计算机网络 (2)精选文档.ppt

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1、计算机网络课件本讲稿第一页，共三十七页1本讲主要内容n交换方式n多路复用技术n计算机网络的传输介质本讲稿第二页，共三十七页23.3.3交换方式n一个通信网络由许多交换结点互连而成。信息在这样的网络中传输就像火车在铁路网络中运行一样，经过一系列交换结点（车站），从一条线路换到另一条线路，最后才能到达目的地。n交换结点转发信息的方式就是所谓交换方式。n线路交换、报文交换和分组交换是三种最基本的交换方式。本讲稿第三页，共三十七页31线路交换n线路交换方式把发送方和接受方用一系列链路直接连通。电话交换系统就是采用这种交换方式。n线路交换的特点是建立连接需要等待较长的时间。由于连接建立后通路是专用的，因

2、而不会有别的用户干扰，不再有传输延迟。这种交换方式适合于传输大量的数据。在传输少量信息时效率不高。本讲稿第四页，共三十七页4电话交换系统就是采用这种交换方式。(交换机交换机交换机交换机用户线用户线中继线中继线BDCA本讲稿第五页，共三十七页52报文交换n这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。n当一个结点发送信息时，它把要发送的信息组织成一个数据包报文，该数据包中某个约定的位置含有目标结点的地址。完整的报文在网络中一站一站地传送。每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储一转发，最后到达目标结点，因而这样的网络叫存储一转

3、发网络。本讲稿第六页，共三十七页63分组交换n按照这种交换方式，数据包有固定的长度，这个有固定长度的数据包称做“分组”。n进行分组交换时，发结点先要对传送的信息分组，对各个分组编号，加上源和宿地址以及约定的头和尾信息。这个过程也叫信息的打包。n一次通信中的所有分组在网络中传播又有两种方式。一种叫数据报（Datagram），另一种叫虚电路（Virtual Circuit）。本讲稿第七页，共三十七页7三种交换的比较 P1P2P3P4P1P2P3P4P3P4报文报文报文A B C D A B C DA B C D报文交换线路交换分组交换t连接建立数据传送报文P2P1连接释放本讲稿第八页，共三十七页8

4、3.4多路复用技术1多路复用技术的概念n多路复用技术解决的主要问题是在两地之间同时传送多路信号n多路复用就是一种将一些彼此无关的低速信号按照一定的方法和规则合并成一路复用信号，并在一条公用信道上进行数据传输，到达接收端后再进行分离的方法。本讲稿第九页，共三十七页9 2多路复用技术组成原理 n复用器：复用器将n个输入信号，组合成一个单独的传输流。n解复用器：在接收端，传输流被解复用器接收，并分解成原来的几个独立数据流，并导向所期望的接收设备。本讲稿第十页，共三十七页10多路复用原理n通路：是指一条物理链路。n通道（信道）：通道是指通路中用来完成一路信号传输的单位，也称信道。一条通路可以有多条通道

5、。本讲稿第十一页，共三十七页11多路复用分类n频分多路复用（FDM）n时分多路复用（TDM）n统计时分复用（STDM）n波分多路复用（WDM）本讲稿第十二页，共三十七页12频分多路复用（FDM）频率时间频率 1频率 2频率 3频率 4频率 5本讲稿第十三页，共三十七页13时分多路复用（TDM）频率时间BCDBCDBCDBCDAAAA在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧本讲稿第十四页，共三十七页14时分多路复用（TDM）频率时间C DCDCDAAAABBBBC D在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧本讲稿第十五页，共

6、三十七页15时分多路复用（TDM）频率时间BDBDBDAAAABCCCCD在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧本讲稿第十六页，共三十七页16时分多路复用（TDM）频率时间B CBCBCAAAAB CDDDD在 TDM 帧中的位置不变TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧TDM 帧本讲稿第十七页，共三十七页17时分复用可能会造成线路资源的浪费 ABCDaabbcdbcattttt4 个时分复用帧#1acbcd时分复用#2#3#4用户本讲稿第十八页，共三十七页18统计时分复用 STDM 用户ABCDabcdttttt3 个 STDM 帧#1acbabbca

7、cd#2#3统计时分复用本讲稿第十九页，共三十七页19 1550 nm 0 1551 nm 1 1552 nm 2 1553 nm 3 1554 nm 4 1555 nm 5 1556 nm 6 1557 nm 70 1550 nm 1 1551 nm 2 1552 nm 3 1553 nm 4 1554 nm 5 1555 nm 6 1556 nm 7 1557 nm 波分复用 WDM光的频分复用8 2.5 Gb/s1310 nm20 Gb/s复用器分用器EDFA120 km光调制器光解调器本讲稿第二十页，共三十七页203.5计算机网络的传输介质n传输介质是网络中连接收发双方的物理通道，也是

8、通信中实际传送信息的载体。n网络中常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。本讲稿第二十一页，共三十七页21传输介质的特性对网络中数据通信质量的影响很大，这些特性主要是：n物理特性：对传输介质物理结构的描述。n传输特性：传输介质允许传送信号的信号形式，使用的调制技术、传输容量与传输的频率范围。n连通特性：允许点点或多点的连接。n地理范围：传输介质的最大传输范围。n抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力。n相对价格：器件、安装与维护费用。本讲稿第二十二页，共三十七页223.5.1有线传输介质n双绞线n同轴电缆n光纤本讲稿第二十三页，共三十七页23双绞线n构成铜线铜线聚氯乙烯

9、 套层聚氯乙烯套层屏蔽层绝缘层绝缘层无屏蔽双绞线 UTP屏蔽双绞线 STPn适用场合：室内n通信距离：几到十几公里（导线越粗）n传输速度：几bps的带宽n抗干扰能力：较好n价格：便宜本讲稿第二十四页，共三十七页24同轴电缆外导体屏蔽层绝缘层绝缘保护套层内导体n类别：50 75 n适用场合：城域网、有线电视n通信距离：几到十几公里（导线越粗）n传输速度：高带宽，可达Hz(基带、宽带)n抗干扰能力：好n价格：较高n编码方式：曼彻期特编码与差分曼彻斯特编码n构成本讲稿第二十五页，共三十七页25光纤n光纤通信是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。有光脉冲相当于，没有光脉冲相当于n可见光频率高：带宽高折射

10、角入射角 包层（低折射率的媒体）包层（低折射率的媒体）纤芯（高折射率的媒体）包层纤芯光线在光纤中的折射本讲稿第二十六页，共三十七页26光纤的工作原理高折射率(纤芯)低折射率(包层)光线在纤芯中传输的方式是不断地全反射n抗干扰能力：强（超低损耗）n适用场合：长距离、高带宽传输n费用：光电接口较贵，但价格逐年下降本讲稿第二十七页，共三十七页27输入脉冲输出脉冲单模光纤多模光纤与单模光纤输入脉冲输出脉冲多模光纤本讲稿第二十八页，共三十七页283.5.2无线传输介质1短波传输n短波波长10-100m，工作频率3MHZ30MHZn传播方式：天波和地波，短波通信主要以天波方式进行传播，缺点：电波通过发送端

11、出发经由多条路径到达接收端，路径长短不一将导致电波在不同时刻到达接收端产生不等的延时，从而出现多径效应。n多径效应使信号产生失真。本讲稿第二十九页，共三十七页29短波通信的特点：n优点：通信距离远，无需太大的发射功率，且设备成本适中。n缺点：通信方式易受季节、昼夜和太阳活动的影响，通信质量不够稳定。容易受到外部干扰。本讲稿第三十页，共三十七页302微波传输 n在电磁波中，频率在100MHZ-10GHZ的信号是微波信号。它们对应的信号波长为3M-3CM。微波在空间为直线传播，一般50km,为实现远距离通信必须在两个终端之间建立若干个中继站。中继站把前一站送来的信号放大后发送到下一站，称为“接力”

12、。本讲稿第三十一页，共三十七页31微波信号的传输特点是：（1）优点：n通信信道的容量大。（频率高，频段范围宽）n通信质量高。（干扰信号的频谱成分比微波频率低）n投资少，见效快。（与相同容量和长度的电缆通信比较）只进行视距传播本讲稿第三十二页，共三十七页32微波信号的传输特点是：（2）缺点：n相邻站之间必须直视，不能有障碍物。n隐蔽性和保护性差。n大气对微波信号的吸收与散射影响较大。n对大量中继站的建立耗费一定的人力和物力。大气对微波信号的吸收与散射影响较大。n微波天线的高度方向性，因此在地面一般采用点对点方式通信，本讲稿第三十三页，共三十七页333卫星微波通信（1）原理：n在两站之间利用位于距

13、地球表面3.6万公里高空的人造同步地球卫星作为中继器的一种微波接力通信。通信卫星为微波通信的中继站。本讲稿第三十四页，共三十七页343卫星微波通信（2）特点n传输距离远，费用与通信距离无关。（覆盖区的跨度达1.8万公里）n频带宽、容量大，干扰较小。n较大的传输延迟。（250ms-300ms）n适合广播通信，保密性较差。n造价高。本讲稿第三十五页，共三十七页354红外线传输n红外通信是利用红外线进行的通信，已广泛应用于短距离的通信.n它要求有一定的方向性，即发送器直接指向接收器。红外线的发送与接收装置硬件相对便宜且容易制造，也不需要天线。红外线亦可用于数据通信与计算机网络。n红外线不能穿透物体，包括墙壁，但这对防止窃听和相互间的串扰有好处。此外，红外传输也不需要申请频率分配，即不需授权即可使用。本讲稿第三十六页，共三十七页36小结n交换方式：线路交换、报文交换、分组交换n多路复用技术：频分、时分、波分n计算机网络的传输介质：双绞线、同轴电缆、光纤、无线电波本讲稿第三十七页，共三十七页37