计算机网络通信1-2

1、上一页下一页第一章 计算机网络概述上一页下一页第第1 1章：计算机网络基础章：计算机网络基础1.1.1 1.1.1 计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展通信与计算机结合产生了计算机网络通信与计算机结合产生了计算机网络1946年，世界上第一台数字电子计算机问世。 1954年，人们开始使用一种称作收发器的终端，将穿孔卡片上的数据从电话线路上发送到远地的计算机。后来，用户可在远地的电传打字机上键入自己的程序，而计算机算出的结果又可以从计算机传送到远地的电传打字机上打印出来。计算机与通信的结合就这样开始了。 上一页下一页从美国的ARPANET在1969年问世以来，连到它上面的计算机数目增长得非

2、常迅速。到1983年就已连上了三百多台计算机，供美国各研究机构和政府部门使用。 1984年ARPANET分解成两个网络。一个网络仍称为ARPANET，是民用科研网。另一个网络是军用计算机网络MILNET。 1985年起，美国国家科学基金会就围绕其六个大型计算机中心建设计算机网络。 1986年，NSF建立了国家科学基金网NSFNET，它是一个三级计算机网络，分为主干网、地区网和校园网，覆盖了全美国主要的大学和研究所。NSFNET后来接管了ARPANET，并将网络改名为Internet。 1991年，Internet的容量满足不了需要，于是美国政府决定将Internet主干网转交给私人公司来经营，

3、并开始对接入Internet单位收费。1993年Internet主干网的速率提高到45Mb/s。到1996年速率为155Mb/s的主干网建成。目前有些主干线路速率达622Mb/s，还有些试验线路速率高达几Gb/s上一页下一页1.1.11.1.1计算机网络的产生和发展计算机网络的产生和发展 计算机网络发展的四个时代计算机网络发展的四个时代（1）单机系统（主机）单机系统（主机终端）终端） （2）以通信子网为中心（计算机）以通信子网为中心（计算机计算机）计算机） 代表：1969年美国建成的APRANET网 （3）体系结构标准化的网络（）体系结构标准化的网络（OSI/RMTCP/IP） 代表：1974

4、年IBM公司的SNA、1975年DEC公司的DNA（4）全面互联、高速、智能化 上一页下一页1具有远程通信功能的单机系统 图图1-1 具有远程通信功能的单机系统具有远程通信功能的单机系统 上一页下一页2具有远程通信功能的多机系统 图图1-2 具有远程通信功能的多机系统具有远程通信功能的多机系统 上一页下一页3具有统一体系结构、国际化标准协议的计算机网络 图图1-3 计算机计算机-计算机网络计算机网络 返回本节返回本节上一页下一页1.1.2 1.1.2 计算机网络定义、基本功能什么是计算机网络？涉及哪方面的内容？什么是计算机网络？涉及哪方面的内容？ 将地理位置不同的具有独立功能的计算机或由计算机

5、控制的外部设备，通过通信设备和线路连接起来，在网络操作系统的控制下，按照约定的通信协议进行信息交换，实现资源共享的系统。上一页下一页计算机网络概论计算机网络概论1.2 1.2 网络的组成网络的组成结构上分为两层：结构上分为两层：（1）CCP（通信控制处理机）（2）通信线路CCPCCPHOSTHOSTTTTTTTCCPHOSTTT上一页下一页计算机网络概论计算机网络概论网络的组成网络的组成逻辑功能上分两个子网资源子网资源子网 通信子网通信子网通信 子 网主机主机主机主机终端终端图1-2 以通信子网为中心上一页下一页计算机网络概论计算机网络概论网络的组成网络的组成资源子网资源子网 通信子网通信子网

6、 主机（HOST） 通信控制处理机(CCP) 终端(Terminal) 通信线路 网络软件 通信设备文件服务器应用程序服务器通信服务器数据库服务器网络协议软件网络通信软件网络操作系统网络管理软件网络应用软件上一页下一页1. 3 1. 3 网络的分类网络的分类1、按地理范围分、按地理范围分 2、按其它分按其它分：按拓朴结构、使用范围局域网LAN(local Area Network) 广域网WAN(Wide Area Network)城域网MAN(Metropolitan Area Network)上一页下一页按覆盖范围分网络类型网络类型 英文缩写英文缩写 覆盖范围（大约）覆盖范围（大约） 计算

7、机相对位置计算机相对位置 传输速率范围传输速率范围 局域网 LAN 10 米 房 间 4Mbps 2Gbps 100 米 建筑物 1000米 校 园 城域网 MAN 10公里 城 市 50Kbps 100Mbps 广域网 WAN 25公里 洲或国家 9.6Kbps 45Mbps 上一页下一页 1数据通信数据通信 数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从数据通信即数据传送，是计算机网络的最基本功能之一。从通信角度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算通信角度看，计算机网络其实是一种计算机通信系统。作为计算机通信系统，能实现下列重要功能：机通信系统，能实现下列重要功能：（1）

8、传输文件）传输文件 网络能快速地、不需要交换软盘就可在计算机与计算机之间进网络能快速地、不需要交换软盘就可在计算机与计算机之间进行文件拷贝行文件拷贝。（2）使用电子邮件（）使用电子邮件（E-mail） 用户可以将计算机网络作为邮局，向网络上的其他计算机用户可以将计算机网络作为邮局，向网络上的其他计算机用户发送备忘录、报告和报表等。虽然在办公室使用电话是非常用户发送备忘录、报告和报表等。虽然在办公室使用电话是非常方便的，但网络的方便的，但网络的E-mail可以向不在办公室的人传送消息，而且可以向不在办公室的人传送消息，而且还提供了一种无纸办公的环境。还提供了一种无纸办公的环境。 1.4 1.4

9、计算机网络的功能计算机网络的功能 上一页下一页 2、资源共享、资源共享 资源共享包括硬件、软件和数据资源的共享，它是计算机网络最有吸引力的功能。资源共享指的是网上用户能够部分或全部地使用计算机网络资源，使计算机网络中的资源互通有无、分工协作，从而大大地提高各种硬件、软件和数据资源的利用率。（1）共享硬件资源共享硬件资源 （2）共享软件资源共享软件资源（3）共享数据信息共享数据信息 上一页下一页 3均衡负荷，易于进行分布处理均衡负荷，易于进行分布处理在计算机网络中，每个用户可根据情况合理选择计算机网内的资源，在计算机网络中，每个用户可根据情况合理选择计算机网内的资源，以就近的原则快速地处理。对于

10、较大型的综合问题，通过一定的算以就近的原则快速地处理。对于较大型的综合问题，通过一定的算法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网络资源，实现分布法将任务分交给不同的计算机，从而达到均衡网络资源，实现分布处理的目的。此外，利用网络技术，能将多台计算机连成具有高性处理的目的。此外，利用网络技术，能将多台计算机连成具有高性能的计算机系统，以并行的方式共同来处理一个复杂的问题，这就能的计算机系统，以并行的方式共同来处理一个复杂的问题，这就是当今称之为协同式计算机的一种网络计算模式。是当今称之为协同式计算机的一种网络计算模式。 4计算机系统可靠性和可用性的提高计算机系统可靠性和可用性的提高计算机系统可

11、靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可计算机系统可靠性的提高主要表现在计算机网络中每台计算机都可以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其它以依赖计算机网络相互为后备机，一旦某台计算机出现故障，其它的计算机可以马上承担起原先由该故障机所担负的任务，避免了系的计算机可以马上承担起原先由该故障机所担负的任务，避免了系统的瘫痪使得计算机的可靠性得到了大大的提高。统的瘫痪使得计算机的可靠性得到了大大的提高。计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时，计算机可用性的提高是指当计算机网络中某一台计算机负载过重时，计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网

12、络计算机网络能够进行智能的判断，并将新的任务转交给计算机网络中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提中较空闲的计算机去完成，这样就能均衡每一台计算机的负载，提高了每一台计算机的可用性。高了每一台计算机的可用性。上一页下一页 了解：了解：计算机网络的产生、发展 掌握掌握：计算机网络定义、基本功能、 计算机网络的组成、网络的分类思考题：思考题：1、什么是计算机网络，它主要涉及哪些方面？2、试述计算机网络的主要功能和应用3、计算机网络可从哪几个方面进行分类？4、什么是资源子网？什么是通信子网？上一页下一页 网络中计算机分2种角色 服务器、主机、中心机 客服机、工作站、PC网络计算模

13、式 CS：使用软件角度来分 客户机上安装 软件的客户端部分 服务器上安装软件的服务器端部分 瘦服务器、胖客户端 B/S 客户端程序简化，统一使用浏览器。 升级只需更改服务器端程序。这种应用界面简洁但功能简单。复杂应用仍然使用C/S模 对等模式：LAN中使用，所有机器都是PC机安装单机OS，没有服务器，所有机器地位平等。上一页下一页第二章 数据通信技术上一页下一页(1)信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。 (2)数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式”或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息

14、，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。 (3)信号（Signal）简单地讲就是携带信息的传输介质。在通信系统中我们常常使用的电信号、电磁信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等术语就是指携带某种信息的具有不同形式或特性的传输介质。2.1数据通信基础数据通信的基本概念上一页下一页2.1数据通信基础数据通信的基本概念网络传输中的二进制码，是信息的载体。数据的内在含义和解释。指数据的电编码或电磁编码。信号在传输过程中遇到的干扰。传送信号的通路。一条通信线路一般至少包含两条信道，一条用

15、于发送的信道和一条用于接收的信道信号传送的电磁波的频率范围。信道上能够传送的信号的最大频率范围。以模拟信号的形式在信道上传送数据为模拟传输；以数字信号的形式传送数据称为数字传输数据数据信息信息信号信号噪声噪声信道信道信号带宽信号带宽信道带宽信道带宽模拟传输和模拟传输和数字传输数字传输信息、数据和信号的关系是？信息、数据和信号的关系是？ 上一页下一页2.1数据通信基础数据通信的基本概念数据传输速率数据传输速率 ：(1) 波特率 波特率又称为码元速率，是指单位时间内所传送的信号“波形”的个数，单位为：波特（Baud），计算公式为：B=1/T（baud）式中，T为波形周期。(2) 比特率 比特率又称

16、位速率，是指单位时间内所传送的二进制位数。单位为：位/秒（bps）。计算公式为：S=Blog2N式中：B为波特率，N为一个波形的有效状态数。上一页下一页存储容量，以字节为单位，1024换算网速，以位为单位，1000换算文件大小2M，2*1024*1024B*8bit网速2M 2*1000*1000bit /S （B/S）上一页下一页2.1.2 数字信号与模拟信号1. 线路上传输的电信号按是否连续可分为模拟信号和数字信号：模拟信号：幅度和时间连续变化的信号。如各种波，电视图像信号，语音信号数字信号：时间和幅度都用离散的数字表示信号。如计算机使用的0、1编码。数字信号和模拟信号在一定情况下可以相互

17、转换。 模拟信号 数字信号：采样、编码 数字信号 模拟信号：解码、平滑2. 基带信号和宽带信号基带信号：将数字信号0、1 用不同电压表示后的信号。宽带信号：基带信号调制后形成的模拟信号。上一页下一页2.12.1基带传输基带：基带：数字信号是一连串矩形电脉冲信号，在其频普中从零频开始到能量集中的一段频率范围称为基本频带。基带传输：在线路上直接传输数字基带信号上一页下一页2.12.1频带传输频带传输频频频带传输：频带传输：调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调，需要使用调制器/解调器。例如：通过电话模拟信道传输，传输距离长，但信道例如：通过电话模拟信道传输，传输距离长，但信道的速率有限的速率有限有

18、关概念：有关概念： 振幅键控(ASK) 移频键控(FSK) 移相键控(PSK) 上一页下一页2.12.1数据通信基础数据通信基础数据通信方式 单工：单工：数据单向传输数据单向传输（无线电广播）（无线电广播） 半双工：半双工：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机）（对讲机） 全双工：全双工：数据可同时双向传输数据可同时双向传输（电话）（电话） 两个方向的信号共享链路带宽：两个方向的信号共享链路带宽： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路，或）链路具有两条物理上独立的传输线路，或 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输信道的通信方式

19、： 单工通信、半双工通信、全双工通信上一页下一页2.22.2数据编码数据编码模拟信号编码频频频带传输：频带传输：调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调，需要使用调制器/解调器。例如：通过电话模拟信道传输，传输距离长，但信道例如：通过电话模拟信道传输，传输距离长，但信道的速率有限的速率有限有关概念：有关概念： 振幅键控(ASK) 移频键控(FSK) 移相键控(PSK) 上一页下一页ASK：用载波的两个不同振幅表示用载波的两个不同振幅表示0(0v)和和1(+5v)FSK：用载波的两个不同频率表示用载波的两个不同频率表示0(1.2KHz)和和1(2.4KHz)PSK：用载波的起始相位的变化表示：用载

20、波的起始相位的变化表示0 (同相同相)和和1(反相反相)2.22.2数据编码数据编码模拟信号编码上一页下一页2.22.2数据编码数据编码数字信 号编码基带：基带：数字信号是一连串矩形电脉冲信号，在其频普中从零频开始到能量集中的一段频率范围称为基本频带。基带传输：在线路上直接传输数字基带信号上一页下一页2.32.3 差错控制技术差错控制技术基本概念差错控制编码就是对网络中传输的数字信号进行抗干扰编码，目的是为了提高数字通信系统的容错性和可靠性，它在发送端被传输的信息码元序列中，以一定的编码规则附加一些校验码元，接收端利用该规则进行相应的译码，译码的结果有可能发现差错或纠正差错。 在差错控制码中，

21、检错码是指能自动发现出现差错的编码，纠错码是指不仅能发现差错而且能够自动纠正差错的编码。当然，检错和纠错能力是用信息量的冗余和降低系统的效率为代价来换取的。返回本节返回本节上一页下一页2.3 2.3 数据通信基础数据通信基础差错控制技术奇偶校验码奇偶校验码（Parity Checking）特点：特点：m位数据位+1位奇偶校验位使海明距离由1变为2，可检测出1位错误。例：原始数据例：原始数据=1100010，采用偶校验。，采用偶校验。 则增加校验位后的数据为则增加校验位后的数据为11100010 若接收方收到的字节奇偶结果不正确，就可以知道传输中发生了错误。 奇偶校验只能检测出奇数个比特位错，对

22、偶数个比特位错则无能为力。上一页下一页2.32.3数据通信基础数据通信基础差错控制技术循环冗余码（CRC-Cyclic Redundancy Code）在计算机网络中用得最广泛，它的漏检率低得多，也便于实现。CRC码又称多项式码。收发双方约定一个生成多项式G(x)（其最高阶和最低阶系数必须为1），发送方在帧的末尾加上校验和，使带校验和的帧的多项式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多项式，若有余数，则传输有错。校验和计算方法校验和计算方法 若若G(x)为为r阶，原帧为阶，原帧为m位，其多项式为位，其多项式为M(x)，则在原帧后面添，则在原帧后面添加加r个个0，帧成为，帧成为m+r位，相

23、应多项式位，相应多项式xr M(x) 按模按模2除法用对应于除法用对应于G(x)的位串去除对应于的位串去除对应于xr M(x) 的位串的位串 按模按模2加法把加法把xr M(x) 的位串与余数相加，结果就是要传送的带的位串与余数相加，结果就是要传送的带校验和的帧的多项式校验和的帧的多项式T(x) T(x) = xrM(x) + xrM(x) MOD2 G(x) 上一页下一页2.32.3数据通信基础数据通信基础差错控制技术待校验数据：待校验数据：1101,0110,11 G(x) = x4+x+1 , 即即10011 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 01 0 0 1 1 1

24、1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0余数余数传送序列传送序列T(x)=1101,0110,1111,10上一页下一页网络的拓扑结构指网络中结点（设备）和链路（连接网络设备的信道）网络的拓扑结构指网络中结点（设备）和链路（连接网络设备的信道）的几何形状。的几何形状。总线型网型环型星型树型混合型2.4 2.4 网络的拓扑结构网络的拓扑结构上一页下一页2.4 2.4 拓扑结构拓扑结构星形网：星形网：功能高度集中；响应时间与终端数目有

25、关；线路利用率低；可扩充性差。 总线网：总线网：信道利用率高；地理覆盖范围小；传输速率高；网络构建容易。 环型网：环型网：传输时延的确定性；可靠性差；灵活性差；网络建造容易。 上一页下一页2.5 2.5 传输介质传输介质传输介质用来传送计算机网络中的数据。常用的传输介质有： （1）双绞线（Twisted Pair） （2）同轴电缆（Coaxial Cable）（3）光纤（Optical Fiber）（4）无线传输上一页下一页1 双绞线 组建局域网络所用的双绞线是一种由4对线（即8根线）组成的，其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类。 一般来说，双绞线电缆中的8根线是成对使用的，而且每一对都相互

26、绞合在一起，绞合的目的是为了减少对相邻线的电磁干扰。双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。目前，在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线（UTP），它又分：3类、4类、5类、超5类、6类和7类。双绞线的这8根线的引脚定义如下： 线路线号12345678线路色标白橙橙白绿蓝白蓝绿白褐褐引脚定义Tx+Tx-Rx+ Rx- 上一页下一页 在局域网，双绞线主要是用来连接计算机网卡到集线器或通过集线器之间级联口的级联，有时也可直接用于两个网卡之间的连接或不通过集线器级联口之间的级联，但它们的接线方式各有不同。 直连双绞线接法交叉双绞线接法上一页下一页双绞线的品种双绞线的品种有三种UTP电

27、缆。3类 16MHZ 、 4类 20MHZ 、 5类 100MHZ 3类UTP电缆对应于在大多数办公楼里大量使用的话音级电缆；在有限的距离内，经过适当的设计，数据速率可以达到16Mbps。 5类是数字级电缆，现正成为新建大楼的预装设施；在一定的范围内，经过适当的设计，5类电缆可以达到100Mbps速率。 上一页下一页上一页下一页双绞线双绞线)以铝箔屏蔽以减少以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音干扰和串音3类、类、5类、类、6类类（16M、155M、1200M）双绞线外没有任何附双绞线外没有任何附加屏蔽加屏蔽上一页下一页2 2 同轴电缆同轴电缆 同轴电缆的结构，它的中央是铜质的芯线（单股的实心线或多股绞

28、合线），铜质的芯线外包着一层绝缘层，绝缘层外是一层网状编织的金属丝作外导体屏蔽层（可以是单股的），屏蔽层把电线很好地包起来，再往外就是外包皮的保护塑料外层了 内 导 体 铜 芯 线绝 缘 层外 导 体 屏 蔽 线塑 料 保 护 外 层 目前经常用于局域网的同轴电缆有二种：一种是专门用在符合IEEE802.3标准以太网环境中阻抗为50的电缆，只用于数字信号发送，称为基带同轴电缆；另一种是用于频分多路复用FDM的模拟信号发送，阻抗为75的电缆，称为宽带同轴电缆。上一页下一页2 2 同轴电缆同轴电缆同轴电缆的用途及特点l基带同轴电缆基带同轴电缆 一条电缆只用于一个信道，一条电缆只用于一个信道，50

29、，用于数字传输，用于数字传输l宽带同轴电缆宽带同轴电缆 一条电缆同时传输不同频率的一条电缆同时传输不同频率的多路模拟信号，多路模拟信号，75 ，用于模拟，用于模拟传输，传输，300450MHz，100km，需要放大器，需要放大器.铜芯铜芯绝缘绝缘层层外导外导体屏体屏蔽层蔽层保护保护套套上一页下一页3 光缆上一页下一页3 3 光纤光纤 只要射到光纤表面的光线的入射角大于某一临界角度，就可以产生全反射，并且可以存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，这种光纤就称为多模光纤（Multimode Fiber），如图所示。 （a）折射角大于）折射角大于 入射角入射角 （b）光波在纤芯中传播）光波在

30、纤芯中传播 （c）62.5/125m渐变渐变增强型多模光纤增强型多模光纤 上一页下一页光缆的结构大致可分为缆芯和保护层两大部分，图为四芯光缆剖面的示意图。图图 四芯光缆剖面示意图四芯光缆剖面示意图 返回本节返回本节上一页下一页光缆的用途及特点光缆的用途及特点光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它有以下几个优点:(1)频带较宽。(2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。(3)衰减较小。(4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。(5)线径细，重量轻。(6)

31、抗化学腐蚀能力强。(7)光缆制造资源丰富。上一页下一页 多模光纤和5类双绞线的衰减与频率关系如图所示，当传输频率超过100MHz时，5类双绞线随着频率的增加衰减愈来愈大；而光纤在300MHz以内，衰减基本不变。 图2.58 光纤与电缆频率衰减关系图62.5/125m渐变增强型多模光纤01101003001000频率(MHz)衰减(dB/km)051015202530355类UTP双绞电缆图图2-13 光纤与电缆频光纤与电缆频率与衰减关系图率与衰减关系图上一页下一页2.5 2.5 无线电短波通信无线电短波通信 在一些电缆光纤难于通过或施工困难的场合，例如，高山、湖泊或岛屿等，即使在城市中挖开马路

32、敷设电缆有时也很不划算，特别是通信距离很远，对通信安全性要求不高，敷设电缆或光纤既昂贵又费时，若利用无线电波等无线传输介质在自由空间传播，就会有较大的机动灵活性，可以轻松实现多种通信，抗自然灾害能力和可靠性也较高。返回本节返回本节上一页下一页2.5 2.5 地面微波接力通信地面微波接力通信 无线电数字微波通信系统在长途大容量的数据通信中占有及其重要的地位，其频率范围为300MHz300GHz。微波通信主要有两种方式：地面微波接力通信和卫星通信。 微波在空间主要是直线传播，并且能穿透电离层进入宇宙空间，它不像短波那样经电离层反射传播到地面上其他很远的地方，由于地球表面是个曲面，因此其传播距离受到

33、限制且与天线的高度有关，一般只有50km左右，长途通信时必须建立多个中继站，中继站把前一站发来的信号经过放大后再发往下一站，类似于“接力”，如果中继站采用100m高的天线塔，则接力距离可增大到100 km。 返回本节返回本节上一页下一页2.5 2.5 红外线和激光红外线和激光 红外线通信和激光通信就是把要传输的信号分别转换成红外光信号和激光信号直接在自由空间沿直线进行传播，它比微波通信具有更强的方向性，难以窃听、插入数据和进行干扰，但红外线和激光对雨雾等环境干扰特别敏感。 返回本节返回本节上一页下一页2.5 2.5 卫星通信卫星通信 卫星通信就是利用位于3万6千公里高空的人造地球同步卫星作为太

34、空无人值守的微波中继站的一种特殊形式的微波接力通信。卫星通信可以克服地面微波通信的距离限制，其最大特点就是通信距离远，且通信费用与通信距离无关。 卫星通信的优点是:卫星通信的频带比微波接力通信更宽，通信容量更大，信号所受到的干扰也较小，误码率也较小，通信比较稳定可靠。 卫星通信的缺点是：传播时延较长。 返回本节返回本节上一页下一页2.5 VSAT2.5 VSAT卫星通信卫星通信 VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小口径地球终端）是20世纪80年代末发展起来并于90年代得到广泛应用的新一代数字卫星通信系统。VSAT网通常由一个卫星转发器、一个大型主站和大量的V

35、SAT小站组成，能单双向传输数据、语音、图像、视频等多媒体综合业务。VSAT具有很多优点，如：设备简单、体积小、耗电少、组网灵活、安装维护简便、通信效率高等，尤其适用于大量分散的业务量较小的用户共享主站，所以许多部门和企业多使用VSAT网来建设内部专用网。上一页下一页VSATVSAT网络组成网络组成返回本节返回本节上一页下一页小小 结结 传传输输媒媒体体 速速率率 传传输输距距离离 性性能能(抗抗干干扰扰性性) 价价格格 应应用用 双双绞绞线线 10-1000Mb/s 几几十十kM 可可以以 低低 模模拟拟/数数字字传传输输 50 同同轴轴电电缆缆 10Mb/s 3kM内内 较较好好 略略高高

36、于于双双绞绞线线 基基带带数数字字信信号号 75 同同轴轴电电缆缆 300-450MHz 100kM 较较好好 较较高高 模模拟拟传传输输电电视视、数数据据及及音音频频 光光纤纤 几几十十Gbps 30kM up 很很好好 较较高高 远远距距离离传传输输 短短波波 50MHz 全全球球 较较差差 较较低低 远远程程低低速速通通信信 地地面面微微波波接接力力 4-6GHz 几几百百kM 好好 中中等等 远远程程通通信信 卫卫星星 500MHz 18000kM 很很好好 与与距距离离无无关关 远远程程通通信信 上一页下一页传输媒介价格电磁干扰频带宽度单段最大长度UTP最便宜高低100mSTP一般低

37、中等100m同轴电缆一般低高185/500m光纤最高没有极高几十km上一页下一页2.6 2.6 信道复用技术复用多个信息源共享一个公共信道常用复用技术：频分复用 FDM，时分复用 TDM ，波分复用 WDMFDM: 将一定带宽的线路划分为若干有较小带宽的信道，每个信道供一个用户使用,每个信道之间留出适当的频率范围作为保护频带。如无线电视,有线电视,每个频道都通过一个频段发送信号。TDM: 采用分时技术，使复用的各路信号在时间上不重叠。每一时间片由一路信号占用，各路信号按时间片轮流利用信道。WDM：对不同的信号使用不同波长的光波来传送数据， 在接收端利用相同的设备将各路光波分开。 上一页下一页F

38、DM系统的原理示意图如图所示，它假设有6个输入源，分别输入6路信号到频分多路器FDM-MUX，多路器将每路信号调制在不同的载波频率上（例如f1，f2，f6）。每路信号以其载波频率为中心，占用一定的带宽，此带宽范围称作一个通道，各通道之间通常用保护频带隔离，以保证各路信号的频带间不发生重叠。 通道（1）通道（2）通道（3）通道（4）通道（5）通道（6）多路复用器MUXMUX源 1源 2源 3源 4源 5源 6目标 1目标 2目标 3目标 4目标 5目标 6多路复用器图图 FDM原理原理返回本节返回本节上一页下一页2.62.6 时分多路复用 TDM是将传输时间划分为许多个短的互不重叠的时隙，而将若

39、干个时隙组成时分复用帧，用每个时分复用帧中某一固定序号的时隙组成一个子信道，每个子信道所占用的带宽相同，每个时分复用帧所占的时间也是相同的（如图8所示），即在同步TDM中，各路时隙的分配是预先确定的时间且各信号源的传输定时是同步的。对于TDM，时隙长度越短，则每个时分复用帧中所包含的时隙数就越多，所容纳的用户数也就越多，其原理如图9所示。 上一页下一页可用频段频率时间图2.28 TDM子信道示意图A BCD A BCD A BCD A BCD组成子信道A的时隙时分复用帧图2.29 TDM原理2多路复用器MUX源1源2源3源4源5源6多路复用器MUX目标1目标2目标3目标4目标5目标63 4 5

40、 6 1 2 3 4 516 图图8 TDM子信道示意图子信道示意图 图图9 TDM原理原理返回本节返回本节上一页下一页2.6 2.6 数据交换技术数据交换技术数据交换技术:解决资源子网中的两台计算机如何通过通信子网实现数据交换实现交换的方法主要有实现交换的方法主要有:线路交换、报文交换、报文分组交换。 31、 电路交换电路交换 交换设备在通信双方找出一条实际的物理线路的过程。特点：数据传输前需要建立一条节点到节点的通信信道。 线路建立传输线路释放 优缺点： 呼叫建立的时间长存在呼损； 建立连接后，传输延迟小，适用实时大批量连续数据传输； 一旦建立连接就独占线路，信道利用率低； 上一页下一页 在交换过程中，交换设备将接收到的报文先存储，待信道空闲时再转发出去，一级一级中转，直到目的地。这种数据传输技术称为存