該幀，并大大減少(并 不完全取消)接收該幀過程中的檢錯(cuò)步驟，從而將結(jié)點(diǎn)對(duì)幀的處理時(shí)間縮短一個(gè)數(shù)量級(jí)， 因此稱為高速分組交換。當(dāng)某結(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤則立即中止該幀的傳輸，并由源站申請(qǐng)重發(fā) 該幀。顯然，只有當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)中的錯(cuò)誤率非常低時(shí)，幀中繼技術(shù)才是可行的。 幀中繼的幀長(zhǎng)是可變的，可按需要分配帶寬，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可達(dá)64Kbps~45Mb ps，適用于局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 2. ATM異步傳輸模式 最有發(fā)展前途的高速分組交換技術(shù)是ATM異步傳輸模式(Asynchronous Transfer M ode),它是建立在電路交換與分組交換基礎(chǔ)上的一

43、種新的交換技術(shù)，并由基于光纖網(wǎng)絡(luò) 的B-ISDN寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)所采用：用戶主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)通過ATM交換結(jié)點(diǎn)再與光纖 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)相連。 ATM異步傳輸模式的主要特點(diǎn)如下： 1) .模式中的分組稱為信元(Cell)，其長(zhǎng)度是固定的，由5個(gè)字節(jié)首部和48個(gè)字 節(jié)的信息字組成，因此在各結(jié)點(diǎn)可采用硬件對(duì)信元進(jìn)行處理，而縮短信元處理時(shí)間 2) .交換設(shè)備可按網(wǎng)絡(luò)最大速度設(shè)置，而不同類型的服務(wù)可復(fù)用在一起，各通信信 道對(duì)應(yīng)信元根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小按先到先服務(wù)的原則占用各分時(shí)段，速率高的信源占用較 多時(shí)段，因而可支持各種業(yè)務(wù)的不同速率 3) .保留電路交換以滿足傳輸從語音到高清晰度電視圖像等各種實(shí)時(shí)性很強(qiáng)

44、的業(yè) 務(wù)需要 利用光纖通信誤碼率低的優(yōu)點(diǎn)將差錯(cuò)控制由數(shù)據(jù)鏈路層改到高層，而提高信元在網(wǎng)絡(luò)中 的傳輸速率 通信術(shù)語 1.IEEE的標(biāo)準(zhǔn)： A. IEEE802.ID標(biāo)準(zhǔn)：這是LAN/MAN管理標(biāo)準(zhǔn)，于1992年批準(zhǔn)，它與802.11K 一起成 為 ISO/IEC15802-2。 B. IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)：為以太網(wǎng)制定的存儲(chǔ)沖突檢測(cè)的載波檢測(cè)多路訪問(CSMA/CD)的訪 問控制標(biāo)準(zhǔn)，此后又作為ISO/IEC8802-3標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。 C. IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)：IEEE為無線局域網(wǎng)制定的MAC(媒體訪問控制)層和物理層規(guī) 范標(biāo)準(zhǔn).當(dāng)前的建議主要針對(duì)2.4GHZ頻帶。 2. 1

45、0BASE-T(RJ-45):針對(duì)星形拓樸結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)上的每個(gè)設(shè)備都用無 屏蔽雙絞(VIP)接到一個(gè)中央集線器上，它仍采用IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 3. 協(xié)議： A. BOOTP (自舉協(xié)議)：自舉協(xié)議(Bootstrap Protocol). 一種用來通過網(wǎng)際互 來配置系統(tǒng)的協(xié)議。 B. MAC (介質(zhì)訪問控制)：介質(zhì)訪問控制(Media Access Control). 一個(gè)管理工 作站對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問方法的協(xié)議。 C. MIB (管理信息庫(kù))：管理信息庫(kù)(Management Information Base). 一個(gè)由一 系列對(duì)象所組成的數(shù)庫(kù)，這些對(duì)象表示了關(guān)于一個(gè)設(shè)

46、備不同類型的信息.它被SNMP用 來管理設(shè)備。 D. SNMP（簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理 Simple Network Management Protocol）: 一個(gè)用來獲得 網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)的協(xié)議.SNMP使一個(gè)管理工作站能配置，監(jiān)視和從網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)所連接的 網(wǎng)絡(luò)那接收自陷消息。 E. Telnet （遠(yuǎn)程終端協(xié)議）：遠(yuǎn)程終端協(xié)議，它允許一個(gè)連到一個(gè)主機(jī)上的終端 登錄到其他的主機(jī)上，就好像直接連接到遠(yuǎn)程機(jī)器一樣。 F. TFTP （平凡文件傳輸協(xié)議）：平凡文件傳輸協(xié)議（Trivial File Transfer Pr otocol ）. 一個(gè)基本而標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，它用最小的額外開銷來上載或下載文件.TFT

47、P依 賴于UDP協(xié)議，并用它通常是被用來初始化無盤工作站.它沒有目錄或口令的功能。 G. FTP:被用來與運(yùn)行FTP服務(wù)的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間來回傳輸文件的文件傳輸協(xié)議。 4. OSI （開放系紡互連）：開放系紡互連（Open systems Interconnection ）. 一個(gè)ISO標(biāo)準(zhǔn)集合，它為在七層中實(shí)現(xiàn)協(xié)議而定義了框架。 5. ISO （國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Standard Organiz ation ）. 一個(gè)為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議指定標(biāo)準(zhǔn)草案的國(guó)際性組織。 6. PING （網(wǎng)際包探測(cè)器）：網(wǎng)際包探測(cè)器（Packet internet gr

48、oper）.在TCP /IP互連網(wǎng)絡(luò)中用到的一個(gè)程序，用來測(cè)試另一個(gè)主機(jī)的可到達(dá)性.簡(jiǎn)單來說，ping 就是等待一個(gè)變應(yīng)答的ICMP回顯請(qǐng)求。 7. 比特率（單位：比特/秒，b/s ）:比特率又稱作為信息速率，它反映出一個(gè)數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)每秒內(nèi)所傳送的信息量的多少.信息速率直接與波形速率和一個(gè)波形所攜 帶信息量有關(guān)。 8. 以太網(wǎng)LAN:以太網(wǎng)是在Xerox公司開發(fā)出來的，是基于CSMA/CD介質(zhì)訪問控 制的網(wǎng)絡(luò)的原型.系統(tǒng)被稱為“以太網(wǎng)”，是得名于一種難以捉摸的，稱為“以太” 的物質(zhì)，以前人們?cè)J(rèn)為電磁波是借助以太有關(guān)通訊方面專業(yè)術(shù)語解釋來傳播的。 9. 同軸電纜： A. 50Q同軸電纜：又稱為基帶同軸電纜，用于傳輸基帶數(shù)字信號(hào)，專為數(shù)據(jù)通信 所用，在局域網(wǎng)中廣泛地使用這種同軸電纜作為傳輸介質(zhì)。 B. 70Q同軸電纜：是公用天線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜，一般用于模擬 傳輸系統(tǒng)，傳輸?shù)男盘?hào)通常采用頻分復(fù)用的寬帶信號(hào)，所以又稱為寬帶同軸電纜。