1 数据通信方式
1 通信方向:单工(电视,仅单向)、全双工(手机,双向)、半双工(对讲机,每次一个方向)
2 传输方式:异步传输、同步传输特点。
异步传输:有起始位和结束位,多用于距离远,单个数据量小
同步传输:有SYN确认位,需要对方同步确认,多用于近距离,数据量大
2 数据交换方式
1 电路交换
优点:独占性、实时性、适合传输大量的数据;
缺点:需建立一条物理连接,利用率低。比如早期的电话系统。
2 报文交换
优点:不需要专用通道,线路利用率高,存储转发节点可校验纠错
缺点:有通信时延,类似于物流包裹。
3 分组交换
优点:利用率更高、可选路径、数据率转换、支持优先级
缺点:时延、开销大。类似于邮局寄信。
分为数据报和虚电路。
分组数据报:单向传送、无连接的。如普通信。
分组虚电路:交互式、逻辑链接。如挂号信。
3 多路复用技术
1 频分复用FDM
不同的频率,子信道隔离频带放串扰,如CATV,WIFI
2 时分复用TDM
不同的时间,轮流占用,如手枪、手机。分为同步时分T1、E1;统计时分,如ATM
3 波分复用WDM
不同的波长,如光纤
4 数据传输标准
1 T1标准(时分复用)
1.544Mbps、125us=8000次。1.544Mbps=[24×(7+1)+1]×8000。T2、T3、T4口诀:T476提屎去喽。(美国和日本)
意义:有24个信道加1个控制位,每个信道又有7个数据位和1个控制位,一共193位。T2是T1的4倍,T3是T2的7倍,T4是T3的6倍
2 E1标准(时分复用)
2.048Mbps、125us=8000次。2.048Mbps=[32×(7+1)]×8000。CHO和CH16控制信令,30个语音数据。E2、E3、E4口诀:E444(中国和欧洲)
意义:有32个信道,每个信道有7个数据位和1个控制位,第1和第17个信道为控制信道。E2是E1的4倍,E3是E2的4倍
3 SONET标准(美国)和SDH标准(国标),用于光纤网络
155.520Mbps(要我我,我爱你)其他按名称翻倍
意义:OC-3/STS-3的速率为155.520Mbps,那么OC-1/STS-1的速率为155.520×1/3,而OC-9/STS-9的速率为155.520×9/3
5 数据检错纠错
1 纠错码
奇偶校验看1的个数是奇数/偶数。只能检错不能纠错。移动通信广泛采用。
2 海明码
在数据位m后面增加冗余校验位k,组成信息m+k,则满足m+k<2的k次方-1,可纠正一位错误。不但检错还能纠错。
码距d:也叫海明距离,两个码字之间不同的最小的位数(比特数)。
可以查出多少位错误:≤d-1
可以纠正多少位错误:<d/2
3 CRC码
冗余循环校验码,是一种循环码,通过循环移位,实现检错,硬件容易实现,广泛用于局域网。只能检错不能纠错。
CRC校验码的计算:多项式除法,不进位加法。
1 写除数:根据x的系数写出除数,如x4+x+1(4指x的4次方)的除数为10011
2 写被除数:在信息码字后加x的最高次方个0,以第一步中的x4+x+1为例,假设信息码字为10111,x的最高次方为4,则在被除数后加4个0,最后的被除数为101110000
3 根据除数和被除数进行模2运算,这里的模2运算相当于按位异或,得出最后位数小于除数(这里除数是五位,小于五就是最后的校验码),这里的CRC校验码为1100
广域通信网
1 广域网的概念和分类
互联网是资源共享的通信网络
2 公共交换电话网PSTN
1 利用电话线上网,早期是电话+“猫”拨号上网。
2 调制解调器Modem
俗称“猫”,作用是把电话线里面的模拟信号和数字信号互相转换,V.90标准可以达到56Kb/s。(电话猫、电视猫、电力猫、光纤猫等)
3 数据终端设备DTE
如用户的计算机、电话等。数据电路设备DCE,如调制解调器。DTE和DCE两端要同步。
3 公共数据网X.25
1 X.25使用分组交换,分为三层:物理层、链路层、分组层。对应于OSI的低三层。,采用虚拟电路、面向连接的。采用后退N帧ARQ、滑动窗口默认2。
2 流量控制技术:协调收发端流量,假设没有传输错误的流控技术
停等协议:发送一帧,等到应答,再发送;如果不应答,一直等。类似银行柜台存钱,一个个存钱。
滑动窗口协议:连续发送多个帧后才接收应答。类似银行ATM机,一沓一沓存钱。
3 差错控制技术:检查和纠正传输错误
1 肯定应答:收到肯定应答信号ACK继续发送。
2 否定应答重发:收到否定应答信号NAK重发出错帧。
3 超时重发:超过规定时间重发该帧。这种技术称为自动请求重发(ARQ)。
1 ARQ分为三种:停等ARQ、选择重发ARQ、后退N帧ARQ
2 停等ARQ:是停等流控和ARQ结合。类似银行柜台存钱,手续齐全办理,叫号等时间长下一位,忘带身份证不办理。
3 选择重发ARQ:是滑动窗口和ARQ结合,将出错的那一帧重发。类似银行ATM一沓一沓存钱,这张是假币,选择这一张重发。
4 后退N帧ARQ:也是滑动窗口和ARQ结合,将出错及之后(无论有没有错)的帧重发。类似银行验钞机一沓一沓数钱,这张是假币,选择这一张包括后面的都要重发。
4 各种流控和差错利用率计算
1 常数a值的计算:a= (d/v) / (L/R) = (RT)/L
=(Rd/v) / L
其中,R=数据速率,d=线路长度,v=传播速度,L=帧长,T=传播延迟。
2 效率E值的计算:停等协议:E=1/(2a+1)
滑动窗口:E=W/(2a+1)
3 窗口W值的计算:选择ARQ:W≤2k-1
后退ARQ:W≤2k-1
5 高级数据链路控制协议HDLC
面向比特的。通常使用CRC-16、CRC-32校验。帧边界01111110 “ 两头踢皮球 ” 。用户数据字段INFO大小不固定。
4 帧中继网FR
1 帧中继FR是X.25演变改进的。1.工作在OSI的低两层,即物理层和链路层。2.在第二层建立虚电路(与X.25一样,也支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC),承载数据业务,因而第三层被简化拉。也是分组交换。3.FR只做检错,不在重传,没有流控,只有拥塞控制,检错交高层。
2 帧中继主要优点
1 基于分组(帧)交换的透明传输,可提供面向连接的服务。
2 帧长可变,长度可达1600~4096字节,可以承载各种局域网的数据帧。
3 数据速率可达2~45Mbps。
4 既可以接需要提供带宽,也可以应付突发的数据传输。
5 没有流控和重传机制,开销很少。
5 综合业务数据网ISDN
1 综合业务数据网ISDN基于电路交换,把数据、声音、视频信号三合一传输。
2 ISDN两种速率
1 基本(N-ISDN)速率BRI(2B+D) B=64,D=16
2 基群(B-ISDN)速率PRI(30B+D) B=64,D=64
3 B信道数据信道;D信道控制信道。
4 2B+D = 2×64+16=144Kb/s;
5 30B+D = 30×64+64=1.984Mb/s。近似于E1
6 异步传输模式ATM
1 ATM最早是B-ISDN标准的一部分,分为四层模型
2 ATM采用53字节信元分组交换,使用统计时分TDM。采用双绞线或光纤,典型数据速率155M,面向连接,使用虚电路的虚通路VPI和虚信道VCI。