【网络实用技术】第二课 网络通信基础

数据通信模型

1946年由香农提出
通信系统是由硬件、软件和传输数据的通信线路组成
基本模型:信源->交换器->信道->反变换器->信宿
         变换器:将信源信息转换为适合在信道上传播的信号

在信道中传输时会受到噪声干扰,交换器还需考虑噪声,以及信源发出的到底是模拟信号还是数字信号

基本概念

模拟通信系统和数字通信系统(根据分别对应模拟信道和数字信道来区分)

模拟通信系统

  • 模拟数据用模拟信道传输:原始信号处理后才适合媒体传输
  • 数字数据用模拟信道传输:使用调制器和解调器将模拟信号和数字信号相互转换

数字通信系统

  • 数字数据用数字信道传输:信道编码器和信道译码器(便于就错,提高可靠性)
  • 模拟数据用数字信道传输:在信道编码器前使用信源编码器来讲信源模拟数据数字化,在信道译码器后加信源译码器模拟化

数据与信号的转换(四种)

数字数据的模拟信号编码

调频键控调制(FSK)

模拟数据的数字信号编码

PCM脉冲编码调制(最基本方法)

具体操作内容:采样、量化、编码

  • 采样:奈奎斯特采样定理 如果信号是带限的,并且采样频率大于信号带宽的2倍,那么,原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来
  • 量化:量化位数=log2量化等级

通信信道与带宽

物理信道与逻辑信道

物理信道:传输介质+通信设备
逻辑信道:建立在物理信道只上、构成两个节点之间的通信链路(连接)

带宽

概念:是信道传输能力的度量

模拟信道的带宽

最高频率与最低频率之差(话音300-3400Hz)

数字信道的带宽

每秒能传送的最大比特数(Kbps、Mbps)

传输速率

每秒传送构成数据代码的二进制比特数
最大数据传输速率与信道带宽成正比
影响速率的因素:拥塞、通信介质、硬件设备的质量(如路由器、交换机)

数据通信方式

数据传输方向

单工通信(单向)
半双工通信(不能同时)
全双工通信

数据传递方式

并行传输:快、相互影响对信道要求高,计算机内部
串行传输:对信道要求低、慢,网络上传输
数据的串/并行转换:网卡

数据传输的同步方式

串行传输的问题:如何协调发送和接受的同步(即解决发送接收的同步问题、确定开始和结束的时间)
方式:同步传输、异步传输

* 异步传输:传输数据块,每个字符包含起始位 * 同步传输:要保证频率一致(比特重读和漏读、时间上的滑动)

多路复用技术

概念:在一条物理线路上同时建立多条通信信道(可分别携带多个传输信号)的方法来提高传输系统的利用率
通过多路复用器

数据交换技术

分类:线路交换、报文交换、分组交换

线路交换

线路建立->数据传输->线路释放
使用位置:电话网

报文交换

报文:是有完整源地址、目的地址信息和数据集的逻辑单位,是站点一次发送的数据块,其长度不限且可变
中间结点可进行差错校验和代码转换但是网络时延大
使用位置:电报系统和早期局域网

分组交换

与报文相似,但分成短而长度标准的分组包传送
分组有独立的地址信息,通过存储转发及寻址技术独立地进行传输,到目的端后再进行重组的存储转发交换
使用位置:最广泛,英特网就是分组交换技术

传输介质

有线传输介质:金属导体、光纤
无线传输介质:无线电、短波、微波、卫星、光波 

有线介质

  • 双绞线
    屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线(STP、UTP)
  • 同轴电缆
    传输模拟信号和数字信号、电视节目传送、长途电话传送
  • 光纤
    长距离、高速率;单模、多模

无线介质

按频谱范围分类

通信网简介

ADSL—非对称数字用户线

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