通信工程师考试：通信专业实务-互联网技术-第1和2章

第一章数据通信基础本章介绍如下知识数据通信的基本概念数据信号的传输方式数据交换方式多路复用与多址通信差错控制方法1.1数据通信的基本概念传输系统源发送器源系统接收器目标目标系统LANWAN802.3802.4802.5FDDIPSDNATMISDNDDN通信系统模型数据通信与数字通信•数据通信是在信源与信宿之间进行信息交流。•用模拟信道进行的数据通信称为模拟数据通信。（模拟信号）•用数字信道进行的数据通信称为数字数据通信。（数字信号）1.1数据通信的基本概念1.1.1数据传输速率数据传输速率是衡量数据通信系统传输能力的主要指标，通常有三种定义方式：（1）码元速率定义每秒传输的码元数，单位波特（Bd）。（2）数据传信速率定义每秒传输二进制码元的数目，单位比特/秒（bit/s）。（3）数据传送速率定义单位时间内数据传输系统中的相应设备之间实际传送的比特、字符或码组平均数，单位分别是比特/秒、字符/秒或码组/秒。1.2数据传输方式1.2.1并行传输与串行传输并行传输指的是数据以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。常用的就是将组成一个字符的几位二进制码，分别在几条并行信道上同时进行传输。例如，若字符采用8位二进制数进行编码，则可用8条信道同时传输这8位码。图1-1并行传输1.2数据传输方式串行传输指的是数据流以串行方式，在一条信道上传输。例如，组成一个字符的8位二进制码，由高位到低位顺序排列，再接下一个字符的8位二进制码，这样串接起来形成串行数据传输。图1-2串行传输1.2数据传输方式1.2.2异步传输与同步传输异步传输一般以字符为单位，即把各个字符分开传输，字符之间插入同步信息。无论字符采用几位二进制进行编码，在发送每一字符代码时，前面均加上一个起始位，极性为“0”，即空号的极性；字符代码后面均加上一或两位停止位，极性都为“1”，即与信号极性相同。图1-3异步传输1.2数据传输方式同步传输一般以数据块（帧）为单位，数据块可能是字符的集合，也可能是一串无结构的位，即同步传输又分为面向字符的同步传输和面向位流的同步传输。无论哪种方式，在发送前每数据块的前后都需加上同步控制数据：同步字符或同步位序列。图1-4同步传输1.2数据传输方式1.2.3数据通信方式（1）单工通信数据只能沿着一个固定的方向传输。发送机接收机图1-4（a）单工通信1.2数据传输方式（2）半双工通信数据可沿着两个方向传输，但同时只能沿一个方向传输。发送机接收机接收机发送机开关开关图1-4（b）半双工通信1.2数据传输方式（3）全双工通信数据可同时沿两个方向进行传输。图1-4（c）全双工通信1.2数据信号的传输方式1.2.4基带传输和频带传输数据传输时，对线路频带资源的使用方式有两种：基带传输与频带传输。基带传输在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输;在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如：曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号;基带传输是一种最基本的数据传输方式。频带传输利用模拟信道传输数据信号的方法，对多路信号采用不同的载波频率进行调制，每一路信号占用一定宽度的频带资源，在同一条通信线路上可同时传送多路信号，这样在远距离通信时有利于节约线路资源。调制解调器（modem）是频带传输中最典型的通信设备。1.3数据交换方式常用的数据交换技术有:电路交换报文交换分组交换1.3数据交换方式1.3.1电路交换电路交换是最早使用的数据交换方式。电路交换的工作过程分为三个阶段：连接（电路、链路）建立、数据传输和连接释放。1．连接建立2．数据传输3．连接释放1.3数据交换方式1.3.2报文交换报文是数据传输的单位，即站点一次性要发送的数据块，长度不限且可变。报文交换采用存储-转发的数据传输机制。1.3数据交换方式1.3.3分组交换分组交换也称包交换，它是目前应用最广泛的数据交换技术。分组交换通常有两种方式：数据报方式和虚电路方式。1.数据报数据报方式传输数据时无须建立和释放连接，当传输少量数据时非常灵活且效率高。2.虚电路虚电路方式传输数据时须建立和释放虚电路，当传输少量数据时不够灵活且效率低。1.3数据交换方式表1-1数据交换技术的比较1.4多路复用与多址通信多路复用:将若干彼此独立的信号合并为一个可在同一信道上传输的复用信号方法。分类：频分复用（FDM）时分复用（TDM）空分复用（SDM）波分复用（WDM）图1-5多路复用示意图1.4多路复用与多址通信“复用”与“多址”“复用”和“多址”是容易混淆的概念，“复用”是两点之间的不同信号通过复用实现的通信；“多址”是不同地点（常称为多址）的信号通过复用实现多点之间的通信。多址分类：频分多址（CDMA）时分多址（TDMA）空分多址（SDMA）码分多址（CDMA）混合多址（频分多址/时分多址、码分多址/频分多址）1.4多路复用与多址通信1.4.1频分复用原理：整个传输频带被划分为若干个频率通道，每个用户占用一个频率通道，频率通道之间留有防护频带。图1-6（a）频分复用1.4多路复用与多址通信1.4.2时分复用原理：把时间分割成小的时间片，每个时间片分为若干个通道（时隙），每个用户占用一个通道传输数据。图1-6（b）时分复用1.4多路复用与多址通信1.4.3码分多址复用码分复用：利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信号码组中的所需信号，因此也称为正交复用。图1-6（c）码分复用1.4多路复用与多址通信1.4.4波分复用波分复用：在同一根光纤信道上传输多路不同波长的光信号，以提高光纤的利用率，波分多路复用用于光信号传输。图1-6（d）波分复用1.5差错控制方法1.5.1差错类型噪声的类型不同，引起的差错类型也不同，一般分为以下两类差错：（1）随机差错。差错是相互独立、互补相关的；（2）突发差错。指成串出现的错码，错码与错码之间有相关性。1.5.2差错控制方式（1）前向纠错；（2）检错重发；（3）反馈校验；（4）混合纠错。差错控制的根本措施是采用抗干扰编码，或称为纠错编码。第二章数据通信网本章介绍如下知识数据通信网的基本概念分组交换网DDN帧中继ATM数据通信网数据通信网是由数据终端、传输、交换和处理等设备组成的体系，用于数据信息的传输、交换与处理，并尽可能提高网内各种设备的利用率，以获得网内资源（包括通信线路、硬件、软件数据库等）的共享。分组交换网分组交换网由分组交换机、连接这些交换设备的链路、远程集中器，分组装拆设备、网络管理中心（NMC：NetworkManagementCenter）等组成。分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种转接交换机容量大、线路端口数多、具有路由选择功能，主要与其他交换机互连。本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由选择功能。其他分组网NMCNTRCUPTRCUNTPTNT：非分组型终端PT：分组型终端RCU：远程集中器NMC：网管中心高速线路高速或中速线路本地交换机转接交换机一级骨干网不完全网状连接分组交换网络结构分组交换网的基本业务交换虚电路：类似于电话电路，两个终端通信前先用呼叫程序建立虚电路，然后发送数据，通信结束后拆除虚电路。永久虚电路：类似于专线，两个终端在合同期内一直保持逻辑虚电路连接，通信时无需呼叫建立和拆除过程。X.25协议分为三层，对应OSI模型的下三层：物理层数据链路层分组层分组交换网协议X.25数字数据网DDNDDN（DigitalDataNetwork）是采用数字信道来传输信号的数据传输网。可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络来连接、传递各种数据业务，为用户提供专用的数字数据传输通道。DDN为用户提供的数据信道是专用的，类似于专线。DDN的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础。帧中继帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术，沿用X.25的数据链路层帧格式。简化了分组交换中使用的X.25协议，取消了网内逐段的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行。提供交换虚电路和永久虚电路业务，但主要是永久虚电路业务。帧中继只用到物理层和数据链路层。帧中继接入方式局域网接入方式：通过网桥或路由器接入。计算机接入方式：通过FRAD设备。用户帧中继交换机接入方式：通过UNI规程。帧中继业务大批量数据通信。文件传送。为多个用户提供复用传送。交互数据。局域网互联。ATM（异步转移模式）B-ISDN：宽带综合业务数字网，核心技术是ATM。ATM是一种基于分组的信息复用、交换和传输技术，把信息分成固定长度（53字节）的信元，其中信元头占5字节。ATM网络中的分组就是信元。ATM是一种统计复用技术，又叫异步时分复用技术。ATM是面向连接的分组交换技术，分为交换虚连接（SVC）和永久虚连接（PVC）。ATM协议参考模型ATMPHY物理层高层用户面高层AAL适配层SAAL控制面管理面面管理层管理ATM参考模型三面。用户面：提供用户信息的传送控制面：提供呼叫和连接的控制功能管理面层管理：实现网络资源和协议参数的管理面管理：提供网络相关的管理和协调功能四层物理层，ATM层，ATM适配层，高层。