第5章计算机网络基本知识介绍

2．传输媒体
传输媒体也称传输介质， 传输媒体也称传输介质，指通信系统中连接发送方和 也称传输介质 接收方的物理链路。 接收方的物理链路。 传输媒体可分为有线 无线两大类 有线和 两大类。 传输媒体可分为有线和无线两大类。常用的有线媒体 有同轴电缆、双绞线和光缆等， 有同轴电缆、双绞线和光缆等，无线媒体是指通过空 间传输的无线电波、微波、红外线、通信卫星等。 间传输的无线电波、微波、红外线、通信卫星等。
铜线 绝缘层 外屏蔽层 外部保护层
双绞线对 双绞线对
（a ）屏蔽双绞线
外壳
铜线
绝缘层
外部保护层
图5 4 双绞线
（b ）非屏蔽双绞线
⑶光纤optical fiber 光纤optical 光纤即光导纤维，是传送光信号的介质，由纤芯、 光纤即光导纤维，是传送光信号的介质，由纤芯、包 层和护套构成。 层和护套构成。 纤芯一般由纯净的玻璃制成； 纤芯一般由纯净的玻璃制成；包层材料通常是玻璃或 塑料，折射率比纤芯低；最外面的套层具有护作用。 塑料，折射率比纤芯低；最外面的套层具有护作用。
5.1.2 常用通信系统简介
1．公用电话系统 公用电话系统基于公共交换电话网络PSTN PSTN， PSTN是一个 公用电话系统基于公共交换电话网络PSTN，而PSTN是一个 向公众提供电话服务的通信网， 向公众提供电话服务的通信网，是国家公用通信基础设施 之一[教材P233 P233图 之一[教材P233图5-9] 。 从数据交换技术角度看，PSTN是一个为实时语音进行优化 从数据交换技术角度看，PSTN是一个为实时语音进行优化 的线路交换网络 2.移动电话系统 2.移动电话系统 移动通信就是通信双方至少有一方在运动中进行信息交换。 移动通信就是通信双方至少有一方在运动中进行信息交换。 在蜂窝移动电话系统中, 在蜂窝移动电话系统中, 把通信覆盖的地理区域划分为多 个单元(cell) 再用小功率发射机(基站)覆盖每个单元， (cell)， 个单元(cell)，再用小功率发射机(基站)覆盖每个单元， 与移动用户建立通信。一个网络交换中心MSC借助于一台 与移动用户建立通信。一个网络交换中心MSC借助于一台 MSC 计算机控制所有的单元把它们连接到电话系统中
电缆芯线 绝缘材料 屏蔽物 （网状铜织物）
外壳
图5.3 同轴电缆
⑴同轴电缆（coaxial cable） 同轴电缆（ cable） 以硬铜（或铝）线为芯， 以硬铜（或铝）线为芯，外包 一层绝缘材料， 一层绝缘材料，这层绝缘材料 的外面用密织的网状导体缠绕， 的外面用密织的网状导体缠绕， 金属网外又覆盖一层保护性材 如图5.3所示。 5.3所示 料，如图5.3所示。
3.卫星通信系统 3.卫星通信系统 卫星通信系统利用卫星作为中继器进行通信， 卫星通信系统利用卫星作为中继器进行通信，由卫星 和两个地球站（发送站、接收站）组成， 和两个地球站（发送站、接收站）组成，卫星在空中 起中继站的作用， 起中继站的作用，它把地球发送站发来的电磁波放大 后再返送回另一个地球接收站。 后再返送回另一个地球接收站。 4.综合业务数字网络 综合业务数字网络ISDN 4.综合业务数字网络ISDN 综合业务数字网络（ 综合业务数字网络（Integrated Services Digital Network，ISDN） 由综合数字电话网IDN IDN演变而成 Network，ISDN）是“由综合数字电话网IDN演变而成 的通信网，它能提供端到端的数字连接， 的通信网，它能提供端到端的数字连接，用来支持话 音和非话音在内的多种电信业务(即综合业务), 音和非话音在内的多种电信业务(即综合业务), 用户 可通过有限的一组标准化的多用途用户可通过有限的一组标准化的多用途用户-网络接口接入 网内” 网内”。 非对称数字用户线路ADSL和电缆调制解调器Cable ADSL和电缆调制解调器 5．非对称数字用户线路ADSL和电缆调制解调器Cable Modem
5.1.1 数据通信的基本概念
1．数据通信概述 信息（information） ⑴信息（information） 信息是通信传输过程中数据所包含的内容 是通信传输过程中数据所包含的内容， 信息是通信传输过程中数据所包含的内容，信息的载体可以 是数字、字母、语音、符号、图形、图像和视频的结合。 是数字、字母、语音、符号、图形、图像和视频的结合。 数据（data） ⑵数据（data） 数据是信息的载体 一般用二进制代码表示。 是信息的载体， 数据是信息的载体，一般用二进制代码表示。 数据通常只涉及事物的表现形式 通常只涉及事物的表现形式， 信息是对数据的二进制 数据通常只涉及事物的表现形式，而信息是对数据的二进制 比特序列含义的解释。 含义的解释 比特序列含义的解释。 信号（signal） ⑶信号（signal） 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式 是数据在传输过程中电信号的表示形式。 信号是数据在传输过程中电信号的表示形式。 它可分成模拟信号和数字信号。 它可分成模拟信号和数字信号。 ⑷数据通信 数据通信进行的是编码后的数字数据的处理和传输 进行的是编码后的数字数据的处理和传输， 数据通信进行的是编码后的数字数据的处理和传输，和计算 机网络通信是同义词。 机网络通信是同义词。
微波线路 可传输大容量信号
不受地理和距离影响, 卫星线路 不受地理和距离影响,带宽
使用方便,速度快, 红外传输 使用方便,速度快,传输安全 只用于近距离的数据传输
3.数据通信的主要技术指标 3.数据通信的主要技术指标
⑴数据传输速率 数据传输速率又称比特率， 数据传输速率又称比特率，是指单位时间内传输的二进制 比特（bit） 单位为比特/ b/s。 比特（bit）数，单位为比特/秒，即b/s。 带宽（bandwidth） ⑵带宽（bandwidth） 信道带宽的定义原本来自通信领域， 信道带宽的定义原本来自通信领域，因原来的通信信道是 模拟信道， 模拟信道，带宽是指信道上能正常通过的模拟的物理信号 的频率范围，即最大与最小频率之差，单位为赫兹（Hz）。 的频率范围，即最大与最小频率之差，单位为赫兹（Hz）。 当带宽的术语被借用到计算机网络领域，通信线路上传输 当带宽的术语被借用到计算机网络领域， 的是数字信号，带宽表示传输数字数据的能力， 的是数字信号，带宽表示传输数字数据的能力，即数字信 道所能传输的最大数据速率，单位是b/s b/s。 道所能传输的最大数据速率，单位是b/s。 除上述指标外，还有差错率、可靠性等。 除上述指标外，还有差错率、可靠性等。
V(t)
0
t
V(t)
0
t
数据通信网 数据源 发送设备 信道 PSTN 主机A
调制解调器 公用交换电话网 调制解调器
接收设备
数宿
主机B
图5.2 数据通信的系统模型
⑸数据通信的系统模型 通常由数据源、数据通信网和数据宿三部分组成 三部分组成。 通常由数据源、数据通信网和数据宿三部分组成。 数据源发送数据 经由数据通信网传送， 发送数据， 数据通信网传送 数据源发送数据，经由数据通信网传送，最后输 出到数据宿 数据宿。 出到数据宿。 数据通信网由发送设备、 数据通信网由发送设备、传输信道和接收设备组 其作用是承担数据转换和传输。 成，其作用是承担数据转换和传输。 数据通信系统的基本任务是确保数据源的数据能 迅速、安全、可靠地传送到数据宿。 迅速、安全、可靠地传送到数据宿。
图 5.8 红外传输
传输媒 体
双绞线
优点
使用方便, 使用方便,价廉 价格较高
缺点
损耗大,可靠性差,低速, 损耗大,可靠性差,低速,小容 量
传输容量大, 同轴电缆 传输容量大,抗干扰强
光纤
传输容量大,抗干扰强, 传输容量大,抗干扰强,快, 远
实现代价高 只能直接传播, 只能直接传播,受环境影响小 实现和使用代价昂贵
光纤芯 包层 外部保护层
(a) 保护层 包层 光纤芯
(b)
⑷微波线路（microwave） 微波线路（microwave） 微波通信是无线通信的一种， 微波通信是无线通信的一种，其传输通常发生在两个地面 站之间。 站之间。 微波传输的带宽特性好，适合传输大容量的信号， 微波传输的带宽特性好，适合传输大容量的信号，但微波 传输固有的沿直线传输和受环境条件的影响较大。 传输固有的沿直线传输和受环境条件的影响较大。 卫星通信是在地面站间利用人造卫星做中继的一种微波接 力通信。 力通信。
⑹信道（channel） 信道（channel） 信道是信号传输的通道 是信号传输的通道， 传输媒体和 信道是信号传输的通道，由传输媒体和通信设备 组成。 组成。 信道可按如下方法分类： 信道可按如下方法分类： 按传输信号的类型：可分成模拟信道和数字信道。 ①按传输信号的类型：可分成模拟信道和数字信道。 前者传输的是模拟信号，后者传输的是脉冲信号。 前者传输的是模拟信号，后者传输的是脉冲信号。 可分成物理信道和逻辑信道。 ②按信号通路的性质 ：可分成物理信道和逻辑信道。 按传输信号通路的媒体是否有形： ③按传输信号通路的媒体是否有形：可分成有线信 道和无线信道。 道和无线信道。 按使用权限可分成：专用信道和公用信道。 ④按使用权限可分成：专用信道和公用信道。
5.1 数据通信技术简介
通信是信息传递的过程。 通信是信息传递的过程。 是信息传递的过程 通信系统用来实现通信过程的系统 用来实现通信过程的系统。 通信系统用来实现通信过程的系统。 数据通信是完成计算机与计算机 是完成计算机与计算机、 数据通信是完成计算机与计算机、计算 机与终端以及终端与终端之间信息传递 的通信方式， 的通信方式，是计算机技术与通信技术 相融合的产物。 相融合的产物。
⑵双绞线Twisted Pair, TP 双绞线Twisted 双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线按一定密度缠绕 在一起而成（ 5.4）。 在一起而成（图5.4）。 双绞线分：非屏蔽双绞线（ 双绞线分：非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair, UTP）和屏蔽双绞线（ STP）。 UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair, STP）。 常用于近距离、传输速率较低的场合，如局域网LAN LAN。 常用于近距离、传输速率较低的场合，如局域网LAN。