第2章 1数据通信与计算机网络基础

2.2.1 基带传输
基带传输特点： 基带传输特点：
不用调制解调器 系统价格低廉（原理简单） 系统价格低廉（原理简单） 较高的数据传输速率（一般为1Mb/s～ Mb/s） 较高的数据传输速率（一般为1Mb/s～10 Mb/s） 传输距离一般不超过25km 传输距离一般不超过25km 半双工方式或单工方式
2.2.4 异步传输模式ATM 异步传输模式ATM
ATM（ ATM（asynchronous transfer mode）是实 mode） 现高速网络的主要技术。 速率可达155 现高速网络的主要技术 。 速率可达 155 Mb/s 到2.4Gb/s，也有25 Mb/s和50 Mb/s的ATM技 Gb/s，也有25 Mb/s和 Mb/s的ATM技 术，可适用于局域网和广域网。 可适用于局域网和广域网。
2.1.1数字数据编码 2.1.1数字数据编码
单极性码： 单极性码： 信号电平是单极性的。 正和零） 信号电平是单极性的。（正和零） 双极性编码： 双极性编码： 信号电平为正、 负两种极性的 。 正和负 ） 信号电平为正 、 负两种极性的。 （ 正和负）
2.1.1 数字数据编码
归零码（RZ） 归零码（RZ）： 归零码在每一位二进制信息传输之后均返 归零码在每一位二进制信息传输之后均 返 回零电平的编码。 回零电平的编码。 非归零码（NRZ） 非归零码（NRZ）： 非归零码在整个码元时间内维持有效电平 。 非归零码在整个码元时间内 维持有效电平。
物理特性：传输介质物理结构的描述； 物理特性：传输介质物理结构的描述； 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号以及 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号以及 调制技术、传输容量、 调制技术、传输容量、传输的频率范围；
2.5 网络的传输介质
连通特性：允许点连通特性：允许点-点或多点连接； 地理范围：传输介质最大传输距离； 地理范围：传输介质最大传输距离； 抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干 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； 相对价格：器件、安装与维护费用。 相对价格：器件、安装与维护费用。
2.1.2 模拟数据编码
2.2 信号的传输方式
2.2.1基带传输 2.2.1基带传输 2.2.2载波传输 2.2.2载波传输 2.2.3宽带网 2.2.3宽带网 2.2.4异步传输模式ATM 2.2.4异步传输模式ATM
2.2.1 基带传输
基带传输就是在数字通信的信道上 直接 基带传输 就是在数字通信的信道上直接 传送数据的基带信号， 传送数据的基带信号 ， 即 按数据波的原样 进行传输， 不包含有任何调制， 进行传输 ， 不包含有任何调制 ， 它是最基 本的数据传输方式。 本的数据传输方式。
2.5.1 双绞线的主要特性
连通性：双绞线可以用于点-点连接， 连通性：双绞线可以用于点-点连接，也可用于 多点连接。 多点连接。 地理范围：双绞线用作远程中继线时 ， 地理范围 ：双绞线用作远程中继线时， 最大距 离可达15km；用于10Mb/s局域网时， 离可达15km；用于10Mb/s局域网时，与集线器的 距离最大为100m 单网段） 距离最大为100m（单网段）。
2.3 通信方式
单工通信（ 单工通信（simplex communication） communication） 单工， 就是指传送的信息始终是一个方向 ， 单工 ， 就是指传送的信息始终是一个方向， 而不进行与此相反方向的传送。 而不进行与此相反方向的传送 。 单工通信线 路一般采用二线制。 路一般采用二线制。
2.3 通信方式
2.3.1单工通信（simplex communication） 单工通信（ communication）
2.3.2半双工通信（half-duplex communication） 半双工通信（halfcommunication）
2.3.3全双工通信（full-duplex communication） 全双工通信（fullcommunication）
2.4.3 总线拓扑
在 总线拓扑 中 ， 传输介质是 一条总线， 工 总线拓扑中 传输介质是一条总线 ， 作站通过相应硬件接口接至总线上。 作站通过相应硬件接口接至总线上 。 一个站 发送数据， 所有其它站都能接收。 发送数据 ， 所有其它站都能接收 。 （ 竞争总 线）
2.4.4 树形拓扑
树形是总线形的扩展，传输介质是不封闭 树形是总线形的扩展，传输介质是不封闭 的分支电缆。和总线拓扑一样，一个站发送 数据，其它站都能接收。树形结构非常适合 于分主次、分等级的层次型管理系统。
2.1.1 数字数据编码
差分码： 差分码： 差分码用电平的变化与否来代表逻辑“ 差分码用电平的变化与否来代表逻辑“1” 和“0”。 变化为“1” ，不变化为“0” 。 变化为“ 不变化为“ 曼彻斯特编码（ 曼彻斯特编码（Manchester Encoding）： Encoding） 码元本身分为两半，前半个时间段所传信 码元本身分为两半，前半个时间段所传信 号是该时间段传送比特值的反码， 号是该时间段传送比特值的反码，后半个时 间段传送的是比特值本身。 间段传送的是比特值本身。
2.1.1 数字数据编码
2.1.1 数字数据编码
0 绝 对 码 1 1 0 0 1 0 1
差 分 码
【初始0电平】 电平】 初始 电平
【初始1电平】 初始 电平】 电平
图 2-2 差分码
【注意：“变化”是指差分码当前电平与下一个绝对码电平之间是否变化。】 注意： 变化”是指差分码当前电平与下一个绝对码电平之间是否变化。
环形拓扑是通过中继器进行点-点连接， 环形拓扑是通过中继器进行点-点连接，构成一个 封闭的环路。 中继器接收前驱站发来的数据， 封闭的环路 。 中继器接收前驱站发来的数据 ， 发往 后继站。 链路是单向的 ， 后继站 。 链路是单向的， 工作站需有较复杂的网路 处理功能。 中继器简单；工作站复杂） 处理功能。（中继器简单；工作站复杂）
2.2.2 载波传输
载波传输采 载波传输 采 用数字信号对载波进行调制 后实行传输。 最基本的 调制方式有上述的 后实行传输 。 最基本的调制方式 有上述的 幅度键控ASK 频移键控 FSK 幅度键控 ASK 、 频移键控FSK 、 相移键控 ASK、 FSK、 PSK三种。 PSK三种。
2.2.3 宽带网
2.4 网络拓扑结构
2.5 网络的传输介质
传输介质是网络中连接收发双方的物理通路， 传输介质是网络中连接收发双方的物理通路， 也是通信中实际传送信息的载体。 也是通信中实际传送信息的载体。
2.5 网络的传输介质
电话线 同轴电缆 双绞线 光导纤维电缆 无线 卫星通信
2.5 网络的传输介质
传输介质的特性对网络中数据通信质量影 传输介质的特性 对网络中数据通信质量影 响很大， 响很大，这些特性主要包括：
2.4 网络拓扑结构
2.4.1 星形拓扑
在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到 星形拓扑中 每个站通过点中央节点， 中央节点 ， 任何两站之间通信都通过中央 节点进行。 中央节点的结构显得比较复杂， 节点进行 。 中央节点的结构显得比较复杂 ， 对其要求较高。 对其要求较高。
2.4.2 环形拓扑
2.3 通信方式
发送 单相信道 (a) 单工通信 发送 接收 单相信道 (b) 半双工通信 发送 接收 双相信道 (c) 全双工通信 图 2-4 几种通信方式 接收 发送 接收 发送 接收
2.4 网络拓扑结构
网络拓扑结构是指网络中节点的物理连接形式： 网络拓扑结构是指网络中节点的物理连接形式： 树形 星形 环形 总线形 不规则形 完整形
2.1.1 数字数据编码
1 0 0 1 0 1 1
数据
时钟
曼彻斯特编码 图 2-3 曼彻斯特编码过程与波形
2.1.2 模拟数据编码
模拟数据编码的三种编码方法： 模拟数据编码的三种编码方法： 幅度键控ASK（amplitude幅度键控ASK（amplitude-shift keying） keying） 频移键控FSK（frequency频移键控FSK（frequency-shift keying） keying） 相移键控PSK（phase相移键控PSK（phase-shift keying） keying）
2.5.1 双绞线的主要特性
抗干扰性：双绞线的 抗干扰性取决于一 抗干扰性 ：双绞线的抗干扰性取决于一 束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 束线中相邻线对的扭曲长度及适当的屏蔽。 在低频传输时，其抗干扰能力相当于同轴 低频传输时 电缆。 10～ 电缆。在10～100 kHz时，其抗干扰能力低 kHz时 于同轴电缆。 于同轴电缆。 价格：价格低，并且安装、维护方便。 价格：价格低，并且安装、维护方便。
2.5.1 双绞线的主要特性
传输特性：双绞线最普遍的应用是语音信号 传输特性：双绞线最普遍的应用是语音信号 的模拟传输。 在一条双绞线上使用 频分多路 的模拟传输 。 在一条双绞线上使用频分多路 复用（ multiplexing） 复用 （ multiplexing ） 技术可以进行多个音频 通道的多路复用。 通道的多路复用。
工业控制网络 （现场总线） 现场总线）
第2章 数据通信与计算机网络基础
2.1 数据编码 2.2 信号的传输方式 2.3 通信方式 2.4 网络拓扑结构 2.5 网络的传输介质 2.6 介质访问控制方式 2.7 计算机网络硬件 2.8 网络软件 2.9 参考模型
2.1 数据编码
(1)码元——所传输数据的基本单位。(0或1) 码元——所传输数据的基本单位。 (2)数据编码——通信系统中以何种物理信号的形式来表达数据。 数据编码——通信系统中以何种物理信号的形式来表达数据。 模拟数据编码：用模拟信号的不同幅度、频率、 模拟数据编码：用模拟信号的不同幅度、频率、相位来表达数据 的0、1状态。 状态。 数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号表达数据0 数字数据编码：用高低电平的矩形脉冲信号表达数据0、1状态。 状态。
2.5.2 同轴电缆的主要特性
同轴电缆是网络中应用十分广泛的传输介质之一。有线电视线。 同轴电缆是网络中应用十分广泛的传输介质之一。有线电视线。
2.5.2同轴电缆的主要特性 2.5.2同轴电缆的主要特性
物理特性：同轴电缆由 内导体（ 物理特性 ：同轴电缆由内导体 （ 电缆铜 芯）、绝缘层、外导体（铜网）及外部保 绝缘层、外导体（铜网） 护层（外绝缘层）组成。 护层（外绝缘层）组成。同轴介质的特性 参数由内、 参数由内、外导体及绝缘层的电参数和机 械尺寸决定。 械尺寸决定。
2.3 通信方式
半双工通信（half半双工通信（half-duplex communication） communication） 半双工通信是指信息流可在两个方向上传 半双工通信是指信息流可在两个方向上传 输，但同一时刻只限于一个方向传输 。
2.3 通信方式
全双工通信（full Duplex communication） communication） 全双工通信能同时作双向通信。通信效率 全双工通信能同时作双向通信。通信效率 高，控制简单，但结构较复杂，成本较高。
宽带网与基带网的主要区别： 宽带网与基带网的主要区别：
数据传输速率不同， 基带网的数据速率范围为 0 数据传输速率不同 ，Βιβλιοθήκη Baidu基带网 的数据速率范围为0 ～ 10 Mb/s，宽带网可达0 Mb/s，宽带网可达0～400 Mb/s； Mb/s； 宽带网可划分为多条基带信道，提供良好的通信路径。 宽带网可划分为多条基带信道，提供良好的通信路径。
2.5.1 双绞线的主要特性
无论对于模拟数据还是对于数字数据，双绞线都是最通用的传 无论对于模拟数据还是对于数字数据， 输介质。 输介质。
2.5.1 双绞线的主要特性
物理特性：双绞线由按规则螺旋结构排 物理特性 ：双绞线由按规则螺旋结构排 列的两根或四根绝缘线组成。一对线可以 列的两根或四根绝缘线组成。一对线可以 作为一条通信线路， 作为一条通信线路，各个线对螺旋排列的 目的是使各线对之间的电磁干扰最小。 目的是使各线对之间的电磁干扰最小。