计算机网络技术基础04-传输、复用和交换技术

计算机网络技术基础

第二章物理层

数据通信传输方式信道复用技术数据通信交换技术重点：数据通信交换技术数据通信传输方式

串行传输与并行传输

串行传输是指数据代码按位串行排列成数据流在一条信道上传输。

并行传输是指构成数据代码的每一位分别在不同的信道上传输。3数据通信传输方式模拟传输与数字传输1、模拟数据与数字数据模拟数据：数据的状态是连续变化和不可数的。数字数据：数据的状态是离散的和可数的。2、 模拟信号与数字信号模拟信号：电信号的参量对应于模拟数据而连续取值，这样的信号称为模拟信号。数字信号：电信号的参量对应于离散数据并离散取值，这样的信号称为数字信号。4数据通信传输方式模拟传输与数字传输3、模拟通信与数字通信模拟通信：传输模拟信号的通信方式称为模拟通信。

数字通信：传输数字信号的通信方式称为数字通信。

5数据通信传输方式4、模拟传输与数字传输（1）模拟数据的模拟信号传输。（2）模拟数据的数字信号传输。（3）数字数据的模拟信号传输。（4）数字数据的数字信号传输。6数据通信传输方式异步传输与同步传输

1、异步传输异步传输中，每次传送一个字符代码（5-8bit），即在发送每一个字符代码的前面均加上一个开始位，其长度规定为一个码元，电平为“0”，后面均加上一个结束位，对于国际电报2号码，结束位长度为1.5个码元，对于国际5号码或其它代码时，结束位长度为1或2个码元，电平为“1”。7数据通信传输方式异步传输与同步传输

1、异步传输

优点：实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步。缺点：每个字符增加了２～３个bit，降低了传输效率。所以，这种方法常用于1200bit/s及其以下的低速数据传输8数据通信传输方式异步传输与同步传输2、 同步传输

同步传输是以固定时钟节拍来发送数据信号的。在串行数据码流中，各信号码元之间的相对位置是固定的，接收端要从收到的数据码流中正确区分发送的字符，必须建立位定时同步和帧同步。

位定时同步又叫比特同步，其作用是使数据电路终接设备接收端的位定时时钟信号和DCE收到的输入信号同步，以便DCE从接收的信息流中正确识别一个个信号码元，产生接收数据序列。

9数据通信传输方式基带传输与频带传输

1、基带传输

基带传输是指在基带信道上直接传输基带信号的方式。所谓基带信号是指由数据或消息直接转换成的原始电信号，基带传输主要用于短距离或有线电系统中。信道信号形成器信道滤波器抽样判决器噪声源基带信号输入基带信号输出数据通信传输方式基带传输与频带传输

2、 频带传输频带传输是包括调制解调过程的传输系统。有时也把用模拟信道传输数字信号的方法称为频带传输，频带传输主要用于长距离或无线电系统中。调制器信道解调器噪声源基带信号输入基带信号输出信道复用技术

多路复用技术是一种将两个或多个彼此独立的信号合并为一个复合信号，在一条公用信道上进行传输的方法，多路复用技术分为频分复用技术、时分复用技术、码分复用技术和波分复用技术。12信道复用技术频分复用

将几路信号中的每路信号都以不同的载波频率进行调制，从而使多路信号同时在一条物理信道上传输的方法称为频分多路复用。信道复用技术时分复用

时分复用是将每一条物理信道按时间分成若干时间片，每路信号按时间片轮流交替地使用单一信道。信道复用技术时分复用时分复用分为：同步时分复用和异步时分（统计时分）复用。

同步时分复用：同步时分复用的每个时间片长度固定且预先指定，因而从各个信号源发送时是固定同步的。

异步时分复用：在异步时分复用中，时间片是按需要动态分配的，提高了传输介质的利用率。时间片与输入装置之间没有一一对应关系，所以数据单元必须包含地址信息，降低了传输效率。

15信道复用技术波分复用波分复用技术（WDM）是一种将光纤信道划分为多个波段，在同一时刻进行多路传送的复用技术。主要用于全光纤组成的计算机网络。WDM是利用衍射光栅来实现多路不同频率光波的合成与分解。在有些WDM中，每个用户分配有两个信道：控制通道和数据通道。在另一些WDM中，每个用户享用控制通道中的一个时隙和一条数据通道。16信道复用技术码分复用

码分复用技术又称码分多址技术（CDMA），是基于码型分割信道，每一个用户分配一个地址码，这些地址码码型互不重叠，以区分每一个用户。

码分复用技术就是用扩频通信中不同码型的扩频码之间相关特性，分配给用户不同的扩频码。

CDMA特点：抗干扰能力强；隐蔽性好。17数据通信交换技术

数据交换技术是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络节点的某种转换方式实现任意两个或多个节点之间数据传输的技术。常用的数据交换技术有线路交换技术、报文交换技术、分组交换技术数据交换目前主要分两大类：电路交换和存储/转发交换。存储/转发交换根据转发数据单元的不同又分为报文交换（massageswitching）和分组交换（packetswitching）和其它一些高速的数据交换技术。18数据通信交换技术电路交换电路交换，就是用户（终端）在呼叫状态时，通过电话系统中的交换设备寻找一条通往被叫用户的物理路由的连接技术。电路交换的通信过程包括三个阶段：

电路建立阶段：通过呼叫信令完成逐个节点的接续过程，建立起一条端到端的电路。数据传输阶段：在已建立的端到端直通电路上传输数据。

电路拆除阶段：完成一次数据传输之后，拆除该电路的连接，释放节点和信道资源。19数据通信交换技术电路交换电路交换的最主要的特点是在一对DTE之间建立起一条专用的数据通路。电路交换的信道利用率很低，因为所建通路上所有被使用的链路在通信期间都被一对DTE所独占，即使是数据间歇期间，也一样占用着。两端收发的速度由用户双方预先做好规定，采用同一速率，因此通信子网不存在流量控制问题。20数据通信交换技术电路交换的通信过程数据通信交换技术报文交换报文交换是由传统的邮递和电报传输方式发展起来的一种交换技术，它将终端设备产生的数据组织成一份报文。所谓报文是指具有完整消息含义的数据单元，例如电报、电子邮件、计算机文件及事务查询应答等。数据传输时是以一份完整的报文为单位，每一个报文由传输的数据和报文头组成，报头中有源地址和目标地址，报文长度不定。22数据通信交换技术报文交换每个交换结点根据报头中的目标地址独立地为报文进行路由选择，传输至下一个结点，并对收到的报文进行处理，通过逐段传输直到目的端。报文交换不必要求交换网为通信的双方预先建立一条专用数据通路，不存在建立电路和拆除电路的过程。23数据通信交换技术报文交换

报文交换在传输过程中只占用其中一段通路，其他路段不被占用，其传输方式为“存储—转发”方式。数据通信交换技术报文交换

在报文传输上，任何时刻一份报文只在一条节点到节点间的点—点链路上传输，每一条链路传输过程都对报文的可靠性负责。其优点：

①不必要求每条链路的数据速率相同，因而也不必要求两端DTE工作于相同的速率；②传输中的差错控制可在各条链路上进行，不必由两端DTE介入，简化了端设备；③由于接力方式工作，一份报文不必占用通路上的所有链路资源。而且，通信双方只要不发送数据，就不占用任何信道资源，提高了网络资源的可共享性。25数据通信交换技术报文交换

报文交换虽然不要求呼叫建立电路和拆除电路的过程，但每一个节点对报文数据存储/转发时间比较长，传输一份报文的总时间并不比采用电路交换短，或许会更长。因此，报文交换不适用于传输实时的或交互式的业务。26数据通信交换技术分组交换分组交换也属于“存储/转发”交换，是以更短的，被规格化了的报文，即“分组”（Packet）为单位进行交换、传输。分组是“一组包含数据和呼叫控制信号（例如地址）的二进制数，把它作为一个整体加以转接。分组交换又可分为数据报分组交换和虚电路分组交换。27数据通信交换技术分组交换1、数据报分组交换数据报方式是将每一个数据分组当作一份独立的报文一样看待，每一个数据分组都包含终点地址的信息，分组交换机（节点机）为每一个数据分组独立地寻找路径，一个完整的报文所包含的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。28数据通信交换技术1、数据报分组交换

为了使节点交换机能为每个分组确定路由，终点用户终端能识别数据报的来源和排列次序，每个数据报中都必须含有源地址、目的地址、序号这些基本信息。A

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数据通信交换技术2、虚电路分组交换报文的源发站在发送报文之前，通过类似于呼叫的过程使交换网建立一条通往目的站的逻辑通路。然后，一个报文的所有分组都沿着这条通路进行存储/转发方式传输。A

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三种交换技术的比较电路交换报文交换分组交换接续时间较长不需要短传输延迟时间短长中传输质量低中高传输速率的任意性支持不支持