第2章網(wǎng)絡通信基礎(編輯修改稿)
2025-08-28 15:17 本頁面
【文章內容簡介】 。在實際中，大多數(shù)數(shù)據(jù)都是連續(xù)的模擬數(shù)據(jù)，對應的是模擬信號，因此首先要轉換成為數(shù)字信號才能在數(shù)字通信網(wǎng)中傳輸處理。 數(shù)據(jù)編碼技術和時鐘同步 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 23 將模擬信號轉換成數(shù)字信號要經(jīng)過采樣、量化，編碼三個步驟。 ⑴ 采樣 每隔一定時間間隔取一個測量值。 ⑵ 量化 將采樣最大值分為 N個等級，所有采樣值按這 N個等級量化處理，一般 N取 2的指數(shù)， 1 …… ，PCM系統(tǒng)中， N=256。 ⑶ 編碼 將量化后的每一個采樣值，編寫成為 M位二進制比特， M=log2N。這樣，每一采樣值的 M位比特構成一個進制數(shù)據(jù)流，運用數(shù)字網(wǎng)絡傳輸處理。 數(shù)據(jù)編碼技術和時鐘同步 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 24 如圖所示 ， 采樣頻率為 量化等級為 8， 得到 30比特編碼 。 數(shù)據(jù)編碼技術和時鐘同步 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 25 3. 數(shù)字信號同步方式 ⑴ 同步傳輸 通信期間，雙方一直保持有相同的時鐘，發(fā)送方發(fā)出多少比特，接收方根據(jù)每比特的周期可知接收了多少比特，這樣保證比特數(shù)目不會出現(xiàn)差錯。 使通信雙方時鐘同步的方法有：用專門的時鐘通信線路使雙方時鐘校準，或先發(fā)一串同步比特校準時鐘后再發(fā)數(shù)據(jù)，或將同步信號疊加在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中、接收方從接收數(shù)據(jù)中提取時鐘信號等多種方法實現(xiàn)。 同步通信效率高，質量高，但實現(xiàn)技術復雜、成本也高。 數(shù)據(jù)編碼技術和時鐘同步 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 26 ⑵ 異步傳輸 同步傳輸雖然質量、效率均高，但代價也大，在不發(fā)送數(shù)據(jù)期間還要保持同步也是一種資源上的浪費，如按一次一個字符 (5~8比特 )地發(fā)送數(shù)據(jù)，每一字符比特流的首尾附加起始位“ 0”、停止位“ 1”，在傳送字符數(shù)據(jù)期間要求同步，不傳送字符時則一直發(fā)送停止位“ 1”，此時不要求雙方同步，當有一個起始位比特“ 0”出現(xiàn)時，表明一個字符的傳輸開始了。這樣在傳送字符期間同步、不傳送字符時可以不同步的傳輸方式稱為異步通信。異步通信亦稱“群同步”或“起止式通信”。 異步通信方式速率低，對高速通信不適用；但由于實現(xiàn)容易、成本低，在低速通信場合還有一定的應用。 數(shù)據(jù)編碼技術和時鐘同步 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 27 數(shù)據(jù)交換技術 將數(shù)據(jù)編碼后在通信線路上進行傳輸?shù)淖詈唵涡问?，是在兩個互連設備之間直接進行數(shù)據(jù)通信 。 但是 ， 網(wǎng)絡中所有設備都直接兩兩相連是不現(xiàn)實的 ， 即使能實現(xiàn) ，也不必要 。 通常要經(jīng)過中間節(jié)點將數(shù)據(jù)從信源逐步傳送到信宿 ， 從而實現(xiàn)兩個互連設備之間的通信 。 這些中間節(jié)點并不關心所傳數(shù)據(jù)的內容 ， 而只是提供一種交換功能 ， 使數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點 ， 直至達到目的地為止 。 通常把作為信源或信宿的一批設備稱為網(wǎng)絡站 。而將提供中間通信的設備稱為節(jié)點 。 這些節(jié)點以某種方式用傳輸鏈路相互連接起來 ， 每個站都連接到一個節(jié)點上 ， 這些節(jié)點的集合便稱為通信網(wǎng)絡 。 如果所連接的設備是計算機和終端的話 ， 那么節(jié)點集合加上一些站就構成計算機網(wǎng)絡 。 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 28 如圖所示是一個交換網(wǎng)絡的結構。按所用的數(shù)據(jù)傳送技術劃分，交換網(wǎng)絡又可分為電路交換網(wǎng)，報文交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)。 數(shù)據(jù)交換技術 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 29 1. 電路交換 普遍使用的電話交換網(wǎng)絡是使用電話交換技術的典型例子。 ⑴ 電路建立 如同打電話一樣，先要通過撥號在通話雙方間建立起一條通路，在傳輸數(shù)據(jù)之前，也要經(jīng)過呼叫過程建立一條端到端的電路。 ⑵ 數(shù)據(jù)傳輸 當電路 ABC建立起來以后，數(shù)據(jù)就可以從 A發(fā)送到 B，再由 B交換到 C； C也可以經(jīng) B向 A發(fā)送數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)傳輸有最短的傳播延遲，并且沒有阻塞問題，除非有意外的線路或節(jié)點故障而使電路中斷。在整個數(shù)據(jù)傳輸過程中，所建立的電路必須始終保持連接狀態(tài)。 數(shù)據(jù)交換技術 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 30 ⑶ 電路拆除 在數(shù)據(jù)傳輸結束后，由某一方 A或 C發(fā)出拆除請求，然后逐節(jié)拆除到對方節(jié)點。被拆除的信道空閑后，就可被其他通信使用。 電路交換方式的優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速及時，數(shù)據(jù)不會丟失，且保持原來的序列。缺點是信道長時間被占用，即使信道空閑時，他人也不能使用，造成信道利用率低；此外，在數(shù)據(jù)傳輸所花時間不太長的情況下，建立和拆除所用時間得不償失。因此，電路交換適用于系統(tǒng)間要求高質量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r。 數(shù)據(jù)交換技術 計算機網(wǎng)絡基礎與應用技術 張蒲生 編著 中國鐵道出版社 31 2. 報文交換 ⑴ 報文交換的工作過程 報文交換方式的數(shù)據(jù)傳輸單位是報文，所謂報文就是站點一次性要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊，其長度不限且可變。報文交換不需要在兩個站點之間建立專用通路，傳送方式采用“存儲 轉發(fā)”方式。當一個站點要發(fā)送報文時，它先將一個目的地址附加到報文上，網(wǎng)絡節(jié)點根據(jù)報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一
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