1.3網絡中的數據通信1.3網絡中的數據通信1學習目標掌握數據通信的基本概念；了解基帶傳輸的基本概念；了解頻帶傳輸的基本概念；知道調制解調器的工作原理；知道線路交換與分組交換等數據交換技術；學習目標掌握數據通信的基本概念；2一、數據通信的基本概念信息、數據和信號數據傳輸類型與通信系統基帶傳輸頻帶傳輸數據傳輸速率一、數據通信的基本概念信息、數據和信號31.信息、數據和信號通信信號模擬信號數字信號信息數據1.信息、數據和信號通信4信號：是數據在傳輸過程中電信號的表現形式。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型有兩種：模擬信號和數字信號模擬信號：的信號電平是連續變化的；數字信號：是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信號表示。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型，通信系統分為模擬通信系統與數字通信系統兩種。信號：是數據在傳輸過程中電信號的表現形式。5模擬信號與數字信號波形模擬信號數字信號模擬信號與數字信號波形模擬信號與數字信號波形模擬信號數字信號模擬信號與數字信號波形62.數據傳輸類型與通信系統⑴數據傳輸類型模擬通信數字通信⑵數據通信系統計算機系統計算機系統調制解調器信道調制解調器圖2-2數據通信系統通信線路2.數據傳輸類型與通信系統⑴數據傳輸類型⑵數據通信系統計7(3)數據通信方式單工、半雙工與全雙工通信按信號傳送方向與時間關系分單工通信（simplex）半雙工通信(half-duplex)全雙工通信(full-duplex)(3)數據通信方式8單工、半雙工與全雙工通信單工、半雙工與全雙工通信93.基帶傳輸基帶傳輸的定義在數據通信中，表示計算機二進制的比特序列的數字數據信號是典型的矩形脈沖信號;矩形脈沖信號的固有頻帶稱做基本頻帶,簡稱為基帶,矩形脈沖信號就叫做基帶信號;在數字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸。3.基帶傳輸基帶傳輸的定義10通信信道帶寬對基帶傳輸的影響模擬信號與數字信號波形通信信道帶寬對基帶傳輸的影響模擬信號與數字信號波形114.頻帶傳輸頻帶傳輸的定義利用模擬信道傳輸數據信號的方法稱為頻帶傳輸；調制解調器（modem）是頻帶傳輸中最典型的通信設備。4.頻帶傳輸頻帶傳輸的定義12外置Modem與計算機的連接圖2-10模擬信號與數字信號波形外置Modem與計算機的連接圖2-10模擬信號與數字信號波13何謂調制解調器調制器（modulation）解調器（demodulation）內置與外置Modem的區別計算機端口（串口、并口、USB口）如何連接調制解調器外置調制解調器指示燈含義何謂調制解調器145.數據傳輸速率定義：數據傳輸速率在數值上，等于每秒鐘傳輸構成數據代碼的二進制比特數，單位為比特/秒，記做bps（每秒鐘傳送二進制的位數）。常用的數據傳輸速率單位有：Kbps、Mbps、Gbps與Tb/s，其中：1Kbps＝103bps1Mbps＝106bps1Gbps＝109bps1Tbps＝1012bps5.數據傳輸速率定義：156.帶寬與寬帶網帶寬:指通信信道的傳輸容量.寬帶網:是指具備較高通信速率和較高吞吐量的計算機網絡.6.帶寬與寬帶網帶寬:指通信信道的傳輸容量.16二、多路復用技術

多路復用（multiplexing）：在通信系統中能實現多種信號在同一媒體中傳輸的技術。二、多路復用技術 多路復用（multiplexing）：在17多路復用的工作原理多路復用的工作原理18三、網絡中的數據交換技術

空間分割線路交換

線路交換時間分割線路交換

交換方式存儲交換

報文交換

報文分組交換

數據報

虛電路

數據通過通信子網的傳輸過程可以分為：線路交換存儲轉發交換也稱存儲交換三、網絡中的數據交換技術19通信傳輸子網S1S2S3共享信道通信傳輸子網S1S2S3共享信道20通信交換技術需要解決的問題如何通過通信傳輸子網實現數據傳輸通信傳輸子網由通信線路和交換結點組成交換結點的功能連接通信線路實現傳輸過程中數據的存儲/轉發數據存儲：緩存功能數據轉發：路徑選擇功能通信交換技術需要解決的問題如何通過通信傳輸子網實現數據傳輸211.線路交換方式

線路交換是面向連接的服務；兩臺計算機通過通信子網進行數據交換之前，首先要在通信子網中建立一個實際的物理線路連接；線路交換在數據傳輸過程中要經過建立連接、數據傳輸、釋放連接的三個階段；優點：通信實時性強，適用于交互式會話類通信；缺點：對突發性通信不適應，系統效率低，系統沒有存儲數據的能力，不能平滑交通量。1.線路交換方式線路交換是面向連接的服務；22線路交換舉例AEFCDBaaaaa獨占信道S1S2S3aaaaaa此時F不能與D通話A與E通話線路交換舉例AEFCDBaaaaa獨占信道S1S2S3aaa23電路交換的特性建立端到端的物理連接花費呼叫時間在保持連接期間雙方獨占信道沒有沖突有可能浪費信道資源直到發出撤除連接申請才會釋放被占用的信道資源信道資源的利用效率較低電路交換的特性建立端到端的物理連接花費呼叫時間242.存儲轉發交換方式

數據通過通信子網傳輸時可以有報文（message）與報文分組（packet）兩種方式；⑴報文傳輸：不管發送數據的長度是多少，都把它當作一個邏輯單元發送；⑵報文分組傳輸：限制一次傳輸數據的最大長度，如果傳輸數據超過規定的最大長度，發送結點就將它分成多個報文分組發送。2.存儲轉發交換方式數據通過通信子網傳輸時可以有報文（me25報文交換舉例（1）AEFCDB存儲轉發S1S2S3A向E發送電報aaaF向D發送電報fff報文交換舉例（1）AEFCDB存儲轉發S1S2S3A向E發送26報文交換舉例（2）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報文到達S1fffF報文到達S3報文交換舉例（2）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報27報文交換舉例（3）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報文到達S2fffF報文到達S2報文交換舉例（3）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報28報文交換舉例（4）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aA報文到達S3aafffF報文到達S3報文交換舉例（4）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aA報文到29報文交換舉例（5）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aA報文到達EaaaF報文到達Efff報文交換舉例（5）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aA報文到30報文交換的特性整塊數據逐站存儲轉發對報文的長度沒有限制，對于大塊數據占用存儲空間大占用信道時間長延遲較大，不能實現交互式通信報文交換的特性整塊數據逐站存儲轉發313.數據報方式

數據報是分組存儲轉發的一種形式；在數據報方式中，分組傳送之間不需要預先在源主機與目的主機之間建立“線路連接”；源主機所發送的每一個分組都可以獨立地選擇一條傳輸路徑；每個分組在通信子網中可能是通過不同的傳輸路徑到達目的主機。3.數據報方式數據報是分組存儲轉發的一種形式；32分組交換舉例AEFCDBaaafafa共享信道S1S2S3aaaaafaaffffffffffA向E發送數據F向D發送數據affaaffaa分組交換舉例AEFCDBaaafafa共享信道S1S2S3a33分組交換的特性分組的長度有上限控制，各自獨立傳輸占用信道時間短占用緩存空間小信道共享可充分利用信道資源有可能發生資源（信道和結點）占用沖突分組交換的特性分組的長度有上限控制，各自獨立傳輸34分組交換的優點比報文交換的延遲小比電路交換的效率高適于計算機網絡通信分組交換的缺點仍然有延遲，不能滿足實時多媒體通信的服務質量需要解決沖突檢測、擁塞控制和糾錯重發等問題分組交換的特性分組交換的優點分組交換的特性351.3網絡中的數據通信1.3網絡中的數據通信36學習目標掌握數據通信的基本概念；了解基帶傳輸的基本概念；了解頻帶傳輸的基本概念；知道調制解調器的工作原理；知道線路交換與分組交換等數據交換技術；學習目標掌握數據通信的基本概念；37一、數據通信的基本概念信息、數據和信號數據傳輸類型與通信系統基帶傳輸頻帶傳輸數據傳輸速率一、數據通信的基本概念信息、數據和信號381.信息、數據和信號通信信號模擬信號數字信號信息數據1.信息、數據和信號通信39信號：是數據在傳輸過程中電信號的表現形式。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型有兩種：模擬信號和數字信號模擬信號：的信號電平是連續變化的；數字信號：是用兩種不同的電平去表示0、1比特序列的電壓脈沖信號表示。按照在傳輸介質上傳輸的信號類型，通信系統分為模擬通信系統與數字通信系統兩種。信號：是數據在傳輸過程中電信號的表現形式。40模擬信號與數字信號波形模擬信號數字信號模擬信號與數字信號波形模擬信號與數字信號波形模擬信號數字信號模擬信號與數字信號波形412.數據傳輸類型與通信系統⑴數據傳輸類型模擬通信數字通信⑵數據通信系統計算機系統計算機系統調制解調器信道調制解調器圖2-2數據通信系統通信線路2.數據傳輸類型與通信系統⑴數據傳輸類型⑵數據通信系統計42(3)數據通信方式單工、半雙工與全雙工通信按信號傳送方向與時間關系分單工通信（simplex）半雙工通信(half-duplex)全雙工通信(full-duplex)(3)數據通信方式43單工、半雙工與全雙工通信單工、半雙工與全雙工通信443.基帶傳輸基帶傳輸的定義在數據通信中，表示計算機二進制的比特序列的數字數據信號是典型的矩形脈沖信號;矩形脈沖信號的固有頻帶稱做基本頻帶,簡稱為基帶,矩形脈沖信號就叫做基帶信號;在數字通信信道上，直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸。3.基帶傳輸基帶傳輸的定義45通信信道帶寬對基帶傳輸的影響模擬信號與數字信號波形通信信道帶寬對基帶傳輸的影響模擬信號與數字信號波形464.頻帶傳輸頻帶傳輸的定義利用模擬信道傳輸數據信號的方法稱為頻帶傳輸；調制解調器（modem）是頻帶傳輸中最典型的通信設備。4.頻帶傳輸頻帶傳輸的定義47外置Modem與計算機的連接圖2-10模擬信號與數字信號波形外置Modem與計算機的連接圖2-10模擬信號與數字信號波48何謂調制解調器調制器（modulation）解調器（demodulation）內置與外置Modem的區別計算機端口（串口、并口、USB口）如何連接調制解調器外置調制解調器指示燈含義何謂調制解調器495.數據傳輸速率定義：數據傳輸速率在數值上，等于每秒鐘傳輸構成數據代碼的二進制比特數，單位為比特/秒，記做bps（每秒鐘傳送二進制的位數）。常用的數據傳輸速率單位有：Kbps、Mbps、Gbps與Tb/s，其中：1Kbps＝103bps1Mbps＝106bps1Gbps＝109bps1Tbps＝1012bps5.數據傳輸速率定義：506.帶寬與寬帶網帶寬:指通信信道的傳輸容量.寬帶網:是指具備較高通信速率和較高吞吐量的計算機網絡.6.帶寬與寬帶網帶寬:指通信信道的傳輸容量.51二、多路復用技術

多路復用（multiplexing）：在通信系統中能實現多種信號在同一媒體中傳輸的技術。二、多路復用技術 多路復用（multiplexing）：在52多路復用的工作原理多路復用的工作原理53三、網絡中的數據交換技術

空間分割線路交換

線路交換時間分割線路交換

交換方式存儲交換

報文交換

報文分組交換

數據報

虛電路

數據通過通信子網的傳輸過程可以分為：線路交換存儲轉發交換也稱存儲交換三、網絡中的數據交換技術54通信傳輸子網S1S2S3共享信道通信傳輸子網S1S2S3共享信道55通信交換技術需要解決的問題如何通過通信傳輸子網實現數據傳輸通信傳輸子網由通信線路和交換結點組成交換結點的功能連接通信線路實現傳輸過程中數據的存儲/轉發數據存儲：緩存功能數據轉發：路徑選擇功能通信交換技術需要解決的問題如何通過通信傳輸子網實現數據傳輸561.線路交換方式

線路交換是面向連接的服務；兩臺計算機通過通信子網進行數據交換之前，首先要在通信子網中建立一個實際的物理線路連接；線路交換在數據傳輸過程中要經過建立連接、數據傳輸、釋放連接的三個階段；優點：通信實時性強，適用于交互式會話類通信；缺點：對突發性通信不適應，系統效率低，系統沒有存儲數據的能力，不能平滑交通量。1.線路交換方式線路交換是面向連接的服務；57線路交換舉例AEFCDBaaaaa獨占信道S1S2S3aaaaaa此時F不能與D通話A與E通話線路交換舉例AEFCDBaaaaa獨占信道S1S2S3aaa58電路交換的特性建立端到端的物理連接花費呼叫時間在保持連接期間雙方獨占信道沒有沖突有可能浪費信道資源直到發出撤除連接申請才會釋放被占用的信道資源信道資源的利用效率較低電路交換的特性建立端到端的物理連接花費呼叫時間592.存儲轉發交換方式

數據通過通信子網傳輸時可以有報文（message）與報文分組（packet）兩種方式；⑴報文傳輸：不管發送數據的長度是多少，都把它當作一個邏輯單元發送；⑵報文分組傳輸：限制一次傳輸數據的最大長度，如果傳輸數據超過規定的最大長度，發送結點就將它分成多個報文分組發送。2.存儲轉發交換方式數據通過通信子網傳輸時可以有報文（me60報文交換舉例（1）AEFCDB存儲轉發S1S2S3A向E發送電報aaaF向D發送電報fff報文交換舉例（1）AEFCDB存儲轉發S1S2S3A向E發送61報文交換舉例（2）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報文到達S1fffF報文到達S3報文交換舉例（2）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報62報文交換舉例（3）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報文到達S2fffF報文到達S2報文交換舉例（3）AEFCDB存儲轉發S1S2S3aaaA報63報文交換舉例（4）AEFCDB存儲轉發S1S2