数据通信与计算机网络信道共享.pptx

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1、2023/3/171A.1 信道共享技术的基本概念要解决的问题：什么时候才可以把数据发到链路上？如何让众多用户合理而方便的共享通信媒体资源？日常生活中常见的信道共享的例子就是召开会议。主要的召开会议的方式有：（1）固定分配发言时间，如学术会议、年终总结会等；（2）由主席管理发言。如听证会、辩论会；（3）不设会议主席，随机发言。如讨论会。信道共享技术的基本思想大都与此类似。第1页/共76页2023/3/172A.1 信道共享技术的基本概念信道共享技术主要可以分为静态分配和动态分配两大类。静态分配适用于用户数大致固定且通信量较大的情况。主要问题：不够灵活，不能适应拓扑、用户量等变化。因此不适和用户

2、数多且经常变化或通信量具有突发性的情况。典型的静态分配有时分复用、频分复用及码分复用等。动态分配又可以分为受控多点接入和随机多点接入两大类。受控接入是指用户接入信道要受到预先设定的控者或规则的控制。典型的受控接入技术包括轮叫轮询和传递轮询。随机接入是指各站点通过随机争用的方式接入信道。主要的随机接入技术有ALOHA，CSMA，和CSMA/CD。计算机网络中信道共享技术的设计原则是公平和效率。对协议性能的分析主要围绕吞吐量和时延两个指标来讨论。第2页/共76页第4章 多路复用与信道共享技术 4.1 多路复用技术 4.2 信道共享技术 2023/3/173第3页/共76页4.1 多路复用技术频分多

3、路复用(FDM)时分多路复用(TDM)波分复用(WDM)码分复用(CDM)空分复用(SDM)2023/3/174第4页/共76页4.1 多路复用技术 多路复用是一种将若干彼此无关的信号合并成一路复合信号并在一条公用信道上传输，到达接收端后再进行分离的方法。多路复用技术包含信号复合、传输和分离三个方面的内容。2023/3/175第5页/共76页频分多路复用(FDM)频分多路复用是按照频率参量的差别来分割信号的。也就是说，分割信号的参量是频率，只要使各路信号的频谱互不重叠，接收端就可以用滤波器把它们分割开来。把信道的可用频带分割为若干条较窄的子频带，每条子频带都可以作为一个独立的传输信道用来传输一

4、路信号。为了防止各路信号之间的相互干扰，相邻两个子频带之间需要留有一定的保护频带。由于通过媒质传输的复合信号一般是模拟信号，因此，当输入信号为数字信号时，应采用数模转换将数字信号转换为模拟信号，或者由数字信号直接键控载频形成幅度键控信号。2023/3/176第6页/共76页频分多路复用原理图2023/3/177第7页/共76页话音信号频分多路载波通信系统的原理框图 复合信号的总带宽满足：话音信号频分多路复用系统需妥善处理好两个问题：防止串话、减少互调噪声。2023/3/178第8页/共76页时分多路复用(TDM)时分多路复用通信是指各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信。具体地说，就是把

5、时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开、互不干扰的目的。目前常用的TDM有两种：同步时分多路复用和统计时分多路复用。2023/3/1710第10页/共76页1同步时分多路复用 只要发送端和接收端的时分多路复用器能够按时间分配同步地切换所连接的设备，就能保证各路设备共用一条信道进行相互通信，而且彼此互不干扰。2023/3/1711第11页/共76页1同步时分多路复用n路通信设备连接到一条公用信道上，发送端的时分多路复用器按照一定的次序轮流地给各个设备分配一段使用公用信道的时间。当轮到某个设备使用的逻辑联系被暂时切断，待指定的通信设备占用信道的时间一到

6、，则同步时分多路复用器就将信道切换给下一个被指定的设备。以此类推，一直轮流到最后一个设备，然后又重新继续开始。在接收端，时分多路复用器也是按照一定的次序轮流地接通各路输出，并且与输入端的时分多路复用器保持同步。2023/3/1712第12页/共76页1同步时分多路复用TDM的工作特点是：第一，通信双方是按照预先指定的时隙进行通信的，而且这种时间关系是固定不变的；第二，就某一瞬时来看，公用信道上仅传输某一对设备的信号，而不是多路复合信号，但就一段时间而言，公用信道上传输着按时间分隔的多路复合信号。2023/3/1713第13页/共76页2统计时分多路复用在传统的TDM系统中，以固定分配时隙的方式

7、对来自多个设备的数据流进行组合，然后在单一的公用信道上传输。这种时分多路复用技术既便宜又可靠，并能降低通信费用。但是，把它用于高速通信时效率较低。为了提高时隙的利用率，可以采用按需分配时隙的技术，即动态地分配所需时隙，以避免每帧中出现空闲时隙的现象。以这种动态分配时隙方式工作的TDM称为统计时分多路复用(STDM)。2023/3/1714第14页/共76页传统TDM与STDM 图中有4个数据源，并在4个不同时刻(t0t3)出现数据。2023/3/1715第15页/共76页2统计时分多路复用STDM两种子帧的格式：每帧一源的格式：帧末尾标志与总帧末尾标志相同。每帧多源的格式：在一帧中包含多个数据

8、源的数据，此时除了需要指明数据源的地址外，还要给出数据字长。2023/3/1716第16页/共76页波分复用(WDM)波分复用就是光的频分复用。目前一根单模光纤的传输速率可达到2.5Gb/s。如采用色散补偿技术，则一根单模光纤的传输速率可达到10Gb/s。图4.9 波分复用的概念2023/3/1717第17页/共76页波分复用(WDM)图4.9示出了8路传输速率均为2.5Gb/s的光载波(其波长均为1310nm)，经光调制后，它们的波长变换到15501557nm，相邻两个光载波相隔1nm。这8个波长很接近的光载波经过光复用器后，在一根光纤中传输。但光信号传输一段距离后会衰减，因此对衰减了的光信

9、号必须进行放大后才能继续传输。现在已经有了很好的掺铒光纤放大器(EDFA)，它是一种光放大器。EDFA不需要进行光电转换而直接对光信号进行放大。两个光纤放大器之间的光缆线路长度可达120km，而光复用器和光分用器之间的无光电转换的距离可达600km(只需放入4个光纤放大器)。2023/3/1718第18页/共76页码分复用(CDM)码分复用(CDM)，更常称为码分多址(CDMA)。每个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此各用户之间不会造成干扰。CDMA系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声。最早应用于军事通信中，随着技术的进步，C

10、DMA设备的价格和体积都大幅度下降，现已广泛使用在民用的移动通信中。2023/3/1719第19页/共76页CDMA工作原理 每个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片(chip)。通常m的值是64或128。CDMA的每个站被指派一个唯一的m bit码片序列。要发送比特1，则发送它自己的m bit码片序列；要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。例如，指派给S站的8 bit码片序列是00011011。当S站发送比特1时，就发送序列00011011，而当发送比特0时，就发送序列11100100。习惯上，S站的码片序列记为(-1-1-1+1+1-1+1+1)。2023/3/1720第20页/共

11、76页CDMA工作原理 S站数据率为bb/s。由于每个比特的信息要转成m个比特的码片，S站实际据率提高到mbb/s，同时S站所占用的频带也提高到原来的m倍。即扩频。扩频通信通常有两大类：一种是直接序列（DS-CDMA）；另一种是跳频(frequencyhopping)扩频方式（FH-CDMA）。CDMA系统的一个重要特点就是各站的码片序列不仅必须各不相同，而且还必须互相正交。在实用的系统中使用的是伪随机码序列。2023/3/1721第21页/共76页CDMA工作原理用数学公式表示码片序列的正交关系：两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的规格化内积(innerproduct)为0。向量S和各

12、站码片序列二进制反码的向量的规格化内积也是0。任何一个码片向量和该码片向量自己的规格化内积为1。一个码片向量和该码片序列二进制反码的向量的规格化内积是-1。2023/3/1722第22页/共76页CDMA工作原理的一个例子S站发送数据110，码片序列为(-1-1-1+1+1-1+1+1)T站发送数据110，码片序列为(-1-1+1-1+1+1+1-1)2023/3/1723第23页/共76页空分复用(SDM)空分复用(SDM)是利用空间分割构成不同信道的一种多路复用方法。2023/3/1724第24页/共76页空分复用技术在无线传输领域的应用举例 2023/3/1725第25页/共76页MIM

13、O技术MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)是在空分复用技术上衍生来的的多输入-多输出的方式MIMO系统可将多径作为一个有利因素加以利用。2023/3/1726第26页/共76页第4章 多路复用与信道共享技术 4.1 多路复用技术 4.2 信道共享技术 2023/3/1727第27页/共76页4.2 信道共享技术受控多点接入 随机接入ALOHA 随机接入CSMA/CD 令牌传递接入 2023/3/1728第28页/共76页受控多点接入1轮叫轮询的性能分析主机按顺序从站1开始逐个轮询。站1如有数据，即可发给主机。站1如无数据，则发送控制帧给主机，表示无数据可发。然

14、后主机询问站2,，在询问完站N后，又重复询问站1。轮叫轮询的网络拓扑结构2023/3/1729第29页/共76页受控多点接入2传递轮询的性能分析 前面讨论的轮叫轮询存在一个较大的缺点，这就是轮询帧在多点线路上不停地循环往返，形成了相当大的开销，增加了帧的等待时延。为了克服这一缺点，可以采用传递轮询的办法。传递轮询工作示意图2023/3/1730第30页/共76页受控多点接入传递轮询与轮叫轮询的比较：(1)传递轮询的帧时延总是小于同样条件下的轮叫轮询的时延。(2)站间的距离越大，传递轮询的效果就比轮叫轮询的越好。(3)站间距离较小且通信量较大时，传递轮询带来的好处就不太明显。传递轮询系统实现起来

15、技术上比较复杂，代价也较高，因此在目前实用的轮询系统中，主要还是使用轮叫轮询系统。2023/3/1731第31页/共76页随机接入ALOHA轮询技术在网络的通信量较小时，系统的工作效率较低。当网络的通信量较小时，让用户自由地发送数据随机接入。最 早 在 美 国 夏 威 夷 大 学 计 算 中 心 的 无 线 网 络 ALOHA系 统 中 采 用，称 为“ALOHA”方法。2023/3/1732第32页/共76页2023/3/17331非时隙ALOHA纯ALOHA的工作原理设所有站发送的帧都是定长的，且用发送时间而不是比特数来表示。要点：每个站自由地发送数据帧，若出现冲突，各站等待一段随机的时间

16、再重发，直到成功为止。第33页/共76页1非时隙ALOHA为便于分析，我们做如下假设：(1)广播式信道本身是不产生差错的理想信道；(2)每个节点的帧到达为泊松过程，帧长度固定相等，每帧的发送时间为秒；(3)单位时间内进入信道的总业务量为G，其中成功传输的业务量为S，则有：G=S+(单位时间内的重传帧数)2023/3/1734第34页/共76页1非时隙ALOHA在一个帧发送期间tf及之前共2（这里=tf）秒的时间区间，被称为“易损区间”。如能保证在这个区间内信道上只存在当前这个帧在传输，则这个帧必能成功传输。根据泊松分布公式，当单位时间内的帧到达率为G时，则在期间内出现k个帧的概率为：2023/

17、3/1735第35页/共76页1非时隙ALOHA 在易损区间内成功传输一个帧的概率应是“前一内不发送帧”和“后一个内只发送个帧”这两事件同时发生的概率，则成功概率为：成功概率也即系统吞吐率：ALOHA系统的S-G特性曲线2023/3/1736第36页/共76页1非时隙ALOHAALOHA系统的帧传输时延通常用时延吞吐特性来描述。定义帧传输时延D是从一个帧发送到被接收节点成功接收为止的一段时间间隔。归一化的帧传输时延D可表示为式中，第一项是成功传输的一次归一化时延；第二项是归一化的传播时延，第三项是由于碰撞而引起E次重传所引起的时延，其中是每次重传所需的平均时延。问题归结为求E和。2023/3/

18、1737第37页/共76页1非时隙ALOHA不难得出一个帧的平均发送次数就等于G/S。抛去成功的一次，则平均重传次数为：实际中通常采用的一种简单重传策略是：当发送站检出自己发送的帧出错后，立即计算一个在1,K区间内均匀分布的随机数k，据此延迟ktf秒后再重传被碰撞的帧，则归一化后的平均一次重传时延为：最后有：2023/3/1738第38页/共76页2时隙ALOHA前述非时隙ALOHA系统只给出了约0.184的最大吞吐率。为了提高吞吐率，需要设法减少各节点发送帧时发生冲突的机会。时隙ALOHA系统(简记为S-ALOHA)的吞吐率比非时隙ALOHA系统的确实提高了一倍。S-ALOHA系统的帧传输时

19、延D比非时隙ALOHA系统的时延小。2023/3/1739第39页/共76页为了提高吞吐量，需要降低冲突的概率。通过给信道划分时隙可以达到降低冲突概率的要求，付出的代价就是要把各站在时间上同步起来。2023/3/17402时隙ALOHA第40页/共76页2023/3/1741工作原理把信道在时间上划分成等长的时隙，时隙长度等于帧的发送时间 ，帧到达各站后，不能立即发送，必须等到一个时隙的开始时才能发送。性能分析S-ALOHA发送成功的条件是:两个帧到达时间属于不同时隙，与纯ALOHA比降低了冲突概率。2时隙ALOHA第41页/共76页随机接入CSMA/CD在ALOHA中，各站要发送数据帧时，不

20、考虑信道当前的状态，即不管信道是忙还是闲，就马上发送数据帧，这存在严重的盲目性。所以ALOHA的吞吐量很低。要进一步提高系统吞吐率，还应进一步设法减少节点间发送冲突的概率。为此，除了缩小易损区间(这也是有限度的)外，还可以从减少发送策略的盲目性着手，在发送之前进行“载波监测”来确定信道忙闲状态，然后再决定帧发送与否，即载波侦听多址接入(CarrierSenseMultipleAccess，CSMA)方式。2023/3/1742第42页/共76页的基本原理 任一个网络节点在它有帧欲发送之前，先监测一下广播信道中是否存在别的节点正在发送帧的载波信号。如果监测到这种信号，说明信道正忙，否则信道是空闲

21、的。然后，根据预定的控制策略来决定：(1)若测得信道是闲的，应该立即将自己的帧发送出去？还是为慎重起见暂时不发送出去？(2)若测得信道是忙的，应该继续坚持监测载波？还是暂时退避一段时间再监测？2023/3/1743第43页/共76页2023/3/1744随机接入技术：CSMA载波监听多点接入载波监听多点接入（Carrier Sense Multiple Access,CSMA）是对ALOHA技术的进一步改进。CSMA就是在发送前先监听信道，确定信道是否空闲，再根据信道的情况决定是否发送。当然，代价是要增加载波监听装置。根据监听策略的不同，CSMA可以分为以下三种类型：（1）非坚持非坚持CSMA

22、（Non-persistent）（2）1-坚持坚持CSMA（1-persistent）（3）p-坚持坚持CSMA（p-persistent）第44页/共76页2023/3/1745随机接入技术：CSMA三种CSMA策略的特点如下：非坚持:一旦听到信道忙，就随机延时一段时间再重新监听。很可能在重新监听前，信道已经空闲了。不能充分利用信道的空闲时间，影响了信道利用率。在通信量不大时，平均时延较大。非坚持CSMA第45页/共76页2023/3/1746随机接入技术：CSMA三种CSMA策略的特点如下：1-坚持:如果信道忙坚持监听，而一旦听到信道空闲就马上发送数据，可以充分利用信道的空闲时间。但当通信

23、量较大时，若两个以上的站同时监听信道，那么就必然会发生冲突，反而不利于吞吐量的提高。1-坚持CSMA第46页/共76页2023/3/1747随机接入技术：CSMA三种CSMA策略的特点如下：p-坚持:在一定程度上可以克服1-坚持的缺点。但p的选择和通信量有关，而通信量通常是变化的，如何选择合适的p较为困难。P-坚持CSMA第47页/共76页2023/3/1748随机接入技术：CSMA非坚持CSMA1-坚持CSMAP-坚持CSMA第48页/共76页2023/3/17494.3 随机接入技术：CSMA/CD载波监听多点接入载波监听多点接入/碰撞检测碰撞检测（CSMA with Collision

24、Detection）。CSMA通过在发送前监听信道，降低了冲突的概率。但由于传播时延的存在，冲突还是不可避免的。电磁波在总线上的有限传播速率的影响,当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到 B。B 若在 A 发送的信息到达 B 之前发送自己的帧(因为这时 B 的载波监听检测不到 A 所发送的信息)，则必然要在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两个帧都变得无用。第49页/共76页2023/3/17504.3 随机接入技术：CSMA/CD1kmABt碰撞t=2A检测到发生碰撞 t=B发送数据B检测到发生碰撞 t=t=0

25、单程端到端传播时延记为第50页/共76页2023/3/17514.3 随机接入技术：CSMA/CD载波监听多点接入载波监听多点接入/碰撞检测碰撞检测（CSMA with Collision Detection）。CSMA通过在发送前监听信道，降低了冲突的概率。但由于传播时延的存在，冲突还是不可避免的。然而，CSMA一旦开始发送，就不管是否发生冲突（或碰撞）都坚持把要发送的数据帧发完。所以只要发生冲突，信道就被浪费一段时间 。帧长越大，浪费越严重。为了减小这种浪费，CSMA/CD在CSMA的基础上增加了碰撞检测功能，即在发送数据帧的同时，继续监听信道，如果监听到发生冲突，则冲突的双方必须停止发送

26、，使信道很快空闲下来，提高了信道利用率。第51页/共76页2023/3/17521kmABt碰撞t=B检测到信道空闲发送数据t=/2发生碰撞t=2A检测到发生碰撞 t=B发送数据B检测到发生碰撞 t=ABABAB t=0A检测到信道空闲发送数据ABt=0t=B检测到发生碰撞停止发送STOPt=2A检测到发生碰撞STOPAB单程端到端传播时延记为第52页/共76页2023/3/17534.3 随机接入技术：CSMA/CD“碰撞检测”就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。所谓“碰撞”就是发生了冲突。因此“碰撞检测”也称为“冲突检测”。碰撞检测的方法碰撞检测的方法：信号电平法；编码规则法；

27、逐比特比较法。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压摆动值将会增大（互相叠加）。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。第53页/共76页2023/3/17544.3 随机接入技术：CSMA/CD载波监听多点接入载波监听多点接入/碰撞检测碰撞检测（CSMA with Collision Detection）。在实际的网络中，当检测到冲突后，立即停止发送外，还通过发送若干比特的人为干扰人为干扰强化冲突，以便让所以用户都知道发生了冲突。免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。CSMA/CD的原理可以简练地概括

28、为先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发。第54页/共76页55qCSMA/CD强化冲突的示意图(B也能检测到冲突，但图中未绘出B发送的干扰信号)4.3 随机接入技术：CSMA/CD数据帧干扰信号 TJABTBt B发送数据A检测到冲突出现冲突信道占用时间A发送数据B检测到冲突第55页/共76页CSMA/CD确认式数据传输过程 2023/3/1756第56页/共76页CSMA/CD确认方式的工作流程 2023/3/1757第57页/共76页2023/3/17584.3 随机接入技术：CSMA/CD实际网络中（如应用最广的以太网）使用的就是1坚持CSMA/CD。为了保证系统的稳定性，以太网采用了

29、截断二进制指数截断二进制指数类型退避算法类型退避算法（truncated binary exponential type backoff algorithm）决定重发帧所需的时延。在需要重发时，该算法从离散整数集合 中随机取一个数，用 表示，其中 。重发所需时延就是 倍的基本退避时间（事先约定，如 ）。重发16次不成功，丢弃该帧，并向高层报告。这种算法，时延随重发次数增大，故称动态退避。即使采用1坚持策略，整个系统也是稳定的。第58页/共76页2023/3/17594.3 随机接入技术：CSMA/CDCSMACD的工作过程可概括为以下4步：第一步：如果介质信道空闲，则可进行发送。第二步：如果介

30、质信道有载波(忙)，则继续对信道进行侦听，一旦发现空闲，便立即发送。第三步：如果在发送过程中检测到碰撞，则停止自己的正常发送，转而发送一短暂的干扰信号，强化碰撞信号，使LAN上所有站都能知道出现了碰撞。第四步：发送了干扰信号后，退避一随机时间，重新尝试发送。第59页/共76页思考题数据链路层的功能是什么？差错控制 链路管理（信道共享）定界与同步 寻址 流量控制 透明传输 在停止等待协议中，应答帧为什么不需要序号？何为冲突？在CSMA/CD中如何解决冲突？载波监听出现冲突后，延迟等待不同时间重发 2023/3/1760第60页/共76页61谢谢大家AnyQuestion?第61页/共76页2统计

31、时分多路复用STDM存在的一些潜在的技术缺陷：时延问题。STDM常用的三种缓冲控制技术：同信道信号传输 异信道信号传输 降低时钟，减缓数据吞吐量。前两种技术可用于控制异步终端的数据流，而后一种技术适用于同步终端。2023/3/1762第62页/共76页1非时隙ALOHA非时隙ALOHA的工作原理 2023/3/1763第63页/共76页2023/3/1764A.5 随机接入技术：CSMA/CD争用期争用期（contention period），由于传播时延的存在，每个站发送数据刚开始的一个很短的时间内，由于传播时延的存在，仍有可能发生冲突。我们将这段可能发生冲突的时间间隔称为争用期。AB信道占

32、用时间冲突干扰信号A检测到冲突B发送数据n总线争用期等于 ，而 ，所以n争用期越是小于一个帧的发送时间，CSMA/CD的优越性就越显著。相反，对时延较大的卫星信道，其争用期可能比帧的发送时间还长，故CSMA/CD不适用于卫星信道。第64页/共76页不同的数据速率所需的子频带间隔 表表4.1 FDM的子频带间隔的子频带间隔速率(b/s)间隔Hz速率(b/s)间隔Hz75120450720110170600960150240120018003004802023/3/1765第65页/共76页1同步时分多路复用TDM有两种：比特交错TDM、字符交错TDM2023/3/1766第66页/共76页比特交

33、错TDM和字符交错TDM比特交错TDM通常用于同步终端系统，而字符交错TDM则用于异步终端系统。当以比特为基础进行交错时，复用器允许每路每次输入一比特，然后将各路输入的比特组合成帧进行传输。显然，如一帧中含有多个字符，由于减少了同步字符的个数，从而提高了传输效率。另外，如采用时隙大小与每个字符宽度成比例的技术，虽增加了技术的复杂性和成本，但其传输效率将能达到最大值。2023/3/1767第67页/共76页比特交错TDM和字符交错TDM因为字符交错TDM所需的缓冲区大，所以字符交错TDM的成本比比特交错TDM要略微高一些。对于比特交错TDM来说，除了实现较为便宜外，它还能提供较快的同步和较短的传

34、输延迟，这是因为复用器接收到每一比特数据就可传输的缘故。而字符交错TDM中，复用器则需将若干比特汇集成字符后方可传输。另外，字符交错TDM还具有较强的抗突发干扰的能力。2023/3/1768第68页/共76页4.4 令牌传递接入在环形拓扑的局域网上，基本上都采用令牌传递(Token-Passing)方式的媒质接入技术。“令牌”(Token)，也称为“通行证”或“标记”，它是用于分配和调度共享信道资源的一种控制码型，是一个网络工作站接入并占用媒质资源的权力象征。令牌的忙或闲状态代表信道是否空闲以供节点站接入使用。Token-Passing接入方式，理论上可使最大信道利用率达到100。采用令牌传递

35、技术的环形网称为令牌环(Token-Ring)网，采用令牌传递技术的总线网称为令牌总线(Token-Bus)网。2023/3/1769第69页/共76页环网及环接口 环接口RI主要包括两个部件：环路连接器和环接口控制器。2023/3/1770第70页/共76页环网及环接口(1)环路连接器连接器用来完成节点信号通路与传输媒质的物理连接，完成物理层的功能(主要是对环路比特信号的存储或转发)。每个环路连接器对比特信号的存储(或转发)迟延，称为站嵌入迟延。所有站嵌入迟延加上所有链路段的传播迟延的总时延，称为环路时延。在实际系统中，站嵌入迟延应是可调整的，以使调节环路时延满足令牌传递过程的实际要求。20

36、23/3/1771第71页/共76页环网及环接口(2)环接口控制器环接口控制器是节点设备DTE与连接器之间的接口，完成网络层功能。这个接口控制器主要担负两种基本的操作控制。监测信道和接收数据(收听方式)发送数据(发送方式)2023/3/1772第72页/共76页令牌环的工作过程 2023/3/1773工作原理：n传送数据时会由掌握 token 的电脑先发送数据n接收数据的电脑会检查 frame 表头，若是送给自己的则处理之n无论是否是送给自己的，都会再传下去n传一圈后检查资料是否相同以确定资料没有传输错误n再把 token 传递到下一台电脑第73页/共76页几点说明当环路时延小于或等于一个令牌

37、的传输时间时，显然环路上只可能存在一个令牌，此时称环路工作于单令牌方式。当环路时延大于一个令牌的传输时间时，则环路上可允许存在多个令牌，此时环路既可工作于单令牌方式，也可工作于多令牌方式。在采用令牌传递接入方式构成网络系统时，最值得引起注意的系统故障是令牌丢失现象。采用超时控制方法可以发现令牌丢失。2023/3/1774第74页/共76页令牌丢失的超时控制方法设环路时延(一个比特巡回环路一周的时间)为TR，一个环接口发送最长帧的时间为TP，发送令牌的时间为TT。那么任一环接口两次收到令牌之间的时间间距应满足：Tu Tu满足 Tu=TR+TP+TT在每个环路接口中都设置一个定时器，若定时值超过Tu，即可认为环路中丢失了令牌。2023/3/1775第75页/共76页2023/3/1776感谢您的观看！第76页/共76页