第三章 计算机网络的通信子网教案.ppt

第三章  计算机网络的通信子网 本章要求： 掌握通信子网的组成 掌握数据通信中的一些基本概念 掌握网络互连的基本技术和设备 掌握TCP/IP协议的主要内容 了解新的网络技术与通信网络的发展方向 3-1 通信子网概述 通信子网（communication subnet），简称子网 是由用作信息交换的节点计算机和通信线路组成的独立的通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信处理工作。 通信子网与高层及应用分离的原则： 将网络的纯粹通信部分和应用部分分开，简化了网络设计。 如图所示。 INTERNET以TCP/IP协议为核心 IP协议为各种不同的通信子网层或局域网提供一个统一的互连平台。 TCP协议用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。 3-2 数据通信基本知识 信道： 是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路。 信道带宽 ：一个物理信道内可以传输频率的范围。 也可理解为“信道两端的发送接收设备能够改变比特信号的最大速率”，用Hz（赫兹）表示。 如某信道带宽为3000Hz，表示该信道最多可以以每秒3000次的速率发送信号。 信道容量：即“信道的极限信息传输速率”，指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用bps（比特/秒）表示。 信道容量与信道带宽的关系： 增加信道带宽虽然可以增加信道容量，但在某些情况下，带宽的无限增加并不可能使信道容量无限增大。香农公式指出了信道容量与信道带宽的关系： C=W log 2 (1+S/N) bps 其中，C为信道容量，W为信道带宽，S为信号功率，N为噪声功率。 当N?0，信道容量C?无穷大，有限带宽无噪声信道信道数据速率完全由带宽决定。 数据速率与信道带宽的关系：奈奎斯特给出有限带宽无噪声信道的最大数据传输速率的表达式： D=2W log 2K (bps) 其中，D为信道最大数据传输速率，K为传输系统中所使用的逻辑值数。信道容量是该信道的最大传输能力，而数据速率则是对信道实际应用时的传输速度衡量。 波特率：又称“波形速率”，它是数据传输过程中在信道上每秒钟传送的离散信号事件（信号波形）个数，其单位是“波特”（Baud）。 数字信道的最高波形传输速率=2W 波特 （W为带宽） 比特率：又称“信息速率”，它是数据传输系统每秒内所传送的信息量的多少，其单位是“比特/秒”（b/s）。信息速率直接与波形速率和一个波形所携带的信息量有关。 比特率 = 波特率 * log 2K K＝2时，波特率相当于比特率；采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。 3-2-2 信道复用 信道复用的目的： 信道复用是让不同的计算机接到相同的信道上，共享信道资源。目的就是提高信道资源利用率。 信道复用技术的基本原则： 不同信息源产生的信息的速率之和应小于主信道容量，否则就不能实现无误传输。 信道复用技术： 频分多路复用、时分多路复用、 波分多路复用、码分多路复用。 三种信道连接方式： 点到点连接、共享信道、信道复用。 3-2-3 异步通信和基带传输 异步与同步通信 异步通信是指发送方和接受方之间不需要严格的定时关系，适合于并不是经常有大量数据传送的设备。 同步通信要求发送和接收数据的双方有严格的定时关系。它是一个发送者和接收者之间互相制约、互相通信的过程。 基带和宽带传输 未经调制的电脉冲呈现方波形式，称为“基带信号” 。 传输距离较近时，一般采用基带传输方式；远程传输中，必须将它们经过高频调制后才能在信道中进行传输，称为数字基带信号的载波传输或宽带传输。 编码方式 RS－232异步串行ASCII码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码 3-2-4 调制解调器 一对Modem是远程通信所需的，每个Modem包含独立的线路发送和接收数字数据。发送数据时，Modem 发出连续载波，并根据待发送数据的各位去调制载波； 接收数据时，它检测到达的载波中的调制信息，并据此重建数据的各位。 4线MODEM ： 在两个线路专线环境下所使用的Modem被称为4线Modem。每个Modem的调制器连向另一个Modem的解调器，每一个连接需要两根导线。 2