第1章计算机网络基础

第1章计算机网络基础1.1引言1.2计算机网络定义和功能1.3计算机网络的产生和发展1.4网络协议与体系结构1.5计算机网络的定义及分类1.6数据通信基础1.7物理层接口1.8传输介质1.9无线传输

1.1引言

当前知识经济浪潮中的两个重要特点就是信息化和全球化，而要实现信息化和全球化，就必须依靠先进的网络技术。

计算机是20世纪人类最伟大的发明之一，它的产生标志着人类开始迈向一个崭新的信息社会。在20世纪的最后10年中，人们惊喜地发现：电话、电视及计算机正在迅速地融合；信息的获取、存储、传输和处理之间的孤岛现象随着计算机网络的发展而逐渐消失；曾经独立发展的电信网、电视网和计算机网将合而为一；新的信息产业正以强劲的势头迅速崛起。1993年9月，美国政府发布了一个在全世界引起巨大反响的行动计划，那就是“国家信息基础结构NII”行动纲要。NII是NationalInformationInfrastructure的缩写，也可译为国家信息基础设施。

1.2计算机网络定义和功能

1.数据通信利用计算机网络进行数据信息的传递是一种全新的电子传递方式，比现有的其他通信工具有更多的优点，比如它不像电话，需要通话者同时在场，也不像广播系统，只能是单方向传递信息。2.资源共享在计算机网络中，有许多昂贵的资源，例如大型数据库、巨型计算机等，用户可以共享使用这些资源。共享资源包括硬件资源的共享，如打印机、大容量磁盘等。

3.增加可靠性在单个系统内，某个资源或计算机的暂时失效将导致系统瘫痪，当然，可通过替换资源的办法来维持系统的继续运行。4.提高系统处理能力单机系统的处理能力是有限的，且由于种种原因，各计算机的忙闲程度也不均匀。1.3计算机网络的产生和发展1.3.1面向终端的计算机通信网随着远程终端数量的增多，为了避免一台计算机使用多个线路控制器，在20世纪60年代初，出现了多重线路控制器（multilinecontroller），它可和多个远程终端相连接（如图1-1），构成面向终端的计算机通信网，它是最原始的计算机网络（有人称其为第一代计算机网络）。图1-1面向终端的计算机通信网计算机调制解调器调制解调器多重线路控制器终端数字信号模拟信号数字信号公共电话网图1-2用前端处理机实现的联机系统计算机调制解调器调制解调器终端前端处理机公用电话网1.3.2基于交换的计算机通信网在面向终端的计算机网络中，用户通过终端命令以交互方式使用计算机，从而将单一计算机系统的各种资源共享给各个用户。这种网络系统的应用极大地刺激了用户使用计算机的热情，使计算机用户的数量迅速增加。

电路交换技术本来是为电话通信而设计的，对于计算机网络来说，建立通路的呼叫过程太长，必须寻找新的适合于计算机通信的交换技术。

ARPANET网的成功运行使计算机网络的概念发生了根本变化。

图1-3从以单个主机为中心演变到以通信子网为中心通信子网（分组交换网）1.3.3计算机网络体系结构的形成在网络中，相互通信的计算机必须高度协调工作，而这种“协调”是相当复杂的。为了降低网络设计的复杂性，早在当初设计ARPANET时专家就提出了层次模型思想。

OSI参考模型的推出使网络发展道路走向标准化，而网络标准化的最大体现就是Internet的飞速发展。1.3.4局域网的形成在计算机网络的发展过程中，另一个重要阶段就是在20世纪80年代初发展起来的局域网。由于微型计算机的出现和应用的普及，人们迫切需要将众多的微机组成网络。局域网就是在一个有限区域范围内将众多微型计算机连接在一起实现信息交换和信息共享。1.3.5Internet时代的到来进入20世纪80年代末期以来，在计算机网络领域最引人注目的就是起源于美国的Internet的飞速发展。Internet的原意就是互联网，全国自然科学名词审定委员会推荐的译名是“因特网”。NGI计划要实现的一个目标是：开发下一代网络结构，以比现在的Internet高100倍的速率连接至少100个研究机构，以比现在的Internet高1000倍的速率连接10个类似的网点；其端到端的传输速率要超过100Mb/s至10Gb/s。另一个目标是使用更加先进的网络服务技术和开发许多带有革命性的应用，如远程医疗、远程教育、有关能源和地球系统的研究、高性能的全球通信、环境监测和预报、紧急情况处理等。1.3.6计算机网络发展计算机网络经过第一代、第二代和第三代的发展，表现出其巨大的使用价值和广阔的应用前景。高速网络的应用开发主要是图像、多媒体、实时系统和分布计算。图像应用包括图像文本管理、可视化工具、医疗图像、出版、计算机辅助设计和辅助制造、建筑设计制图和指纹验证等。

1.4网络协议与体系结构

1.4.1分层次的网络体系结构

1.网络协议在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的网络协议。一个网络协议主要由以下三个要素组成：

语法，即数据与控制信息的结构、格式和编码。

语义，即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答。

同步，即事件实现顺序的详细说明。2.协议分层为了减少网络协议设计的复杂性，协议的设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来为所有形式的通信规定完整的细节，而是采用把复杂的通信问题按一定层次，划分为许多相对独立的子功能，然后为每一个子功能设计一个单独的协议，即每层对应一个协议。图1-4邮政系统分层模型用户（写信人）用户（收信人）邮政局邮政局运输部门运输部门用户子系统邮政子系统运输子系统用户间约定邮局间约定运输部门间约定用户/邮局约定邮局/运输部门约定甲地乙地3.网络体系结构网络体系结构是指网络中分层模型和各层协议的集合。网络体系结构的描述必须包括足够的信息，以方便为每一功能层进行硬件设计或编写程序，并使之符合相关协议。1)物理层物理层的任务就是透明地传送比特流。在物理层上所传数据的单位是比特，它关心的问题是：使用什么样的物理信号来表示数据“0”和“1”；“0”和“1”持续的时间多长；数据传输是否可同时在两个方向上进行；最初的连接如何建立和完成通信后连接如何终止；物理接口（插头和插座）有多少针以及各针的功能。图1-5一个原理性的网络体系结构应用层传输层网络层数据链路层物理层543212)数据链路层数据链路层的任务是在两个相邻节点间的线路上无差错地传送以帧（frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。在传送数据时，若接收节点检测到所收到的数据中有差错，就要通知发方重发这一帧，直到这一帧正确无误地到达接收节点为止。3)网络层在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能要经过许多个节点和链路，也可能还要经过好几个不同的通过路由器互连的通信子网。在网络层，数据的传送单位是分组（或包），因此要将发送方主机送来的报文分割成若干个分组。4)传输层

传输层的任务是根据下面通信子网的特性最佳地利用网络资源，并以可靠和经济的方式为两端主机（也就是源站和目的站）的进程之间建立一条传输连接，以透明地传送报文。

5)应用层

应用层在体系结构中是最高层。它的任务是确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。图1-6数据在各层之间的传递过程1.4.2网络服务与实体服务在计算机网络中是一个极其重要的概念。在网络体系结构中，所谓服务就是网络中的各层向其相邻上层提供一组操作，是相邻两层之间的界面。由于网络分层结构中的单向依赖关系，使得网络中相邻层之间的界面也是单向的。

另一方面，在研究网络进行信息交换时，用实体（entity）来表示任何可发送或接收信息的硬件或软件对象，每一层至少存在一个实体，在不同主机上，同一层内的实体称为对等实体，N层实体实现的服务为N+1层所利用，而N层则要利用N-1层所提供的服务。N层实体可以向N+1层提供几类服务。

图1-7相邻两层之间的关系服务用户服务用户服务提供者提供服务交换原语交换原语协议SAPSAPN+1层N层1.4.3服务原语“服务”在形式上是用一组原语来描述的，这些原语供用户和其他实体访问该服务，或者向用户实体报告某事件的发生。服务原语可以划分为如表1-1所示的4类。表1-14类服务原语原

语意

义请求(request)用户实体要求服务做某项工作指示(indicate)用户实体被告知某事件发生响应(response)用户实体表示对某事件的响应确认(confirm)用户实体收到关于它的请求的答复

使用了下述8个服务原语：

(1)连接请求：服务用户请求建立一个连接。

(2)连接指示：服务提供者向被呼叫方示意有人请求建立连接。

(3)连接响应：被呼叫方用来表示接受建立连接的请求。

(4)连接确认：服务提供者通知呼叫方建立连接的请求已被接受。(5)数据请求：请求服务提供者把数据传给对方。(6)数据指示：表示数据到达。(7)断连请求：请求释放连接。

(8)断连指示：释放连接请求到达对等端。考查一下A打电话邀请B到家来喝茶的步骤：(l)连接请求：A拨B家的电话号码。(2)连接指示：B家的电话铃响了。(3)连接响应：B拿起了电话。(4)连接确认：A听到响铃停止。(5)数据请求：A邀请B来喝茶。(6)数据指示：B听到了A的邀请。(7)数据请求：B说她很高兴来。(8)数据指示：A听到B接受邀请。(9)断连请求：A挂断电话。(10)断连指示：B听到了，也挂断电话。

图1-8服务原语的应用tN+1层N层N层N+1层（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）系统A系统B1.4.4ISO-OSI的体系结构

OSI参考模型中采用了7个层次的体系结构，也就是将前面所讲的原理性体系结构中的应用层再划分为三个层次。这三个层次从上到下的名称是：应用层、表示层和会话层。会话层不参与具体的数据传输，但它却对数据传输进行管理。它在两个互相通信的进程之间建立、组织和协调其交互。1.4.5TCP/IP的体系结构

TCP/IP最初是为ARPANET网开发的网络体系结构，该体系结构主要由两个重要协议，即TCP协议和IP协议而得名，实际上，TCP/IP体系包含了大量的协议和应用，它是由大量协议组成的集合，简称为TCP/IP协议集。

TCP/IP协议体系分为四个层次（见图l-9）。图1-9TCP/IP与ISO-OSI体系结果的对比TCP/IP的最高层是应用层。再往下的一层是TCP/IP的传输层，也叫做主机到主机层。这一层可使用两种不同的协议：一种是面向连接的传输控制协议（TCP－TransmissionControlProtocol），另一种是无连接的用户数据报协议（UDP－UserDataProtocol）。传输层传送的数据单位是报文（message）或数据流（stream）。报文也常称为报文段（segment）。

传输层下面是TCP/IP的网络互连层，其主要的协议就是无连接的网络互连协议（IP－InternetProtocol）。该层传送的数据单位是分组（packet）。

图l-9给出了TC/IP与ISO－OSI这两种体系结构的对比。值得注意的是，在一些问题的处理上，TCP/IP与OSI有很大不同。

(1) TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互连问题，并将网际协议IP作为TCP/IP的重要组成部分。

(2) TCP/IP一开始就对面向连接服务和无连接服务并重，而OSI在开始时只强调面向连接服务。

(3) TCP/IP有较好的网络管理功能，而OSI到后来才开始考虑这个问题。

1.5计算机网络的定义及分类

1.5.1局域网局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是指范围在几百米到十几公里内，办公楼群或校园内的计算机相互连接所构成的计算机网络。

传统局域网具有高数据传输率（10Mb/s或100Mb/s）、低延迟和低误码率的特点。新型局域网的数据传输率可达每秒千兆位甚至更高。局域网有不同的拓扑结构，常用的有总线型、星形、环形等（如图1-10）。图1-10局域网常用的拓扑结构1.5.2城域网城域网（MetroPolitanAreaNetwork，MAN）所采用的技术基本上与局域网相类似，只是规模上要大一些。城域网既可以覆盖相距不远的几栋办公楼，也可以覆盖一个城市。

DQDB采用两条平行的单向总线（如图1-11），这两条平行的单向总线贯穿于整个城市，每个站点都同时与这两条总线相连。

图1-11DQDB城域网示意图…123N总线A总线B总线A上的数据流向总线B上的数据流向端接点计算机1.5.3广域网广域网（WideAreaNetwork，WAN）通常跨接很大的物理范围，如一个行业、一个国家。广域网包含很多用来运行用户应用程序的机器集合，通常把这些机器叫做主机（host）。图1-12广域网的物理结构通信子网IMP1.5.4互联网目前世界上有许多网络，不同网络的物理结构、协议和所采用的标准是各不相同的。如果连接到不同网络的用户需要进行相互通信，就需要将这些不兼容的网络通过称为网关（gateway）的设备连接起来，并由网关完成相应的转换功能。由多个网络相互连接构成的集合称为互联网（internetworking）。互联网的最常见形式是多个局域网通过广域网连接起来。1.5.5无线网无线网特别是无线局域网有很多优点，如易于安装和使用。无线网是当前国内外的研究热点，无线网的研究是由巨大的市场需求驱动的。无线网的特点是使用户可以在任何时间、任何地点接入计算机网络，而这一特性使其具有强大的应用前景。当前已经出现了许多基于无线网的产品，如个人通信系统（PCS－PersonalCommunicationSystem）电话、无线数据终端、便携式可视电话、个人数字助理等。

1.6数据通信基础

1.6.1信道与信号在通信系统中，将数据分为数字数据（具有离散值，如字符串等）和模拟数据（在某时间间隔中具有连续的值，如音频数据）两种类型。在数据通信时，要将数据编码（变换）为电信号的形式从一点传到另一点。

图1-13信号的表示(a)数字信号；(b)模拟信号周期幅度时间t0f1f2A(a)(b)

At1.6.2模拟通信利用模拟信号来传递数据的过程称为模拟通信，普通电话、广播、电视等都属于模拟通信。

模拟通信系统一般由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声源组成（如图1-14所示）。图1-14模拟通信系统模型信源调制器信道解调器信宿噪声源1.6.3数字通信利用数字信号来传递数据的过程称为数字通信，计算机通信、数字电话、数字电视等都属于数字通信。

数字通信系统一般由信源、编码器、信道、解码器、信宿以及发送端和接收端时钟同步组成（如图1-15）。发送端信源所产生的原始信号通常要经过编码器编码后进入信道传输，在接收端经解码器解码还原。图1-15数字通信系统模型接收端信源编码器信道解码器信宿噪声源发送端1.6.4传输特性与传输方式尽管模拟信号和数字信号都可以在合适的信道上进行传输，但模拟信号和数字信号之间还是有区别的。

1.抗干扰能力强模拟通信系统在传输模拟信号过程中，噪声将叠加在有用的模拟信号上，接收端很难将信号和噪声分开，因而模拟通信系统的抗干扰能力比较差。2.实现高质量的远距离通信由于模拟通信时，噪声是叠加在有用的模拟信号上，而通信系统中的模拟放大器无法将有用的信号与噪声分开，因此只好将有用信号和噪声同时放大。

3.适应各种通信业务在数字通信系统中，各种数据（电报、电话、图像和语音等）都可以被变换为统一的二进制数字信号进行传输，所以数字通信系统能灵活地适应各种通信业务。4.保密性强由于数字通信系统中传输的是数字信号，因而在传输过程中，可以对信号进行各种数字处理：如存储、转发、复制、加密、检错、纠错等。1.6.5带宽与数据传输率在通信模型中我们已经看到，信号由发送设备产生并经过信道传输。信号是时间的函数，但也可以表示为频率的函数。根据傅立叶信号分析理论，任何信号都是由各种频率的成分组成，其中每一成分都是正弦波（或余弦波）。举例来说，假如某信号按傅立叶变换后为

s(t)＝sin2πft+l/3sin3(2πft)+l/5sin5(2πft)(1-1)

图1-16信号及其频谱(a) s(t)信号的频谱图；(b)非周期矩形脉冲数字信号及其频谱-t/2t/2s(t)时间1/T2/T3/T4/T

频率S(f)(a)(b)

 f5f3f11/31/5频率S(f)图1-17信道截止频率(a)单(代)通滤波器；(b)双(带)通滤波器  f2  f  f fc  f10.707AA0.707(a)(b)1.6.6数据编码前面提到，数据经编码成数字（或模拟）信号后才能传输。对于数字信号传输技术，数据源（可能是模拟数据或数字数据）编码成数字信号s(t)，s(t)的实际形式取决于编码技术。

1.数字数据编码成数字信号数字信号是一系列离散的不连续的电压脉冲，每一脉冲称为一个信号码元。编码技术就是从数据比特到信号码元的变换。NRZ编码有缺点，它难以决定一位的结束和另一位的开始，需要有某种方法来使发送器和接收器进行定时或同步。另一种是差分曼彻斯特编码，如图1-18(c)所示图1-18数字信号编码(a)单极性不归零制编码(NRZ)；(b)曼彻斯特编码；(c)差分曼彻斯特编码位值001101(a)(b)(c)高H低L高H低L高H低L2.数字数据编码成模拟信号将数字数据转换为模拟信号的编码（调制）技术有：调幅（ASK）、调频（FSK）、调相（PSK）三种技术，如图1-19所示。

图1-19三种调制技术(a)ASK；(b)FSK；(c)PSK3.模拟数据编码为数字信号实际上，将模拟数据编码为数字信号称为模拟数据转换为数字数据更为确切，即模拟数据数字化。一旦模拟数据转换为数字数据，可以按以下三种方式传输：

数字数据可以用NRZ编码成数字信号后传输。

数字数据进行诸如差分曼彻斯特编码后，进行数字传输。数字数据采用ASK、PSK、FSK调制技术编码后，进行模拟传输。1)(PCM）

PCM技术基于取样理论：“如果信号f (t)以均匀时间间隔，高于最高的明显信号频率的两倍速率取样，那么样本包含了原信号的所有信息。

在图l-20(c)中，我们可以看到每一个PAM脉冲用一个3比特的数字数据来近似表示，这样就可以用8＝23个电平值近似表示PAM脉冲。图1-20PCM编码(a)原始信号；(b)PAM脉冲；(c)PCM脉冲；(d)PCM输出(d)0110011100010111101003.01.46.21.32.85.9431613640002)(DM）在DM中，对于模拟数据，在每一个取样时刻上移或下移一个量化电平（电平的一个数量单位），如图1-21(a)所示，使得原信号由一阶梯函数近似表示。在阶梯函数中，若某取样时刻是上移则产生一个1，若是下移则产生一个0，从而得到图l-21（b）所示的DM输出，即将模拟信号数字化为DM编码。图1-21DM编码

(a)原信号及阶梯函数；(b) DM编码(a)(b)4.模拟数据编码为模拟信号我们已经知道调制就是将输入信号与频率为fc的载波结合起来，以产生通常带宽中心位于fc的信号的过程。对于数字数据，当只有模拟传输可用时，需要将数字数据变为模拟信号。若模拟数据不加变换地在原频谱上经信道传输（称为模拟基带传输），有很多局限性（基带传输占有信道的全部带宽）。为有效地传输，就要对信号进行一些处理，即调制，变为频带传输。1.6.7数据通信方式

1.数据同步传输数据通信中，通信双方要交换数据，需要有高度的协同动作。通常，数据经信道一次一比特的传播。

1)异步方式

在这种方式中，每传送一个字符（5位或8位）都在每个字符码前加一个起始位，以表示字符代码的开始，在字符代码和校验码后面加一个停止位，表示字符结束。

2)同步方式同步方式的每个字符前后并不附加起止位作为字符的边界，而是在发送字符之前先发送一组同步字符，通常为8位或16位，使收发双方进入同步。

2.差错控制常见的差错控制技术有：奇偶校验、循环冗余校验、海明码等。1.6.8多路复用技术

在通信系统中，一些高容量的同轴电缆、地面微波、卫星设施以及光缆，其可传输的频率带宽很宽，为了高效合理地利用资源，通常采用多路复用技术，使多路数据信号共同使用一条线路进行传输，即利用一个物理信道同时传输多个信号，如图1-22所示。图1-22多路复用技术MUXDEMUXn个输入n个输出1条链路，n个信道1.频分多路复用（FDM）频分复用的典型例子有许多，如无线电广播、无线电视中将多个电台或电视台的多组节目对应的声音、图像信号分别载在不同频率的无线电波上，同时在同一无线空间中传播，接收者根据需要接收特定的某种频率的信号收听或收看。2.时分复用（TDM）时分多路复用是将传输信号的时间进行分割，使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为许多时间间隔（称为时隙、时间片等，slottime），每个时间片被一路信号占用。

图1-23多路复用技术分类(a)频分多路复用；(b)时分多路复用信道1（f1）信道2（f2）信道3（f3）信道4（f4）信道5（f5）信道6（f6）多路复用器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源6多路复用器信号源1信号源2信号源3信号源4信号源5信号源61  23 4 5 6 12 3 4 5 6(a)(b)123456123456多路复用器多路复用器

1)同步时分复

同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定时间段，再将每一时间段划分成等长度的多个时隙（时间片），每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。

2)异步时分复异步时分复用技术又被称为统计时分复用（statisticaltimedivisionmultiplexing）或智能时分复用（ITDM），它能动态地按需分配时隙，避免每个时间段中出现空闲时隙。

1.6.9数据交换技术

数据通信最简单的形式是在两个用某种传输介质直接连接的设备之间进行通信，但这是不现实的，通常是要经过有中间节点的网络来把数据从源地发往目的地，以此实现通信。这些中间节点并不关心数据内容，其目的是提供一个交换设备，用它把数据从一个节点传到另一个节点直至到达目的地，如图1-24所示1.电路交换（circuitswitching）电路交换是一种直接的交换方式，它为一对需要进行通信的站之间提供一条临时的专用传输链路，它既可以是物理链路又可以是逻辑链路（使用时分或频分复用技术）。电路交换的通信包括三个阶段，结合图1-24解释如下：①电路建立：通过源站点连接请求完成交换网中对应的所需逐个节点的接续（连接）过程，以建立起一条由源站到目的站的传输链路。②

数据传输：现在信号可以从A经建立的链路传送到D，通常为全双工传输。③

电路拆除：在完成数据传输后，由源站或目的站提出终止通信要求，各节点相应拆除该电路的对应连接，释放由该电路占用的节点和信道资源。

电路交换具有下列特点：呼叫建立时间长且存在呼损。

电路连通后提供给用户的是“透明通路”，即交换网对用户信息的编码方法、信息格式以及传输控制程序等都不加以限制，但对通信双方而言，必须做到双方的收发速度、编码方法、信息格式、传输控制等一致才能完成通信。

一旦电路建立后，数据以固定的数据率传输，除通过传输链路的传播延迟以外，没有别的延迟。在每个节点的延迟是可以忽略的，适用于实时大批量连续的数据传输。

线路利用率低。电路建立、数据传输，直至通信链路拆除为止，链路是专用的，再加上通信建立时间、拆除时间和呼损，其利用率较低。2.报文交换（messageswitching）在数据交换是相对较为连续的数据流时（如话音），电路交换是一种适宜的、易于使用的技术。数据通信还使用一种报文交换，在报文交换网中，网络节点通常为一台专用计算机，它有足够的存储，以便在报文进入时，进行缓冲存储。3.分组交换（packetswitching）分组交换（即包交换）是针对报文交换的缺点而提出的一种改进方式。分组交换属于“存储/转发”交换方式，但它不像报文交换那样以报文为单位进行交换、传输，而是以更短的、标准的报文“分组”（packet）为单位进行交换传输。

如图1-24，假如A站有一份比较长的报文要发送给C站。则它首先将报文按规定长度划分成若干分组，每个分组附加上地址及纠错等其他信息，然后将这些分组顺序发送到交换网的节点4。分组交换又可采用两种方式：数据报传输分组交换和虚电路传输分组交换。

1)数据报传输分组交换

2)虚电路传输分组交换

图1-25三种交换的比较(a)电路交换；(b)报文交换；(c)分组交换

1.7物理层接口

1.7.1物理层的基本概念物理层的任务是保证在各种计算机的传输介质上传输数据的比特流。大家知道，现有的计算机网络中的物理设备和传输介质的种类非常繁多，而通信手段也有许多不同的方式。

物理层规程主要是描述和确定与传输介质有关的接口的一些特性，即:①机械特性②电气特性③功能特性④规程特性1.7.2RS-232-C接口标准

RS-232-C是美国电子工业协会EIA制订的著名物理层标准。它最早是1962年制订的标准RS-232。这里，RS表示EIA的一种“推荐标准”，232是个编号。图1-26两个DTE通过DCE进行通信用户环境用户环境网络DTE-ADTE-BDCE-ADCE-B用户设施用户设施通信环境通信设施串行比特传输RS-232接口RS-232接口RS-232标准的一些主要特点如下所述。机械特性方面：RS-232使用ISO2110关于插头座的标准，它使用25根引脚的DB-25插头座。电气性能方面：RS-232采用负逻辑。功能特性方面：它规定了什么电路应当连接到25根引脚中的哪一根以及该引脚的作用。规程特性方面：规定了在DTE与DCE之间所发生的事件的合法序列。规程特性方面：规定了在DTE与DCE之间所发生的事件的合法序列。1.7.3RS-449接口标准RS-232接口标准有两个较大的弱点，即：

(1)数据的传输速率最高为20kb/s；(2)连接电缆的最大长度不超过

15m。

RS-449

规定接口的机械特性、功能特性和过程特性。

RS-423-A

RS-422-A

1.8传输介质

传输介质是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路。传输介质的特性对网络数据通信质量有很大影响。这些特性包括：

(1)物理描述：说明传输介质的特征。

(2)传输特性：使用模拟信号发送还是数字信号发送，调制技术、传输容量及传输的频率范围等。

(3)连通性：点到点或者多点连接。

(4)地理范围：网上各节点间和整个网络覆盖的最大距离。

(5)抗干扰性：防止噪音对传输数据影响的能力。

(6)相对价格：以元件、安装和维护的价格为基础。1.8.1双绞线双绞线是最古老但又最常用的传输介质。把两根互相绝缘的铜导线并排放在一起，然后用规则的方法绞合起来就构成了双绞线。模拟传输和数字传输都可以使用双绞线，其通信距离一般为几到十几公里。表1-2是特性阻抗为100Ω的UTP中的3类线和5类线以及150Ω的STP的衰减比较。表1-2无屏蔽双绞线与屏蔽双绞线的衰减特性传

输

率/Mb/s每100m长的衰减/dBUTP3类UTP5类150ΩSTP12.62.01.145.64.12.21613.18.24.425–10.46.2100–22.012.3300––21.41.8.2同轴电缆

同轴电缆由内导体铜质芯线（单股实心线或多股绞合线）、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层（也可以是单股的）以及塑料保护外层所组成（图1-28）。由于外导体屏蔽层的作用，同轴电缆具有很好的抗干扰特性，因此被广泛用于较高速率的数据传输。图1-28同轴电缆的结构内导体铜芯线外导体屏蔽层绝缘层塑料保护外层l.50Ω同轴电缆

50Ω同轴电缆也称为基带电缆，用作数字通信，传送基带数字信号。

2.75Ω同轴电缆这种同轴电缆主要用作模拟传输系统，它是有线电视系统CATV中标准的传输电缆。在这种电缆上传送的信号采用了频分