1、 计算机网络讲义 第 1 页Chapter 1 计算机网络概论1.1 计算机网络在信息时代的作用一、信息时代的特征数字化、网络化、信息化二、网络发展趋势三网合一(电信网络、电视网络、计算机网络)三、信息基础设施建设NII(National Information Infrastructure)、GII1.2 计算机网络的产生与发展1.2.1 计算机网络的产生与发展一、面向终端的以单计算机为中心的联机系统通信技术与计算机技术的结合二、计算机-计算机网络分组(包)交换网络1交换的概念按照某种方式动态地分配传输线路的资源。2电路交换的缺点3Packet-Switching Store-and-For
2、ward 特点：高效、灵活、迅速、可靠时间延迟、开销(报头)4电路交换、报文交换、分组交换的比较三、Standard NetworkISO/OSI RM(Open Systems Intercon-nection Reference Model)IEEE 802(局域网标准)TCP/IP1.2.2 什么是计算机网络一、计算机网络的定义为了资源共享和相互通信而用通信介质连接起来的具有自主运行能力的计算机系统的集合。1Transmission Media：有线（同轴电缆、双绞线、光纤） 、无线（红外线、激光、微波）2Characters：各计算机身份平等，无主从关系。二、与分布式计算机系统的区别1
3、Distributed System：CPU 距离近，用并行总线连接；在操作系统协调下各 CPU 协作运行2Computer Network：CPU 耦合松散，串行电缆连接，速度慢；各计算机同时、独立运行三、与多终端分时系统的区别1多终端系统：终端无数据处理能力，分时共享主机 CPU2Computer Network：工作站有自己的操作系统，具有数据处理能力，可以相对独立地运行公用电话网T M M PSTN 前端机 计算机T M M发展演变：线路控制器 多重线路控制器 前端机(局域网中是网卡)注：终端一侧可以使用集中器图 1-1 面向终端的联机系统Host HostHost Host Host
4、 Host Host路由器/网关图 1-2 分组交换网计算机网络讲义 第 2 页1.2.3 因特网时代一、 第一阶段1 1969 年：单一的 ARPANET2 1983 年：引入 TCP/IP，划分为 ARPANET 和 MILNET3 1990 年：ARPANET 关闭二、 第二阶段三级结构的因特网(主干网、地区网、校园网)1 1986 年 NSF(National Science Foundation)建成 NSFNET，56kb/s，收费2 1989 年：T1 速率(1.544Mb/s)3 1993 年：T3 速率(45 Mb/s)三、 第三阶段多级结构的因特网1 结构第一级：NAP第二
5、级：主干网第三级：地区 ISP(Internet Service Provider)第四级：本地 ISP第五级：园区网络2 速率1996 年：155Mb/s1999 年：2.5Gb/s3 World Wide Web(WWW)1993 年：CERN(欧洲粒子物理实验室)开发，使用 HTTP 协议和浏览器(Browser)1.2.4 因特网的标准化RFCRequest For Comment一、 组织机构1 因特网协会 ISOC(Internet Society),1992 年，职能是全面管理2 因特网体系结构委员会 IAB(Internet Archtecture Board)技术组织(1)
6、因特网工程部 IETF(Internet Engineering Task Force)标准制订由 IESG(Internet Engineering Steering Group)管理(2) 因特网研究部 IRTF(Internet Research Task Force)理论研究由 IRSG(Internet Research Steering Group)管理二、 标准制订过程1. 因特网草案(Internet Draft)2建议标准(Proposed Standard)3草案标准(Draft Standard)4因特网标准(Internet Standard)1.2.5 计算机网络在我
7、国的发展一、发展1989 年：CNPAC1993 年：CHINAPAC1994 年 4 月：接入 Internet(64kb/s 专线)1994 年 9 月：CHINANET 启动二、建成的网络CHINANET、CERNET、CSTNET、UNINET、CNCNET、CIETNET、CMNET、CGWNET、CSNET1.3 计算机网络的功能和类型计算机网络讲义 第 3 页1.3.1 The Functions of Computer Networks(计算机网络的功能)一、Data Communication：FTP，E-mail，Telnet、WWW、BBS 等二、资源共享：程序、数据、硬
8、件（打印机、硬盘等）共享三、分布式处理：在分布式操作系统支持下，各计算机协作执行大型任务四、提高系统的可靠性1.3.2 The Type of Computer Networks(计算机网络的类型)一、按网络的覆盖范围划分1Local Area Networks（LANs）：几公里范围，数据传速可达 10Mbps、100Mbps、1000Mbps2Metropolitan Area Network（MAN）：一二百公里范围内，一般用光纤做传输介质3Wide Area Network（WAN）：国家、洲际、世界范围，速度可达 155Mbps、622Mbps4Access Network(AN)：
9、最后一公里二、按信息的交换方式划分1Circuit-Switching(线路交换)：类似电话系统，在收、发方之间建立专用的通信链路2Packet Switching：采用“store-and-forward”方式交换数据。这种方式又分为：(1) Datagram(Connectionless Service)：采用“存储转发”方式，分组不保序 数据报 证实交付(可靠的数据报)要求服务层对上层的报文/分组进行证实 请求回答要求接收方对每个报文/分组进行确认(2) Virtual Circuit(Connection-oriented Service):收发方建立专用的通信链路，分组保序三、按网络
10、的拓朴结构划分按拓扑可把网络划分为总线结构网络、树形(星形)结构网络、环形结构网络、网状结构网络。1Bus topology：各计算机挂挂接在一根公用的输介质上，分时共享传输介质2Star(Tree) topology：各计算机分别与中央节点（计算机）连接，呈辐射状3Ring Topology：传输介质为闭合回路，各计算机通过接口连接在传输介质上4网状结构：一般为不规则的网状结构，用于广域网中因为共享公用的传输介质，总线、星型、环型结构网络中存在如何分配介质使用权的问题。广域网采用网状结构，存在着如何为所传输的信息选择路径的问题。四、按使用范围划分1Public Network(公用网络)2P
11、rivate Network(专用网络)1.4 计算机网络的主要性能指标1.4.1 带宽(bandwidth)一、带宽的概念通信线路允许通过的信号的频率范围，单位是赫兹(Hz)二、数字信道的带宽数据速率，单位是 b/s1.4.2 时延(delay/latency)一、 时延的概念一个报文(分组)从网络(链路)一端传送到另一端的时间a. Bus b. Star c. Ring d. IrregularFig 1-3 Network Topology计算机网络讲义 第 4 页二、 时延的组成1发送时延：数据块长度/信道带宽2传播时延：信道长度/电磁波在信道中的传播速率3处理时延：分组在交换节点中存
12、储转发处理花费的时间1.4.3 时延带宽积和往返时间一、 时延带宽积=传播时延*带宽二、 往返时延(Round-Trip Time)发送数据开始到收到接收方确认所经历的时间1.5 计算机网络的组成从功能上把网络分为通信子网和资源子网两部分。通信子网实现数据传输功能；资源子网面向用户，提供、管理并支持网络资源共享。1.5.1 Communication Subnet(通信子网)Includes Transmission media、Network adapter、Modem、Repeater、Bridge、Router and Gatway。一、Transmission Media(传输介质)1
13、Wire Media(有线介质) Coaxial Cable(同轴电缆)-细缆、粗缆 Twisted Pair(双绞线)-STP(屏蔽双绞线)、UTP(非屏蔽双绞线)10 BASE-T 标准-10Mbps，Baseband，100m/Segment，T-Twisted Pair Optical Fiber(光纤)FDDI2. Wireless media(无线介质) Infrared Rays(红外线) Laser(激光) Microwave(微波)二、Repeaters(中继器)再生放大数字信号，扩大网络覆盖范围三、Hubs(集线器)也叫做集中器，用于星型结构的网络，通过双绞线连接各计算机四
14、、网络互连设备1. Bridges(网桥)用于连接同构局域网，扩大网络的覆盖范围，减小网络信息流量2Routers(路由器)主要作用是路径选择，一般用于与广域网的连接3 Gateway(网关)功能是实现不同网络协议之间的转换，用于不同类型的网络五、Modem把数字信号转换为模拟信号，或把模拟信号转换为数字信号(拨号方式上网)1.5.2 Resource Subnet(资源子网)由各种服务器、客户机（工作站） 、打印机等组成。一、Hosts即网络中的计算机以服务器或客户机（工作站）的形式出现。二、Other hardwerePrinters and 存储设备等。三、Network softwer
15、e1. Network Operating System(NOS：网络操作系统)管理网络中的软硬件资源，支持资源共享和网络通信，如 NetWare、Windows NT、UNIX 等。2Communication Softwere(通信软件)(1) Browsers：支持用户在 WWW 网络中浏览多媒体信息，查询信息(2) FTP：从网络中下载文件，或向网络中上传文件(3) Telnet：使用户计算机成为网络中主机的终端四、Network Database Systems(网络数据库系统)管理文本及多媒体数据，支持用户查询数据库中的信息。计算机网络讲义 第 5 页1.5 Computer Ne
16、twork Architecture(计算机网络体系结构)1.5.1 计算机网络体系结构的形成一、Protocols(协议)通信双方应共同遵守的规则和约定。协议三要素:1. Syntax（语法）Includes such things as data formation and signal levels2. Semanttics(语义)Includes control information for coordination and error handling3. Timing(时序)Includes speed matching and sequencing二、Network Archi
17、tecture(网络体系结构)实现通信功能的硬件和相应软件的逻辑功能的层次划分及其协议的集合，叫做网络体系结构。三、The development of Network Architecture(网络体系结构的发展)1ARPANET(1969 年)2IBM SNA(1974 年) and DEC DNA3ISO OSI/RM(1983 年) Opne System Interconnection Reference Model4IEEE 8025TCP/IP(工业标准)1.5.2 划分层次的必要性一、各层之间独立，可灵活实现，易于维护各层的主要功能：连接建立和释放、差错控制、流量控制、分段和重
18、装、复用和分用。二、易于标准化1.5.3 开放系统互连参考模型(OSI/RM)一、The concept of open system(开放系统的概念)遵循网络互联协议标准的实系统；系统网络互连部分。二、The Reference Models of Open Systems Interconnection(ISO OSI/RM)ISOInternational Standards OrganizationHost A(端开放系统) Host B(端开放系统)Application A 层协议 应用层 APresentation P 层协议 表示层 PSession S 层协议 会话层 STr
19、ansport T 层协议 传输层 TNetwork N N 网络层 NData Link DL DL DL 数据链路层 DLPhysical PH PH PH 物理层 PH通信子网中继开放系统 中继开放系统 中继开放系统图 1-4 OSI/RM三、The Layers of OSI/RM(各层概述)(一) Physical Layer(物理层)1. DTE and DCE(1) Data Terminal Equipment(DTE：数据终端设备)(2) Data Circuit Terminal Equipment(DCE：数据电路端接设备)2. Physical Layer functi
20、ons(物理层功能)(1) 物理链接的建立与拆除(2) 物理数据单元的传输计算机网络讲义 第 6 页(3) 物理层管理(功能激活、差错控制等)3. Services of Physical Layer(物理层提供的服务)(1)物理链接(点-点连接、多点连接、动态连接、永久连接等)(2)物理服务数据单元(3)顺序化处理(与发送的顺序一致)(4)数据电路标识(5)故障情况报告(6)服务质量指标(二) Data Link Layer(数据链路层)1. 数据链路层的功能与服务(1) 数据链路的建立与释放(2) 数据链路数据单元的封装(3) 帧同步(4) 帧顺序和流量控制(5) Error Contro
21、l(差错控制)2. 数据链路层协议(1) 面向字符的通信规程不是起止式的单个字符传输，而是把若干字符组成一个信息块帧。(2) 面向比特的通信规程 HDLC(高级数据链路控制规程)(三) The Network Layer(网络层)1网络层的功能(1) 网络连接的建立与拆除(2) 路径选择和中继(3) 网络连接多路复用(4) 数据分段和重组(5) 传输和流量控制(6) Error control(差错控制)2. Routing(路由选择)3. Congestion Control(拥挤控制)(四) The Transport Layer(传输层主机到主机的层次)1. 传输层的功能(1) 映射传输
22、地址到网络地址(2) 多路复用与分割(3) 传输链接的建立与释放(4) 数据分段与重新封装(5) 组装与拆分(五) The Session Layer(会话层进程对进程的层次)1会话层的功能(1) 会话连接到传输连接的映射(2) 数据(常规数据、加速数据、特权数据和能力数据)传输(3) 会话连接的恢复与释放(4) 会话管理2数据令牌和数据交换在交互式半双工通信中，用数据令牌控制常规数据的传输，实现数据发送权的轮换。(六) The Presentation Layer(表示层)计算机网络讲义 第 7 页1. 数据语法的表示抽象的标准语法(ASN 1)2. 数据语法转换抽象语法标记到传输语法的转换
23、3. 管理所需要的数据结构集合4. 数据加密和压缩(七) The Application Layer(应用层直接为用户的应用进程提供服务)应用层只保留了进程中与进程交互相关的部分，对各种经常使用的功能及其协议进行了标准化。Application Layer Protocols(应用层协议)1. 文件传输、存取和管理 FTAM2. 虚拟终端协议 TELNET3. 报文处理系统 HMS5. 作业传递与操作6. 事务处理 TP1.5.4 实体、协议、服务和服务访问点1 端开放系统信源、信宿计算机系统2 中继开放系统中继交换系统(路由器、交换机等)3 对等层间协议及 PDU(1) Protocols(
24、协议)控制两个对等实体进行通信的规则的集合。(2) Protocol Data Unit(PDU: 协议数据单元)对等层之间传输的数据单位。4 Transmission(通信过程)5 实体、协议、服务、服务访问点、服务数据单元(1) Entity(实体)任何可以发送和接收信息的硬件或软件进程。(2) Service(服务)下层通过接口提供给上层的功能。(3) Service Access Point(服务访问点)同一实体中相邻两层的实体进行交互的地方(一个逻辑接口)。(4) Service Data Unit(SDU:服务数据单元)上下相邻的层之间交换数据的单位。(5) Service Pri
25、mitives(服务原语)上层使用下层服务时，上下两层之间所交换的命令与响应。Request(请求)An entity wants the service to do some workIndication(指示)An entity is to be informed about an eventResponse(响应)An entity wants to respond to an eventConfirm(证实)The response to an earilr request has come back1.5.5 TCP/IP Reference Models一、层次划分共 4 层：应用
26、层、运输层、网际层、网络接口层。二、Protocols(各层协议)1Application Layer2Tansport LayerTCP = Transmission Protocol3Internet LayerIP = Internet Protocol UDP = User Datagram ProtocolICMP = Internet Control Message Protocol BGP = Border Gatway ProtocolIGMP = Internet Group Management Protocol RARP = Reverse Address Resolve
27、 ProtocolARP = Address Resolve Protocol OSPF = Open Shotest Path First4Network Access LayerFTP = File Transfer Protocol SMTP = Simple Mail Transfer ProtocolApplication Layer(DNS、 TELNET、FTP 、SMTP、 HTTP 等)运输层：TCP、UDP网际层： IP、ICMP 、ARP、 RARPNetwork Access Layer图 1-5 TCP/IP Reference Model计算机网络讲义 第 8 页H
28、TTP = HyperText Transfer Protocol 1.5.6 面向连接服务与无连接服务1.6 应用层的客户/服务器方式一、基本原理客户与服务器网络通信所涉及的两个应用进程(运行中的程序)二、客户软件和服务器软件的特点计算机网络讲义 第 9 页第二章 Physical layer数据通信基础知识2.1 Data Communications System(数据通信系统概述)2.1.1 数据、信息与信号的概念一、数据、信息与信号的概念1Information信息是我们要表达的意义，一般体现为一个判断句，例如，张强是北京人2Data数据是信息的表示形式，是信息的载体。包括文字、图形
29、及电、磁、声、光等3Signals信号是数据在通信系统中传输时的表现形式，一般是电磁波或线路编码二、信号的类型1Analog Signals连续变化的信号，如电压、电流等信号，波形为连续曲线2Digital Signals取值是离散的，值的大小用离散的数字化(0 和 1)的状态表示三、什么是数据通信数字化通信，是与语音通信技术相对的一种现代通信技术。2.1.2 物理层规程一、物理层的功能屏蔽物理介质及接口的差异，在连接计算机的介质上传输数据位流。1. 物理链接的建立与拆除2. 物理数据单元的传输3. 物理层管理(功能激活、差错控制等)二、Physical procedure(物理层规程)1.
30、机械特性网络接口部件、传输介质的结构、尺寸2 电气特性0 和 1 的表示3 功能特性引脚的信号分配：数据线、控制线、地址线等4 规程特性信号及其操作的时序2.2 数据通信的基础知识2.2.1 数据通信系统模型一、数据通信系统的结构信源 变换器 信 反变换器 信宿信宿 反变换器 道 变换器 信源发送/接收方 噪声源 接收/发送方图 2-1 通信系统一般结构二、数据通信系统的组成1Data Transmission System(数据传输系统)(1) Transmission Line(传输线路)(2) Modem(3) 多路复用器(4) (程控)交换机/Routers/Gatways2数据处理系
31、统(1) Terminals(终端设备)(2) Hosts(计算机系统)三、数据的传输(数据与信号的组合)见 P35 图 2-2计算机网络讲义 第 10 页(1) 模拟数据模拟信号(2) 模拟数据数字信号(3) 数字数据模拟信号(4) 数字数据数字信号2.2.2 与信道有关的基本概念一、信道与电路信 道：信息传输的通道；包括有线信道和无线信道。信道与电路：一条电路至少包含一个信道，信道是电路的逻辑组成部分。二、信息交换的基本方式1Simplix communication(单工方式：单向传输)2Half-duplex communication(半双工方式：轮流着在两个方向上传输)3Full-
32、duplex communication(全双工方式：双向同时传输)三、数字信道和模拟信道1Digital Channels(数字信道)信道中传输的是数字信号2Analog Channels(模拟信道)信道中传输的是模拟信号四、基带信号和宽带信号1 基带信号数字信号Baseband(基带)：“0” 、 “1”方波固有的频带。Baseband Signals(基带信号)：方波电信号，用两种不同的电压表示数字信号 0 和 1。Baseband Transmission(基带传输)：在信道上直接传输数据的基带信号。2 宽带信号模拟信号，带宽至少为 0Hz-300MHz，可用子频带传输音频、视频和数字
33、信号3 频带传输信道中传输的是音频模拟信号五、信号带宽和信道宽带1Bandwith of Signal(信号的带宽)信号的频率范围2Bandwidth of Channel(信道的带宽)能够通过信道的信号的频率范围2.2.3 信道的最高码元传输速率一、传输速率1波特率(码元速率)R B(1) 什么是码元？(2) 波特率每秒种传输的码元个数，单位为 baud。RB = ，T码元的周期。12数据速率(比特率)R b每秒种传输的二进制位数，单位为 bpsRb= RBlog2M ，M 是码元状态个数。二、理想低通信道的最高码元传输速率(Nyquist Bandwidth C)奈氏准则理想低通信道的最高
34、码元传输速率 C=2W Baud， W 是理想低通信道的带宽，单位为 Hz。理想带通(矩形特性)信道的最高码元传输速率 C=W Baud2.2.4 信道的极限信息传输速率一、信道的极限信息传输速率 CShannon 定理： bps)/1(2logNSWWBandwidth of Channel(信道的带宽)；S/NSignal-to-noise ratio(信号的平均功率/高斯噪声功率)。二、差错率错误比特占所接收的总比特的百分比。一般要求在十万分之一以下。计算机网络讲义 第 11 页2.3 Transmission Media(传输介质)2.3.1 Twisted Pair(双绞线)一、结构
35、与类型1结构2类型(1) UTP(Unshielded Twisted Pair)100(2) STP(shielded Twisted Pair)150EIA/TIA-568Commercial Building Telecommunications Cabling Standard(商用建筑物电信布线标准)EIA(Electronic Industries Association)TIA(Telecommunications Industries Association)RJ-45：RJ(Registered Jack-注册的插头/座)二、配置标准10 BASE-T、100 BASE-T、
36、1000 BASE-T2.3.2 Coaxial Cable一、50 Coaxial Cable1 结构表 2-1 EIA/TIA-568 规范的 UTP 分类类别 特性 用途3 类线直径：24AWG ，最高模拟信号频率： 16MHz在 5 16MHz 频带内，长度可达 90 米可传输语音或最高 10 Mbps 的数字信号10BASE-T、令牌环(4Mbps)100VG-AnyLAN25Mbps 的 ATM-LAN4 类 线直径：24AWG ，最高模拟信号频率： 20MHz在 10 20MHz 频带内，长度可达 90 米可传输语音或最高 16 Mbps 的数字信号上述所有 LAN令牌环(16M
37、bps)5 类 线直径：22AWG/24AWG，最高模拟信号频率：100MHz在 20 100MHz 频带内，长度可达 90 米可传输语音或最高 100 Mbps 的数字信号上述所有 LAN100BASE-TX、FDDI TP-PMD155.5/622Mbps 的 ATM-LAN5E 类 增强型 5 类 UTP，特性与 5 类基本相同，改善了近端串音、远端串音等功能上述所有 LAN6 类 性能比 5 类大幅度改善，用于 1000Mbps、1.2Gbps 的ATM 等高速网络上述所有 LAN1000BASE-T、1.2Gbps ATM注：AWGAmerican Wire Gauge(美国线规)f
38、(Hz) 100 102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022 1024 无线电 微波 红外线 X 射线 射线可见光 紫外线f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016双绞海事无线线调电无同轴频线电电缆调无频线电电视卫星地面 微波光纤 图 2-2 电磁波的频谱及相应的应用领域计算机网络讲义 第 12 页2 配置标准10 BASE-5：100 个收发器/Segment；50 米/收发器电缆；15 针/AUI 连接器10 BASE-2 ：RG58A/U 、RG
39、58C/U(R:Radio;G:Government;U:通用工具;A、C: 版本号)二、75 同轴电缆(宽带同轴电缆 )1Frequency(频率范围 )300450MHz(300MHz 带宽可以支持 150Mbps 的数据速率，一路电视信号占用 6MHz 带宽)。2传输距离100km。2.3.3 Optical Fiber一、Characteristics1抗电磁干扰性能好2保密性能好3传输损耗小，传输距离长4带宽宽(三个波段中心：850nm、1300nm、1550nm，每个波段带宽 25000-30000GHz)5体积小，重量轻6Shortages：光电接口比较贵；连接光纤需要专用设备二
40、、结构纤芯、包层见 P44 图 2-10。入射角大于某个临界值，就会产生全反射。三、类型1Multimode Optical Fiber(多模光纤)能够传输许多不同入射角度光束的光纤(可以使用发光二极管作光源)。2Single-mode Optical Fiber(单模光纤)直径只有光的波长大小的光纤，使用半导体激光器作为光源。2.5Gbps 速率下可传输几十公里。四、光纤的连接T 形接头、环路1无源连接2有源连接2.3.4 地面微波接力通信微波(300MHz300GHz)通信(常用的是 240GHz)一、传输距离50km(使用 100m 高的天线，可以达到 100km)。使用中继站进行接力通
41、信。二、Characters1Advantages(1) 微波波段频率很高，频段范围大，信道容量大(9602700 路语音信息/46GHz)；(2) 工业和雷电干扰频率低，对高频微波危害小，通信质量高；(3) 投资少，见效快。2Shortages(1) 相邻中继站之间不能有视线障碍物；(2) 有时通信会受到恶劣天气的影响；(3) 与电缆系统相比，隐蔽性、保密性较差；(4) 中继站的维护需要一定的人力物力。2.3.5 Satellite Microwave(卫星通信)微波通信1Characters(1)用同步人造卫星(36000km)作中继器，通信覆盖区域跨度大(达 18000 公里)。在赤道上
42、空的同步轨道间隔 120 度放置 3 颗卫星，就可以覆盖全球。(2)其它特点与微波通信相同2常用的频段常用频段见表 2-2。典型的通表 2-2 卫星通信常用的三个频段波段 频率(GHz) 下行(GHz) 上行(GHz) 问题C 4/6 3.74.2 5.9256.425 地面干扰Ku 11/14 11.712.2 14.014.5 降雨影响Ka 20/30 17.721.7 27.530.5 降雨影响，价格高计算机网络讲义 第 13 页信卫星具有 12-20 个转发器，各转发器的带宽为 36-50MHz，50Mbps 的转发器可以传输 800 路 64Kbps的数字语音信号。3卫星信道的传播时
43、延从一个地球站经卫星到另一个地球站的传播时延在 250-300ms 之间(地面微波接力通信的传播时延为 3s/km，同轴电缆的传播时延约为 5s/km)。(1)传播时延：电磁波在信道中传播所需要的时间(取决于电磁波的传输速率及传输距离)。(2)发送时延：发送数据所需要的时间，取决于数据块的长度、数据在信道上的传输速率。(3),4甚小孔直径地球站 VSAT(Very Small Aperture Terminal)2.4 Analog an Digital Data Transmission(模拟传输与数字传输)2.4.1 Analog Transmission System(模拟传输系统)信道
44、中传输的是模拟信号。一、模拟传输系统简介二、调制解调器1调制解调器的作用2载波信号与调制信号(1)载波信号：恒定频率的连续信号，在调制信号的调制下作为数据的传输信号。(2)调制信号：一般是数字形式的数据信号，用于调制(控制)载波信号的实际输出波形。3. 调制方式(1)Amplitude-Shift keying(幅移键控法 ASK)在调制信号的控制下，用不同振幅的载波信号表示数据。(2) Frequency-Shift keying(频移键控法 FSK)在调制信号的控制下，用不同频率的载波信号表示数据。(3)Phase-Shift keying(相移键控法 PSK)在调制信号的控制下，用不同相
45、位的载波信号表示数据。4Modem 的速率(1) ITU-T V.34(33.6kbps)(2)ITU-T V.90(56kbps/33.6kbps)(3)ITU-T V.90(56kbps/48kbps)2.4.2 Digital Data Transmission(数字传输)信道中传输的是数字信号。采用的是 PCM(Pulse Code Modulation)体制。一、数字数据的编码方式1 普通二进制编码“1”高电平， “0”低电平。2 Nonreturn to Zero(不归零制编码 NRZ)1正电平；0负电平3 曼彻斯特编码1：高低；0：低高。中间均跳变4 差分曼彻斯特编码1起始无跳变
46、；0起始跳变；中间均跳变二、数据同步方式同步：使接收方与发送方在时序上保持一致。同步的层次：位同步、字符同步、帧同步。1Bits synchronization(位同步)(1) 外同步比 特 流 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1普通的二进制码不归 0 编码 NRZ曼 彻 斯 特 码差分曼彻斯特码图 2-4 数字数据的数字编码计算机网络讲义 第 14 页(2) 自同步：曼彻斯特编码、差分曼彻斯特码2. Characters synchronization(字符同步)(1)异步制(字符起止式)：在字符代码的前后各加入 1 位或多位信息表示字符的起止。(2)同步制：一组字符连续发送，该组字
47、符前要有一个或多个同步字符。3. Frames synchronization(帧同步)2.4.3 Transmission Analog Data in digital Channel要在数字信道中传输模拟数据，必须对模拟数据进行数字化编码。一、模拟信号到数字数据的转换过程1采样采样是以一定的时间间隔抽取连续的模拟信号瞬时值的过程。经过采样，连续的模拟信号就变成了不连续的离散信号 PAM(Pulse Code Amplitude)。理论和实践证明：采样频率 fS大于模拟信号最高频率 BW的 2 倍(即 fSBW)，就可以由采样得到的离散序列无失真地恢复出原始的连续模拟信号。电话信号带宽为 300HZ-3400HZ，f S至少为 6800HZ。国际标准规定 fS=8000HZ，每 125s 采样一次。2量化3PCM(Pulse Code Modulation)编码过程译码是编码的逆过程，实现的是 D/A 转换，就是把接收的数码信号转换为不同幅度的量化信号。译码得到的量化信号被送入低通滤波器，过滤掉高频成分，使其平滑成缓慢变化的
