公用数据通信网共51页
数据通信网概述
数据通信的几个基本概念
• 在计算机网络的数据通信中，信息、数据、信号 和信道是四个最基本的概念。正确理解这四个概 念，对于理解数据通信原理是非常重要和必要的。
• 1. 信息（Information） • 通信的目的是交换信息，信息的载体可以是数字、 文字、语音、图形或图像。计算机产生的信息一 般是字母、数字、语音、图形或图像的组合。为 了传送这些信息，首先要将字母、数字、语音、 图形或图像用二进制代码的数据来表示。而为了 传输二进制代码的数据，必须将它们用模拟或数 字信号编码的方式表示。
• 3. 信号（Signal） • 信号是数据在传输过程中电信号的表示形 式。模拟信号（analog signal）的信号电平 是连续变化的，而数字信号（digital signal） 是用两种不同的电平去表示0、1比特序列 的电压脉冲信号表示。
• 4. 信道 • “信道”就是通信双方以传输媒介为基础 的传递信号的通路。一条传输媒介上可以 有多条信道（多路复用）。信道也有“模 拟信道”和“数字信道”之分，模拟信道 是以连续模拟信号形式传输数据的信道。 数字信道是以数字脉冲形式（离散信号） 传输数据的信道。
6、1、2数据通信系统的性能指标
• • • • • • • • • • • •
信息传输速率:单位时间内传输实际速率的 比特数（单位比特/秒）bit/s 码元传输速率：单位时间内信道上实际传 输码元个数(单位波特) 频带利用率：用于衡量单位频带宽度内传 输的信息速率（比特/秒· 赫） 差错率：表示错差率的：误码率、误字率、 误组率，通常用误码率（码元差 错率）是指在传输码元总数中错误接受 的码元数比例【Pe】 传输错误码元数 Pe= ———————— 传输总码数
• 注 ：通常将传输信道及其两端的DCE设备 合称为数据电路，而将加了通信控制器的 数据电路称为数据链路。
第6章 数据通信网[40页]
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第6章 数据通信网
6.1 数据通信网概述 6.2 分组交换网 6.3 局域网 6.3 物联网
6.1 数据通信网概述
➢ 6.1.1 数据通信网简介 ➢ 6.1.2 数据通信网发展历程 ➢ 6.1.3 数据通信网主要性能指标
6.1.1 数据通信网简介
一、数据通信的基本概念 定义：数据通信是计算机技术与通信技术的发展和渗透而兴起的 一种新的通信方式，是计算机和通信相结合的产物。数据通信和 数字通信有概念上的区别，数据通信是一种通信方式，而数字通 信是一种通信技术体制。
6.1.2数据通信网发展历程
➢ 20世纪60年代末 ➢ 20世纪70年代后 ➢ 20世纪80年代 ➢ 20世纪90年代初期
6.1 数据通信网概述
➢ 6.1.1 数据通信网简介 ➢ 6.1.2 数据通信网发展历程 ➢ 6.1.3 数据通信网主要性能指标
6.1.3数据通信网主要性能指标
➢ 码元传输速率RB ➢ 信息传输速率Rb ➢ 可靠性指标
三、局域网介质访问控制方法 （1）CSMA/CD CSMA/CD的工作原理是：发送数据前先侦听信道是否空闲，若空闲则 立即发送数据；若信道忙碌，则等待一段时间至信道中的信息传输结束 后再发送数据；若在上一段信息发送结束后，同时有两个或两个以上的 节点都提出发送请求，则判定为冲突；若侦听到冲突，则立即停止发送 数据，等待一段随机时间，再重新尝试。该原理简单总结为；先听后发 ，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。它的主要目的是提供寻址和 媒体存取的控制方式，使得不同设备或网络上的节点可以在多点的网络 上通信而不相互冲突。
6.2.2 分组交换网的构成
➢ 分组交换机 ➢ 用户终端设备 ➢ 分组装拆设备 ➢ 网络管理中心 ➢ 远程集中器 ➢ 传输线路设备
公用交换电话网(PSTN)
6.1 公用交换网〔PSTN〕网是最早建立起来的一种通信网，自从1876年贝尔创造，1891年史端乔创造自动交换机以来，随着先进通信手段的不断出现，网已经成为人们日常生活、工作所必需的传输媒体。
6.1.1 PSTN概述1．PSTN的根本概念公用交换网即PSTN〔Public Switched Telephone Network〕，它是以电路交换为信息交换方式，以业务为主要业务的电信网。
PSTN同时也提供等局部简单的数据业务。
组建一个公用交换网需要满足以下的根本要求：〔1〕保证网内任一用户都能呼叫其它每个用户，包括国内和国外用户，对于所有用户的呼叫方式应该是一样的，而且能够获得一样的效劳质量；〔2〕保证满意的效劳质量，如时延、时延抖动、清晰度等。
话音通信对于效劳质量有着特殊的要求，这主要决定于人的听觉习惯；〔3〕能适应通信技术与通信业务的不断开展；能迅速的引入新业务，而不对原有的网络和设备进展大规模的改造；以及在不影响网络正常运营的前提下利用新技术，对原有设备进展升级改造；〔4〕便于管理和维护：由于通信网中的设备数量众多、类型复杂、而且在地理上分布于很广的区域内，因此要求提供可靠、方便而且经济的方法对它们进展管理与维护。
甚至建立与网平行的网管网。
2．PSTN的组成一个PSTN网由以下几个局部组成：〔1〕传输系统：以有线〔电缆、光纤〕为主，有线和无线〔卫星、地面和无线电〕交织使用，传输系统由PDH过渡到SDH、DWDM；〔2〕交换系统：设于局内的交换设备----交换机，已逐步程控化、数字化，由计算机控制接续过程；〔3〕用户系统：包括机、机等终端以及用于连接它们与交换机之间的一对导线〔称为用户环路〕，用户终端已逐步数字化、多媒体化和智能化，用户环路数字化、宽带化。
〔4〕信令系统：为实现用户间通信，在交换局间提供以呼叫建立、释放为主的各种控制信号。
PSTN网的传输系统将各地的交换系统连接起来，然后，用户终端通过本地交换机进入网络，构成网。
第6章 数据通信网
6.2 帧中继网（FRN）
6.2.1帧中继协议
1．帧中继的协议结构 帧中继协议分为用户（U）平面和控制（C）平面两部分。 用户平面：完成用户信息传递所需功能及协议； 控制平面：有关控制信令的功能及协议。 帧中继用户平面的协议结构如图：
帧中继用户平面的协议结构分：物理层和数据链路层（DL）。 数据链路层又可分为：DL控制子层（DL-CONTROL） DL核心子层（DL-CORE）。
4.用户接入电路
接入帧中继网的用户接入 电路主要有专线接入和拨 号接入2种： 二线话带调制解调 这种传输方式适用于速率 较低，距离帧中继网较远 的用户 基带传输 适用于速率高、距离帧中 继网较近的用户 2B+D线路终端LT 可在一对用户线上实现双 向数字传输，适用于帧中 继网络设备（6km之内）
6.1.2 分组交换网的通信协议 分组交换网的通信协议是由CCITT制定的X系列建议
1.PAD 功能 PAD是一种功能部件，它将异步终端-侧的字符流拆分转换成网 络一侧的数据分组，或者进行反向转换即把数据分组组装成字符 流。 X.3建议：规定了PAD的工作特性和向终端提供的基本功能 X.28建议：是非分组型终端与PAD之间的接口规程 X.29建议：是分组型终端与PAD之间的接口规程 2.PAD基本功能 将来自非分组型终端的字符流装配成适当的分组，以便发往分 组交换网 将来自分组交换网的数据分组拆卸成字符流，送非分组交换网。 虚电路的建立与释放 对来自非分组型终端的PAD命令信号及来自分组型终端的PAD 电文进行相应的应答。 对于自终端的中断信号进行处理
6．分组交换网的结构
从结构来说，分组交换网通常采用两级，根据业 务流量、流向和地区情况设立一级和二级交换中心。 一级交换中心可采用转接交换机，一般设在大、中城 市，它们之间相互连接构成的网络通常称为骨干网。 骨干网采用网状网或不完全网状网的分布式结构。 二级交换中心可采用本地交换机，一般设在中、小城 市。 从一级交换中心到二级交换中心之间一般采用星形结 构，必要时也可采用不完全网状结构。
公用电话通信网
公用电话通信网1传统电话通信系统的组成电话通信系统的基本任务是提供一个终端到另一个终端传送话音信息的路由，这一系统必须包括终端设备、传输设备、交换设备三个部分。
在电话通信系统中，终端设备就是电话机。
传输设备指终端设备与交换中心及交换中心到交换中心之间的传输线和相关的设备。
传输设备根据传输媒介的不同分为有线传输设备和无线传输设备。
传输的电信号可以为模拟信号，也可为数字信号。
利用传输设备可将电信号或光信号传到远方。
交换设备根据主叫用户终端所发出的选择信号来选择被叫终端，使这两个终端设备建立连接。
连接主被叫之间电路的交换工作有时需要经过多级才能完成。
交换设备有各种不同的制式，相互之间要通过接口技术才能协调工作。
2电话交换系统的分类电话交换机有许多不同的分类方法。
按服务范围，可分为局用交换机和专用交换机。
1)局用交换机，大容量的交换机一般都可用于公众电话网，所以称为局用交换机。
局用交换机可分为市话交换机和长话交换机。
(1)市话交换机在本地电话网中用于市内电话通信的交换机，称为市话交换机。
市话交换机的特点能纳入的用户线容量大，便于扩充。
用于大、中城市的市话交换机应具备汇接功能。
(2)长话交换机用于长途电话网中的交换机，称为长话交换机。
长话交换机实际上是一种汇接机，因为它不直接与用户相连，所以它没有用户电路和用户级。
2)用户交换机用户交换机也称专用交换机，即用于用户专用电话通信的交换机。
一般企业、学校机关等部门内部使用的交换机均称为专用交换机。
现代程控用户交换机可分为以下几种类型：普通型，旅馆型，医院型，办公自动化型，银行型和专网型。
专网型程控用户交换机应具备较强的组网能力，具有多位号码存储和转发、直达路由选择、自动迂回、呼叫等级限制、远端集中维护管理及话务台集中设置等功能。
尽管专用交换机有多种类型，其电话接续的基本原理是一样的。
按接续的方式，可分为人工交换机和自动交换机。
自动电话交换机中最重要的是程控交换机。
中国公用计算机互联网-Chinanet.
中国公用计算机互联网—Chi nanetChi nanet 是邮电部门经营管理的基于In ternet 网络技术的中国公用计算机互联网，是 国际计算机互联网(In ternet )的一部分，是中国的In ternet 骨干网。
通过Chi nanet 的灵活接入方式，用户可以方便地接入全球In ternet ，享用Chi nanet 及全球In ternet 上的丰富资源和各种服务。
Chinanet 骨干网建设始于1995年，一期工程完成北京、上海两个骨干节点，以一条64K/S 速率的国际专线出口到美国，二期工程于 1996年底完成，建成覆盖全国30个省会 城市及重庆的全国骨干网。
目前 Chinanet 已开通北京、上海和广州三个国际出口，速 率达10M/S 以上，我省已建成覆盖全省各市的省内接入网。
Chinanet 的接入方式Tran sfer in terr up ted!90%" > 一、电话拨号上网1.通过Chinanet 上的UNIX 主机以终端方式上网拨号上网经济实惠，适于业务量小的单位和个人使用。
拨号上网的用户需具备：一台 '-? n <:::鸥豫:鮒IET 节点帧中堆F«TM 血用吐话剛 KDDt ModcfuPC 机，普通X400IMHS IP 主机A . ■ ■ ■ J n-nIhlPttlL iPt.ijLI. IP 主机IP 主机 窝二ROUTERROUTERER专覘IP 主机IP 屯机■ ' ' r 1= iR |J > L 亠二■2. -「r 腔 Ji 曙 RST\的通信软件，一台调制解调器和一条电话线，到当地电信局申请一个上网帐号，即可使用。
这种 方式可使用TeInet 、FTP E-mail 、Gopher 等应用。
2.通过SLIP/PPP 协议上网该方式适于业务量小但又希望以主机方式上网的用户使用，除需要与普通拨号上网完全相同的硬 件外，还需配备SLIP/PPP 软件。
数据通信网
1、数据通信网：利用电学或光学传输系统将计算机信息从一个位置传输到另一个位置的过程。
数据通信网通过高速信息流提高了计算机使用的效率。
2、数据通信网由三个基础硬件构件组成：服务器或主机、客户机、消息流动的线路。
3、网络类型的划分方法最普遍的方法是：根据网络覆盖的地理范围来划分。
有4种：局域网LAN、骨干网BN、城域网MAN、广域网WAN。
LAN由位于同一区域内的计算机群组成。
BN主要用于连接多个LAN、其他BN、MAN 和WAN。
BN通常可以覆盖几百英尺到几英里的距离，支持100~1000Mbit/s的高速数据传输。
MAN主要用于连接位于不同区域内的LAN和BN，以及与WAN的连接。
通常可以覆盖3~30英里的范围，支持64Kbit/s~100Mbit/s的数据传输率，新技术已经支持10Gbit/s的数据传输率。
WAN用于连接BN和MAN。
可以覆盖几百至几千英里的范围，支持56Kbit/s~10Gbit/s 的数据传输率。
4、两个最主要的网络模型是：开放系统互联参考模型OSI模型和Internet模型。
数据链路层负责管理第1层的物理传输线路，并屏蔽与上层相关的线路的传输错误，对第1层显现为无错线路。
网络层执行路由操作。
传输层主要处理终端对终端的问题。
会话层负责建立、维持和终止终端用户间的逻辑会话。
表示层将数据进行格式化以呈现给用户。
应用层是终端用户对网络的访问层。
6、Internet模型：物理层是发送者和接收者之间的物理连接。
数据链路层负责将消息沿着发送者和接收者之间的网络路径，从一台计算机传送给下一台计算机。
网络层执行路由操作，在不知道计算机地址时查找该地址。
传输层有3个功能：①负责应用层软件连接于网络的连接；如果需要，还可以建立发送者和接收者之间端到端的连接。
②提供一些翻译工具，将应用层使用的地址翻译成底层所使用的数字地址。
③负责将长消息拆分成短消息，便于传输。
也可以检测丢失的消息和重发的请求。
公共交换电话网PPT课件
V.90编码器采用256个PCM编码中的128个编码来达到56kbit/s数据传输 速率。
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V.90标准要求
达到56kbit/s数据传输速率，V.90要求满足 下述三个条件：
11trellis编码11trellis编码通过正交幅度调制qam后的模拟信号相邻状态信号之间的幅度或相位差别都不太大在受到噪声干扰的情况极易出错而且一错就是多位为了保证在接收端能够检测出类似的错误在一次传输6位进制位的qam调制解调器中产生128种不同的状态点从中仔细地选出64种状态点对6位二进制数据进行编码在受到噪声干扰的情况下使得有效编码变成无效编码以此检测发生的错误
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5.一个标准的9.6kbit/s Modem例子
用12种不同 的相位，而且其中 四种不同相位的载
波又有两级不同的 幅度，如右图所示：
这样，16种 不同相位和幅值的 载波刚好能够用来
表示4位二进制值。
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6.信号调制速率和数据传输速率的关 系
用等式表示：D=R/B=R/Log2L 这里：D=调制速率，也就是波特率；
值）。 采样定理：如果模拟信号的频率范
围在0-fm之间，采样频率fT必须大于或 等于2×fm 。如：音频在30-3400Hz,采
样频率为8000Hz
㈡ 量化:用不连续变化的有限个值来 代替连续变化的无限个值的过程.
㈢ 编码:对量化后的离散值,用有限位
二进制数字进行表示.
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3.时分多路复用
• 两个不同的二进制值
用两种不同幅度的载