计算机网络原理与应用第2章

1、管理学院管理学院 信息管理系信息管理系 肖肖 洁洁计算机网络原理与应用计算机网络原理与应用第2章 数据通信基础 本章要点v 计算机网络的通信方式计算机网络的通信方式v 传输媒体传输媒体一、计算机网络的通信方式一、计算机网络的通信方式（一）并行和串行通信（一）并行和串行通信 在计算机网络的通信中有两种通信方式，即并行通信和在计算机网络的通信中有两种通信方式，即并行通信和串行通信。串行通信。 并行通信并行通信一般用于计算机内部各部件之间或近距离设备一般用于计算机内部各部件之间或近距离设备的传输数据；的传输数据； 串行通信串行通信常用于计算机之间的通信。常用于计算机之间的通信。 计算机和外部设备之间

2、的并行通信一般通过计算机的并计算机和外部设备之间的并行通信一般通过计算机的并行端口（行端口（LPT），串行通信通过串行端口（），串行通信通过串行端口（COM）。）。 1、并行通信、并行通信 一般有一般有8个数据位同时在两台设备之间传输。个数据位同时在两台设备之间传输。发送端接收端信道1信道2信道3信道4信道5信道6信道7信道82、串行通信、串行通信 收发端一次只能发送或接收收发端一次只能发送或接收1个数据位，数据位依个数据位，数据位依次串行地通过通信线路。次串行地通过通信线路。发送端并串转换12345678串并转换接收端123456781 2 3 4 5 6 7 8（二）同步和异步通信（二）同

3、步和异步通信 在串行通信中，通信双方收发数据序列必须在串行通信中，通信双方收发数据序列必须在时间上取得一致，这样才能保证接收的数据与在时间上取得一致，这样才能保证接收的数据与发送的数据一致，这就是通信中的同步。发送的数据一致，这就是通信中的同步。 在计算机网络中，广泛采用的同步方式有两种，在计算机网络中，广泛采用的同步方式有两种，即同步通信和异步通信。即同步通信和异步通信。 1、同步通信、同步通信 就是使接收端接收的每一位数据信息都要和就是使接收端接收的每一位数据信息都要和发送端准确地保持同步，中间没有间断时间。发送端准确地保持同步，中间没有间断时间。2、异步通信、异步通信 在异步通信中，任何

4、两个字符之间时间是可在异步通信中，任何两个字符之间时间是可以随机的、不同步的，但在一个字符时间之内，以随机的、不同步的，但在一个字符时间之内，收发双方各数据位必须同步。又称为起止式同收发双方各数据位必须同步。又称为起止式同步方式。步方式。（三）数据通信的方向（三）数据通信的方向 信道或传输介质中的信号的传输方向可以是信道或传输介质中的信号的传输方向可以是 单工、半双工和全双工三种方式。单工、半双工和全双工三种方式。1、单工通信、单工通信 是指传送的信息始终是一个方向的。是指传送的信息始终是一个方向的。2、半双工、半双工 是指信息流可以在两个方向传输，但同一时刻是指信息流可以在两个方向传输，但同

5、一时刻 只限于一个方向传输。只限于一个方向传输。3、全双工、全双工 是指同时作双向的通信，一方在发送信息的同是指同时作双向的通信，一方在发送信息的同 时也能接收信息。时也能接收信息。发发送送端端接接收收端端报文信息报文信息收发收发装置装置收发收发装置装置报文信息报文信息收发收发装置装置收发收发装置装置报文信息报文信息报文信息报文信息单工通信单工通信半双工通信半双工通信全双工通信全双工通信信息流向：是指报文信息的流向。信息流向：是指报文信息的流向。二、计算机网络的传输媒体二、计算机网络的传输媒体 传输媒体（介质）是通信网络中连接计算机的具体物传输媒体（介质）是通信网络中连接计算机的具体物理设备和

6、数据传输的物理通路。理设备和数据传输的物理通路。 传输介质的特性包括物理描述、传输特性、信号发送传输介质的特性包括物理描述、传输特性、信号发送形式、调制技术、传输带宽容量、频率范围、连通性、抗形式、调制技术、传输带宽容量、频率范围、连通性、抗干扰性、性能价格比、连接距离、地理范围等。干扰性、性能价格比、连接距离、地理范围等。 分类分类：（1）有线介质：双绞线，同轴电缆，光纤有线介质：双绞线，同轴电缆，光纤 （2）无线介质：微波、红外线或激光，卫星）无线介质：微波、红外线或激光，卫星1 1、双绞线、双绞线 无论是对模拟数据传输还是数字数据传输，最无论是对模拟数据传输还是数字数据传输，最普通的传输

7、介质就是双绞线。普通的传输介质就是双绞线。 双绞线是把两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形。双绞线是把两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形。线对扭绞在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。线对扭绞在一起可以减少相互间的辐射电磁干扰。 计算机网络中常用的双绞电缆是由计算机网络中常用的双绞电缆是由4对线（对线（8芯芯制，制，RJ-45接头）按一定密度相互扭绞在一起的。接头）按一定密度相互扭绞在一起的。 （1）双绞线的分类）双绞线的分类 按照其外部包裹的是金属编织层还是塑胶外皮，可分为按照其外部包裹的是金属编织层还是塑胶外皮，可分为屏蔽双绞线电缆（屏蔽双绞线电缆（STP）和和非屏蔽双绞线电缆（非屏蔽双绞线电缆（UT

8、P）。 UTP电缆每对线的绞矩与所能抵抗的电磁辐射干扰成正电缆每对线的绞矩与所能抵抗的电磁辐射干扰成正比，并采用了滤波及对称性等技术，具有体积小、安装简便比，并采用了滤波及对称性等技术，具有体积小、安装简便等特点。等特点。 STP只不过在护套层内增加了金属屏蔽层，可有效减少串只不过在护套层内增加了金属屏蔽层，可有效减少串音及电磁干扰音及电磁干扰EMI、射频干扰、射频干扰RFI，它大多是一种屏蔽金属，它大多是一种屏蔽金属铝箔双绞电缆。铝箔双绞电缆。STP电缆还有一根漏电线，主要用来连接到电缆还有一根漏电线，主要用来连接到接地装置上，泄放掉金属屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。接地装置上，泄放掉金属

9、屏蔽的电荷，解除线间的干扰问题。EIAEIA（国际电气工业协会）为非屏蔽双绞线制定了布线标准，（国际电气工业协会）为非屏蔽双绞线制定了布线标准，该标准包括该标准包括6 6类类UTPUTP，如下表所示：，如下表所示：类型类型应用应用1类线类线可用于电话传输，但不适合数据传输可用于电话传输，但不适合数据传输(低于低于20Kbps)。2类线类线可用于电话传输和最高可用于电话传输和最高4Mbps的数据传输。的数据传输。3类线类线可用于最高为可用于最高为10Mbps的数据传输。通常用于的数据传输。通常用于10BaseT以太网。以太网。4类线类线可用于可用于16Mbps的令牌环网和大型以太网的令牌环网和大

10、型以太网10BaseT。5类线类线可用于可用于100Mbps的快速以太网。的快速以太网。6类线类线可用于可用于1000Mbps的快速以太网。的快速以太网。（2 2）双绞线的制作方法）双绞线的制作方法引针引针号号12345678T568A标准标准白白/绿绿绿绿白白/橙橙蓝蓝白白/蓝蓝橙橙白白/棕棕棕棕T568B标准标准白白/橙橙橙橙白白/绿绿蓝蓝白白/蓝蓝绿绿白白/棕棕棕棕RJ-45接头对于不同用途的网线，每端水晶头按不同的标准制作，对于不同用途的网线，每端水晶头按不同的标准制作，规则如下表所示。规则如下表所示。 PC-PC 交叉线缆交叉线缆 PC-集线器集线器HUB直通线缆直通线缆 集线器集线

11、器HUB -集线器集线器HUB交叉线缆交叉线缆 集线器集线器HUB-交换机交换机SWITCH直通线缆直通线缆 交换机交换机SWITCH -交换机交换机SWITCH交叉线缆交叉线缆 交换机交换机SWITCH 路由器路由器ROUTER直通线缆直通线缆 路由器路由器ROUTER -路由器路由器ROUTER交叉线缆交叉线缆2 2、同轴电缆、同轴电缆 同轴电缆是在铜质芯线外包一层绝缘材料，再包上网状编同轴电缆是在铜质芯线外包一层绝缘材料，再包上网状编织的外部导体屏蔽层，最外面加塑料保护层，其结构如图所织的外部导体屏蔽层，最外面加塑料保护层，其结构如图所示。示。 按按特征阻抗数值特征阻抗数值的不同的不同，

12、同轴电缆分为两类：同轴电缆分为两类： 50W W同轴电缆和同轴电缆和75W W同轴电缆。同轴电缆。 50W W同轴电缆：仅用于数据通信和传送基带信号，因此又称为同轴电缆：仅用于数据通信和传送基带信号，因此又称为 基带同轴电缆。（基带同轴电缆。（10Base2、10Base5以太网）以太网）细缆：用于细缆：用于10Base2以太网的同轴电缆，直径为以太网的同轴电缆，直径为0.25英寸。英寸。粗缆：用于粗缆：用于10Base5以太网的同轴电缆，直径为以太网的同轴电缆，直径为0.5英寸。英寸。 75W W同轴电缆：是指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴同轴电缆：是指采用了频分复用和模拟传输技术的同轴

13、 电缆，既可用于传输模拟信号，又可用于传输数电缆，既可用于传输模拟信号，又可用于传输数 字信号，因此又称为宽带同轴电缆。字信号，因此又称为宽带同轴电缆。（有线电视）（有线电视） 3 3、光纤、光纤 以光的出现和消失分别代表两个二进制数字。以光的出现和消失分别代表两个二进制数字。 分为多模光纤和单模光纤：分为多模光纤和单模光纤： 多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这多条入射角度不同的光线同时在一条光纤中传播，这种光纤称为多模光纤（种光纤称为多模光纤（62.5 m或或50 m）。 如果光纤导芯的直径（如如果光纤导芯的直径（如9 m）小到只有一个光的波小到只有一个光的波长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式长，光纤就成了一种波导管，光线则不必经过多次反射式的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。的传播，而是一直向前传播，这种光纤称为单模光纤。 优点优点： l l 数据传输速率高；数据传输速率高； l l 重量轻，体积小，铺设容易；重量轻，体积小，铺设容易； l l 抗电磁干扰性能好，误码率低；抗电磁干扰性能好，误码率低； l l 保