、數(shù)據(jù)通信的基本概念?數(shù)據(jù)通信是依照一定的通信協(xié)議，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在兩個終端之間傳遞數(shù)據(jù)信息的一種通信方式和通信業(yè)務(wù)。它可實(shí)現(xiàn)計算機(jī)和計算機(jī)、計算機(jī)和終端以及終端與終端之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。是繼電報、電話業(yè)務(wù)之后的第三種最大的通信業(yè)務(wù)。?在了解數(shù)據(jù)通信之前，先了解三個概念?2.1.1信息、數(shù)據(jù)與信號1、信息的概念?信息是人對現(xiàn)實(shí)世界事物存在方式或運(yùn)動狀態(tài)的某種認(rèn)識。任何事物的存在，都伴隨著相應(yīng)的信息的存在，信息不僅能反映事物的特征、運(yùn)動和行為，而且還能夠借助媒體（如空氣、光波、電磁波等）傳播和擴(kuò)散。信息（Information）是客觀事物屬性和相互聯(lián)系特性的表征，它反映了客觀事物的存在形式和運(yùn)動狀態(tài)。信息一般可以理解為數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。?2、數(shù)據(jù)的概念數(shù)據(jù)是指把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，它能被識別，也可以被描述。一般可以理解為“信息的數(shù)字化形式”或“數(shù)字化的信息形式”。狹義的“數(shù)據(jù)”通常是指具有一定數(shù)字特性的信息，如統(tǒng)計數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)及計算機(jī)中區(qū)別于程序的計算數(shù)據(jù)等。但在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通常被廣義地理解為在網(wǎng)絡(luò)中存儲、處理和傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)字編碼。?數(shù)據(jù)一般可以理解為有意義的實(shí)體。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)是在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是離散的值。?3、信號的概念信號是數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn)，具有確定的物理描述，如電壓、磁場強(qiáng)度等它是信息（數(shù)據(jù)）的一種電磁編碼，具有確定的物理描述，信號中包含了所要傳遞的信息。例如電壓、磁場強(qiáng)度等。信號一般以時間為自變量，以表示信息（數(shù)據(jù)）的某個參量（振幅、頻率或相位）為因變量。?簡單地講就是攜帶信息的傳輸介質(zhì)。在通信系統(tǒng)中我們常常使用的電信號、電磁信號、光信號、載波信號、脈沖信號、調(diào)制信號等術(shù)語就是指攜帶某種信息的具有不同形式或特性的傳輸介質(zhì)。?信號一般可以理解為數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼??信息和數(shù)據(jù)的關(guān)系?數(shù)據(jù)是信息的載體，它是信息的表示形式，可以是數(shù)字、字符、符號等。單獨(dú)的數(shù)據(jù)沒有實(shí)際的含義。數(shù)據(jù)和信息既有區(qū)別又有聯(lián)系，數(shù)據(jù)是獨(dú)立的，雖然數(shù)據(jù)本身并沒有含義，但把數(shù)據(jù)按一定規(guī)則、形式組織起來時，就可以傳達(dá)某種意義，這種具有某種意義的數(shù)據(jù)集合就是信息。??信息、數(shù)據(jù)、信號三者的關(guān)系是：信息一般是用數(shù)據(jù)來表示的，而表示信息的數(shù)據(jù)通常要轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘杹磉M(jìn)行傳遞。2.1.2模擬信號與數(shù)字信號?按照線路上傳輸?shù)碾娦盘栆蜃兞康娜≈凳欠襁B續(xù)可分為模擬信號和數(shù)字信號。??模擬信號是指信號的波高和頻率（每秒的波數(shù)）是連續(xù)變化的信號，如電視圖像信號、語音信號、溫度壓力傳感器的輸出信號等。簡單地說，就是連續(xù)的信號。??數(shù)字信號是指離散的信號，如計算機(jī)使用的由“0”和“1”組成的信號。數(shù)字信號在通信線路上傳輸時要借助電信號的狀態(tài)來表示二進(jìn)制代碼的值。因?yàn)殡娦盘柨沙尸F(xiàn)兩種狀態(tài)，可以分別表示“0”和“1”。簡單的說，就是離散的信號。??模擬信號與數(shù)字信號的關(guān)系?數(shù)字信號與模擬信號的區(qū)別可以這樣描述：數(shù)字信號只包括“開”和“關(guān)”這兩個狀態(tài)。模擬信號則包括從“開”到“關(guān)”之間所有的狀態(tài)，或者說模擬信號記錄了“開”和“關(guān)”之間的全程信息而數(shù)字信號只記錄了“開”和“關(guān)”這兩個狀態(tài)的信息。?在特定的條件下，數(shù)字信號和模擬信號可以互相轉(zhuǎn)換。?2.1.3基帶信號與寬帶信號?基帶信號就是信源（信息源，也稱發(fā)終端）發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制（進(jìn)行頻譜搬移和變換）的原始電信號，就是發(fā)出的直接表達(dá)了要傳輸?shù)男畔⒌男盘?，比如我們說話的聲波就是基帶信號。（如果一個信號包含了頻率達(dá)到無窮大的交流成份和可能的直流成份，則這個信號就是基帶信號。）由于在近距離范圍內(nèi)基帶信號的衰減不大，從而信號內(nèi)容不會發(fā)生變化。因此在傳輸距離較近時，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都采用基帶傳輸方式。如從計算機(jī)到監(jiān)視器、打印機(jī)等外設(shè)的信號就是基帶傳輸?shù)?。大多?shù)的局域網(wǎng)使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)。常見的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)10BaseT使用的就是基帶信號。?簡單地說就是將計算機(jī)發(fā)送的數(shù)字信號“0”或“1”用兩種不同的電壓表示后，直接送到通信線路上傳輸?shù)男盘枴??寬帶信號是基帶信號經(jīng)過調(diào)制后形成的頻分復(fù)用模擬信號。?2.1.4信道及信道的分類?信道是傳輸數(shù)據(jù)的通道，是信號傳輸?shù)谋亟?jīng)之路，包括傳輸媒體和通信設(shè)備。傳輸媒體可以是有形媒體，如電纜、光纖等，也可以是無形媒體，如傳輸電磁波的空間。一般來說，一條通信線路至少包含兩條信道，一條用于發(fā)送的信道和一條用于接收的信道。?通信信道的分類（1）.有線信道和無線信道?⑵.專用信道與公共信道?⑶.模擬信道與數(shù)字信道按照傳輸媒質(zhì)分類有線信道：由固體媒體（如銅線或光纖）傳輸?shù)膶?dǎo)向媒體。無線信道：在自由空間傳輸?shù)姆菍?dǎo)向媒體如短波、微波）。?按照信道的使用方式分類專用信道：兩點(diǎn)或多點(diǎn)之間的線路是固定不變的。如民航系統(tǒng)、金融系統(tǒng)內(nèi)部自己組建的網(wǎng)絡(luò)等。公用信道：通過公用網(wǎng)絡(luò)為廣大用戶提供服務(wù)的信道。如公用電話網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)等。?按傳輸信號的類型分類，信道可以分為數(shù)字信道與模擬信道；?數(shù)字信道是在信道上只能傳輸數(shù)字信號的信道。是用來傳輸離散數(shù)字信號的。離散的數(shù)字信號在計算機(jī)中指由“0”和“1”的二進(jìn)制代碼組成的數(shù)字序列，當(dāng)利用數(shù)字信道傳輸數(shù)字信號時不需要進(jìn)行變換，通常需要進(jìn)行數(shù)字編碼。??模擬信道傳輸?shù)氖窃诜群蜁r間上都連續(xù)變化的模擬信號。模擬信號的電平隨時間連續(xù)變化，語音信號就是典型的模擬信號。如果利用模擬信道傳送數(shù)字信號，則必須經(jīng)過數(shù)字與模擬信號之間的變換（A/D變換器）。調(diào)制解調(diào)器就是完成這種變換的。?2.1.5數(shù)據(jù)通信的技術(shù)指標(biāo)一般通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)歸納起來有以下幾個方面1.有效性。指通信系統(tǒng)傳輸消息的“速率”問題，即快慢問題。2.可靠性。指通信系統(tǒng)傳輸消息的“質(zhì)量”問題，即好壞問題。3.適應(yīng)性。指通信系統(tǒng)適用的環(huán)境條件。4.經(jīng)濟(jì)性。指系統(tǒng)的成本問題。5.保密性。指系統(tǒng)對所傳信號的加密措施。這點(diǎn)對軍用系統(tǒng)尤為重要。6.標(biāo)準(zhǔn)性。指系統(tǒng)的接口、各種結(jié)構(gòu)及協(xié)議是否合乎國家、國際標(biāo)準(zhǔn)。7.維修性。指系統(tǒng)是否維修方便。8.工藝性。指通信系統(tǒng)各種工藝要求。?通信的任務(wù)是快速、準(zhǔn)確地傳遞信息。因此，從研究消息傳輸?shù)慕嵌葋碚f，有效性和可靠性是評價通信系統(tǒng)優(yōu)劣的主要性能指標(biāo)，也是通信技術(shù)討論的重點(diǎn)。至于其它的指標(biāo)，如工藝性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性等不屬本書研究范圍。?通信系統(tǒng)的有效性和可靠性，是一對矛盾。一般情況下，要增加系統(tǒng)的有效性，就得降低可靠性，反之亦然。在實(shí)際中，常常依據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的要求采取相對統(tǒng)一的辦法，即在滿足一定可靠性指標(biāo)下，盡量提高消息的傳輸速率，即有效性；或者，在維持一定有效性的條件下，盡可能提高系統(tǒng)的可靠性。?對于模擬通信來說，系統(tǒng)的有效性和可靠性具體可用系統(tǒng)頻帶利用率和輸出信噪比（或均方誤差）來衡量。?對于數(shù)字通信系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的可靠性和有效性具體可用誤碼率和傳輸速率來衡量。?綜上所述，我們從以下幾個方面來判定數(shù)據(jù)通信的性能指標(biāo)。??傳輸速率是指通信線路上傳輸信息的速度，它是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一。傳輸速率一般有兩種表示方法，即信號速率和調(diào)制速率。?信號速率是指單位時間內(nèi)所傳送的二制位代碼的有效位數(shù)，以每秒多少比特數(shù)計，單位為比特/秒（bit/s），即bps。數(shù)字信號的傳輸速率通常用“比特”來表示。調(diào)制速率是指每秒傳送的脈沖數(shù)，單位為波特（Baud），是指信號在調(diào)制過程中，調(diào)制狀態(tài)每秒鐘轉(zhuǎn)換的次數(shù)。模擬信號的速率通常用“波特”來表示。?注意：“波特”與“比特”的意義是不同的，每一“波特”，即模擬信號的一個狀態(tài)不僅僅表示一位數(shù)據(jù)，而是代表了多位數(shù)據(jù)。??信道帶寬是描述信道傳輸能力的技術(shù)指標(biāo)，它的大小是由信道的物理特性決定的。信道上傳輸?shù)氖请姶挪ㄐ盘?，信道能夠傳送電磁波的有效頻率范圍就是該信道的帶寬，帶寬的單位為赫茲（Hz）。??信道容量信道傳輸數(shù)據(jù)速率的上限，稱為信道的容量。信道容量一般表示為單位時間內(nèi)最多可傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。表現(xiàn)一個信道傳輸數(shù)據(jù)的能力，指通信系統(tǒng)的最大傳輸速率，也就是指信道極限傳輸能力。??信道帶寬與信道容量的關(guān)系一般來說，信道帶寬越寬，數(shù)據(jù)傳輸速率就越快。?2.1.6通信方式通信方式是指通信雙方的信息交互的方式，可分為單工、半雙工和全雙工三種方式。?1.單工通信?單工通信是指數(shù)據(jù)信號僅沿一個方向傳輸，發(fā)送方只能發(fā)送不能接收，接收方只能接收而不能發(fā)送，任何時候都不能改變信號傳送方向。通信雙方設(shè)備中發(fā)送器與接收器分工明確，只能在由發(fā)送器向接收器的單一固定方向上傳送數(shù)據(jù)。采用單工通信的典型發(fā)送設(shè)備如早期計算機(jī)的讀卡器，典型的接收設(shè)備如打印機(jī)。?2.半雙工通信?半雙工通信是指信號可以沿兩個方向傳送，但同一時刻一個信道只允許單方向傳送，即兩個方向的傳輸只能交替進(jìn)行，而不能同時進(jìn)行。通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器，也是接收器，兩臺設(shè)備可以相互傳送數(shù)據(jù)，但某一時刻則只能向一個方向傳送數(shù)據(jù)。例如，步話機(jī)是半雙工設(shè)備，因?yàn)樵谝粋€時刻只能有一方說話。?3?全雙工通信全雙工通信是指數(shù)據(jù)可以同時沿相反的兩個方向作雙向傳輸，全雙工通信需要兩條信道，一條用來接收信息，一條用來發(fā)送信息，因此其通信效率很高。通信雙方設(shè)備既是發(fā)送器，也是接收器，兩臺設(shè)備可以同時在兩個方向上傳送數(shù)據(jù)。例如，電?話是全雙工設(shè)備，因?yàn)殡p方可同時說話。??數(shù)據(jù)交換技術(shù)??通信子網(wǎng)是由若干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和鏈路按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)起來的網(wǎng)絡(luò)。中間的這些交換節(jié)點(diǎn)稱之為交換設(shè)備，這些交換設(shè)備并不處理流經(jīng)的數(shù)據(jù)，而只是簡單的把數(shù)據(jù)從一個交換設(shè)備傳遞到另一個交換設(shè)備，直至達(dá)到目的地。子網(wǎng)是為所有進(jìn)入子網(wǎng)的數(shù)據(jù)提供了一條完整的傳輸路徑的通路，實(shí)現(xiàn)這種數(shù)據(jù)通路的技術(shù)稱之為數(shù)據(jù)交換技術(shù)一般我們按照通信子網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)對進(jìn)入子網(wǎng)的數(shù)據(jù)所實(shí)施的轉(zhuǎn)發(fā)方式的不同來分類，可將數(shù)據(jù)交換的方式分為以下兩大類：?線路交換存儲/轉(zhuǎn)發(fā)式交換?2.4.1線路交換(CircuitSwitching?線路交換也稱為電路交換，是一種直接的交換方式，與電話交換方式的工作過程很類似。兩臺計算機(jī)通過通信子網(wǎng)交換數(shù)據(jù)之前，首先要在通信子網(wǎng)中通過一個一個交換設(shè)備間的線路連接，建立一條實(shí)際的專用的物理通路。線路交換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信需經(jīng)過建立連接、數(shù)據(jù)傳送、釋放連接三個步驟。1.建立鏈接:電路交換在數(shù)據(jù)傳輸之前，必需先建立一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈接。?2.數(shù)據(jù)傳送:在站點(diǎn)A與站點(diǎn)B通過通信子網(wǎng)的物理線路建立連接以后，站點(diǎn)A與站點(diǎn)B就可以通過該連接實(shí)時、雙向地交換信息。?3.釋放鏈接:數(shù)據(jù)傳輸完畢，就要終止電路連接。??典型的例子是電話交換機(jī)，打電話者撥通對方號碼后，在電話交換機(jī)中就有一條線路把兩個號碼對應(yīng)的線路端點(diǎn)連接起來，構(gòu)成一條專用通信信道。通話完畢掛機(jī)，交換機(jī)內(nèi)的線路被拆除。這種交換方式使用的設(shè)備及操作比較簡單，特別適合于遠(yuǎn)距離成批傳輸，建立一次連接就可以傳送大量數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是線路的利用率非常低。??線路交換的優(yōu)、缺點(diǎn)實(shí)時性好，適用于實(shí)時或交互式會話類通信，如數(shù)字語音，傳真等通信業(yè)務(wù)。呼叫時間大大長于數(shù)據(jù)的傳送時間，通信線路的利用率不高，并且整個系統(tǒng)也不具備存儲數(shù)據(jù)的能力，無法發(fā)現(xiàn)與糾正傳輸過程中發(fā)生的數(shù)據(jù)差錯，系統(tǒng)效率較低。對通信雙方而言，必須做到雙方的收發(fā)速度、編碼方法、信息格式和傳輸控制等一致才能完成通信。?2.4.2存儲/轉(zhuǎn)發(fā)(Store-and-forwardSwitching)存儲/轉(zhuǎn)發(fā)式交換是指網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)先將途經(jīng)的數(shù)據(jù)按傳輸單元接受并存儲下來，然后選擇一條適當(dāng)?shù)逆溌忿D(zhuǎn)發(fā)出去。根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)單元的不同，存儲/轉(zhuǎn)發(fā)方式交換又可分為兩類：報文交換分組交換?1.報文交換(MessageSwitching)?報文(message)是一種經(jīng)過包裝的數(shù)據(jù)，即把要發(fā)送的數(shù)據(jù)與發(fā)出地、目的地等有關(guān)信息結(jié)合在一起組成一個報文，報文交換是指網(wǎng)絡(luò)中的每一個結(jié)點(diǎn)先將整個報文完整地接收并存儲下來，然后選擇合適的鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到下一個結(jié)點(diǎn)。每個結(jié)點(diǎn)都對報文進(jìn)行如此存儲/轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的地。在報文交換中，每一個報文由報頭和要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組成，報頭中有源地址和目標(biāo)地址。結(jié)點(diǎn)根據(jù)報頭中的目標(biāo)地址為報文進(jìn)行路徑選擇，并且對收發(fā)的報文進(jìn)行相應(yīng)的處理。?報文交換的特點(diǎn)：?采用報文交換方式時線路利用率較高；收發(fā)雙方不需同時工作，當(dāng)接受方忙碌時，整個網(wǎng)絡(luò)都可以作為它的緩沖;根據(jù)報文的長短或其它特征可以給報文建立優(yōu)先級，使得一些短的、重要的報文能優(yōu)先傳遞。但是延時長，不宜用于實(shí)時通信或交互通信。?報文交換的優(yōu)、缺點(diǎn)：源結(jié)點(diǎn)和目標(biāo)結(jié)點(diǎn)在通信時不需要建立一條專用的通路，與電路交換相比，報文交換沒有建立連接和釋放連接所需的等待和時延。線路的利用率高，任何時刻一份報文只占用一條鏈路的資源，不必占用通路上的所有鏈路資源，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的共享性。數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，每個結(jié)點(diǎn)在存儲轉(zhuǎn)發(fā)中，都進(jìn)行差錯控制，即進(jìn)行檢錯和糾錯。由于每一個結(jié)點(diǎn)都采用了對完整報文的存儲/轉(zhuǎn)發(fā)，因此傳輸時延較長，不適用于實(shí)時或交互式通信。?2.分組交換（PacketSwitching）?報文交換方式產(chǎn)生較大延時的主要原因，除了報文在交換器要進(jìn)行排隊(duì)外，還由于報文傳輸是按串行方式進(jìn)行的。通常，報文本身就可能很長，在傳輸過程中要先將報文存儲起來，僅當(dāng)報文的全部信息都已存入緩沖區(qū)后，才能對它們進(jìn)行處理，再把它們轉(zhuǎn)發(fā)給下一結(jié)點(diǎn)或目標(biāo)終端。?分組交換方式與報文交換方式相比，它采用了較短的格式化信息單位，稱為報文分組（包）。所以分組交換又稱包交換，與報文交換同屬于存儲/轉(zhuǎn)發(fā)式交換，它們之間的差別在于參與交換的數(shù)據(jù)單元長度不同。分組交換不像報文交換以“整個報文”為單位進(jìn)行交換傳輸，而是以更短的、標(biāo)準(zhǔn)的“報文分組”（Packet）為單位進(jìn)行交換傳輸。??根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳輸控制協(xié)議和傳輸路徑的不同，分組交換又可分為兩種方式：?數(shù)據(jù)報分組交換?虛電路分組交換?（1）數(shù)據(jù)報分組交換在數(shù)據(jù)報方式中，每個分組被稱為一個數(shù)據(jù)報（datagram），若干個數(shù)據(jù)報構(gòu)成一次要傳送的報文或數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)報交換方式采用把分組看成一個小報文進(jìn)行單獨(dú)處理。每個數(shù)據(jù)報在傳輸?shù)倪^程中，都要進(jìn)行路徑選擇，各個數(shù)據(jù)報可以按照不同的路徑到達(dá)目的地，因此，各數(shù)據(jù)報不能保證按發(fā)送的順序到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)，有些數(shù)據(jù)報甚至還可能在途中丟失。在接收端，再按分組的順序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)報組重新合成一個完整的報文。??數(shù)據(jù)報分組交換的特點(diǎn)：每個分組都必須帶有數(shù)據(jù)、源地址和目的地址，其長度受到限制，一般為2000比特以內(nèi)，典型長度為128個字節(jié)。同一報文的分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)，到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失現(xiàn)象。傳輸延遲較大，適用于突發(fā)性通信，不適用于長報文、會話式通信。（2）虛電路分組交換虛電路方式結(jié)合了數(shù)據(jù)報方式與線路交換方式的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)交換效果。虛電路是為了傳送某一報文而設(shè)立和存在的，它是兩個用戶結(jié)點(diǎn)在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過通信網(wǎng)絡(luò)建立的一條邏輯上的連接，所有分組都必須沿著事先建立的這條虛電路傳輸，用戶在不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時清除該連接。整個通信過程分為三個階段：虛電路的建立、數(shù)據(jù)傳輸、虛電路的釋放三個步驟。??數(shù)據(jù)報分組交換的特點(diǎn)：虛電路在每次報文分組發(fā)送之前，必須在源結(jié)點(diǎn)與目的結(jié)點(diǎn)之間建立一條邏輯連接。報文分組不必帶目的地址、源地址等輔助信息，只需要攜帶虛電路標(biāo)識號。報文分組到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)時也不會出現(xiàn)丟失、重復(fù)或亂序的現(xiàn)象。報文分組通過每個虛電路上的結(jié)點(diǎn)時，結(jié)點(diǎn)只需要做差錯檢測，而不需要做路徑選擇。?（3）分組交換與報文交換相比的優(yōu)點(diǎn)分組交換比報文交換減少了時間延遲。因?yàn)?，?dāng)?shù)谝粋€分組發(fā)送給第一個結(jié)點(diǎn)后，接著可發(fā)送第二個分組，隨后可發(fā)送其他分組，這樣多個分組可同時在網(wǎng)中傳播，總的延時大大減少，網(wǎng)絡(luò)信道的利用率大大提高。分組交換把數(shù)據(jù)的最大長度限制在較小的范圍內(nèi)，這樣每個結(jié)點(diǎn)所需要的存儲量減少了，有利于提高結(jié)點(diǎn)存儲資源的利用率。數(shù)據(jù)出錯時，只需要重傳錯誤分組，而不要重發(fā)整個報文，這樣有利于迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯，大大減少每次傳輸發(fā)生錯誤的概率以及重傳信息的數(shù)量。易于重新開始新的傳輸?？勺尵o急報文迅速發(fā)送出去，不會因傳輸優(yōu)先級較低的報文而堵塞。?????????????????（4）三種交換技術(shù)的比較交換方式項(xiàng)目線路交換報文交換分組交換接續(xù)時間較長較短較短傳輸延時短長短傳輸可靠性較高較高高過載反應(yīng)拒絕接受呼叫節(jié)點(diǎn)延時增長采用流控技術(shù)線路利用率低高高實(shí)時性業(yè)務(wù)適用不適用適用實(shí)現(xiàn)費(fèi)用較低較高較高傳輸帶寬固定帶寬動態(tài)使用帶寬動態(tài)使用帶寬?2.5數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)2.5.1基帶傳輸技術(shù)??基帶就是指基本頻帶，即數(shù)字信號占用的基本頻帶。在數(shù)據(jù)通信中，表示計算機(jī)二進(jìn)制比特序列0和1的數(shù)字信號是典型的矩形脈沖信號，該矩形脈沖信號的固有頻帶稱為基帶，矩形脈沖信號稱為基帶信號?；鶐鬏斒侵冈谕ㄐ啪€路上原封不動地傳輸由計算機(jī)或終端產(chǎn)生的0或1數(shù)字脈沖信號。這樣一個信號的基本頻帶可以從直流成分到數(shù)兆赫，頻帶越寬，傳輸線路的電容電感等對傳輸信號波形衰減的影響就越大。一般用于傳輸距離較近的數(shù)字通信系統(tǒng)，如基帶局域網(wǎng)系統(tǒng)，傳輸電路為非加感的實(shí)回線，如架空明線、雙絞線、對稱電纜等。?基帶傳輸?shù)奶攸c(diǎn)信道簡單，成本低?；鶐鬏斦紦?jù)信道的全部帶寬，任何時候只能傳輸一路基帶信號，信道利用率低。2.5.2頻帶傳輸技術(shù)1.頻帶傳輸?shù)亩x頻帶傳輸，有時也稱寬帶傳輸，是指將數(shù)字信號調(diào)制成音頻信號后再發(fā)送和傳輸，到達(dá)接收端時再把音頻信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號。我們將這種利用模擬信道傳輸數(shù)字信號的方法稱為頻帶傳輸技術(shù)。是利用模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是一種比較普遍的通信方式。?頻帶傳輸將代表二進(jìn)制數(shù)據(jù)的“1”和“0”信號，通過調(diào)制解調(diào)器變成具有一定頻帶范圍的模擬信號進(jìn)行傳輸。典型的例子就是電話電路，其特性是帶通型，一般頻率范圍為300?3400Hz，基帶信號不能通過，所以要采取措施把基帶信號調(diào)制解調(diào)到電話電路的頻帶范圍內(nèi)傳輸，頻帶傳輸可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信時，經(jīng)常借助于電話線路，此時就需要利用頻帶傳輸方式。采用頻帶傳輸時，調(diào)制解調(diào)器（Modem）是最典型的通信設(shè)備，要求在發(fā)送和接收端都要安裝調(diào)制解調(diào)器，?2.5.3多路復(fù)用技術(shù)?多路復(fù)用是指把許多個單個信號在一個信道上同時傳輸?shù)募夹g(shù)。在采用多路復(fù)用技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，允許兩個或多個數(shù)據(jù)源共享同一個傳輸介質(zhì)，把若干個彼此無關(guān)的信號合并為一個在一個共用信道上進(jìn)行傳輸，就像每一個數(shù)據(jù)源都有自己的信道一樣。??多路復(fù)用一般可分為以下三種基本形式：頻分多路復(fù)用（FDM）時分多路復(fù)用（TDM）波分多路復(fù)用（WDM）?1.頻分多路復(fù)用（FDM）?在物理信道的可用帶寬超過單個原始信號所需帶寬情況下，可將該物理信道的總帶寬分割成若干個與傳輸單個信號帶寬相同（或略寬）的子信道，每個子信道傳輸一路信號，這就是頻步分多路復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing）。為了防止互相干擾，使用保護(hù)帶來隔離每一個通道。FDM的基本原理：多路數(shù)字信號被同時輸入到頻分多路復(fù)用編碼器中，經(jīng)過調(diào)制后，每一路數(shù)字信號的頻率分別被調(diào)制到不同的頻帶，這樣就可以將多路信號合起來放在一條信道上傳輸。接收方的頻分多路復(fù)用解碼器再將接收到的信號恢復(fù)成調(diào)制前的信號。?2、時分多路復(fù)用（TDM）若媒體能達(dá)到的位傳輸速率超過傳輸數(shù)據(jù)所需的數(shù)據(jù)傳輸速率，可采用時分多路復(fù)用TDM（TimeDivisionMultiplexing）技術(shù)，即將一條物理信道按時間分成若干個時間片輪流地分配給多個信號使用。每一時間片由復(fù)用的一個信號占用，這樣，利用每個信號在時間上的交叉，就可以在一條物理信道上傳輸多個數(shù)字信號。TDM的基本原理：將信道用于傳輸?shù)臅r間劃分為若干個時間片，給每個用戶分配一個或幾個時間片，使不同信號在不同時間段內(nèi)傳送。在用戶占有的時間片內(nèi)，用戶使用通信信道的全部帶寬來傳輸數(shù)據(jù)。3.波分多路復(fù)用（WDM）WDM的基本原理：不同的信號使用不同波長的光波來傳送數(shù)據(jù)，在傳送端，兩根光纖連到一個棱柱或衍射光柵，每根光纖里的光波處于不同的波段上，這樣兩束光通過棱柱或衍射光柵合到一根共享的光纖上，到達(dá)目的地后，再將兩束光分解開來。?2.6數(shù)據(jù)編碼技術(shù)?數(shù)據(jù)編碼：把有限個狀態(tài)（數(shù)值）轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼（二進(jìn)制）的過程，也稱為信源編碼。2.6.1數(shù)據(jù)編碼的類型根據(jù)數(shù)據(jù)通信類型的不同，通信信道可分為兩類：模擬信道和數(shù)字信道。相應(yīng)的，數(shù)據(jù)編碼的方法也分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼。?網(wǎng)絡(luò)中基本的數(shù)據(jù)編碼方式歸納如下：??2.7差錯控制技術(shù)??傳輸差錯是指通過通信信道傳輸后接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。由于任何通信信道總是不可避免地存在一定程度的噪聲干擾，這些噪聲的干擾可能導(dǎo)致傳輸差錯的產(chǎn)生，如圖所示。通信信道的噪聲分為兩類：一類是熱噪聲，另一類是沖擊噪聲。??差錯控制編碼就是對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)字信號進(jìn)行抗干擾編碼，目的是為了提高數(shù)字通信系統(tǒng)的容錯性和可靠性；??其基本做法是在發(fā)送端被傳輸?shù)男畔⒋a元序列中，以一定的編碼規(guī)則附加一些校驗(yàn)碼元，接收端利用該規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)的譯碼，譯碼的結(jié)果有可能發(fā)現(xiàn)差錯或糾正差錯;?在差錯控制碼中，檢錯碼是指能自動發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)差錯的編碼，糾錯碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯而且能夠自動糾正差錯的編碼；??檢錯和糾錯能力是用信息量的冗余和降低系統(tǒng)的效率為代價來換取的。2.7.1差錯產(chǎn)生的原因與差錯類型1.差錯產(chǎn)生的原因信號在物理信道上的線路本身的電氣特性隨機(jī)產(chǎn)生的信號幅度、頻率、相位的畸形和衰減。相鄰線路之間的串線干擾。大氣中的閃電、電源開關(guān)的跳火、自然界磁場的變化以及電源的波動等外界因素。電氣信號在線路上產(chǎn)生反射噪聲的回波效應(yīng)。?2.差錯的類型傳輸中的差錯都是由噪聲引起的。噪聲有兩大類，一類是信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲；另一類是由外界特定的短暫原因所造成的沖擊噪聲。?熱噪聲熱噪聲由傳輸介質(zhì)導(dǎo)體的電子熱運(yùn)動產(chǎn)生，它是一種隨機(jī)噪聲，所引起的傳輸差錯為隨機(jī)差錯。這種差錯的特點(diǎn)是所引起的某位碼元的差錯是孤立的，與前后碼元沒有關(guān)系。它導(dǎo)致的隨機(jī)錯誤通常較少。??沖擊噪聲沖擊噪聲是由外界電磁干擾引起的，與熱噪聲相比，沖擊噪聲幅度較大，是引起傳輸差錯的主要原因。沖擊噪聲所引起的傳輸差錯為突發(fā)差錯，這種差錯的特點(diǎn)是前面的碼元出現(xiàn)了錯誤，往往會使后面的碼元也出現(xiàn)錯誤，即錯誤之間有相關(guān)性