[學(xué)習(xí)]通信原理第11章通信網(wǎng)

1、第11章 通信網(wǎng)(選),返回主目錄,通 信 原 理,,11.1 通信網(wǎng)的組成及分類11.2 電 話 網(wǎng)11.3 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)11.4 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)11.5 移動(dòng)通信網(wǎng),11.1 通信網(wǎng)的組成及分類,? 通信網(wǎng)的定義及組成? 通信網(wǎng)的分類,一 通信網(wǎng)的定義及組成通信網(wǎng)是在多點(diǎn)之間傳遞信息的通信系統(tǒng)。通信網(wǎng)的基本組成部分終端設(shè)備：包括電話機(jī)、傳真機(jī)、電臺(tái)、計(jì)算機(jī)等發(fā)送和接收信號(hào)的設(shè)備。 通信鏈路：定

2、義在一定的頻域和空域，它占用給定的頻帶和物理空間。鏈路可以被時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用。 交換設(shè)備：按照信令將通信鏈路傳來的信號(hào)轉(zhuǎn)接到另一條鏈路的設(shè)備。有些通信網(wǎng)中還包含轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。,二 通信網(wǎng)的分類1.按照功能區(qū)分電報(bào)網(wǎng)、電話網(wǎng)、電傳(Telex)網(wǎng)以及電視網(wǎng)等等。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN) 窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)移動(dòng)通信網(wǎng)：蜂窩網(wǎng)2.按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)區(qū)分 (1) 網(wǎng)形網(wǎng)網(wǎng)形

3、網(wǎng)的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都有一條鏈路直接相連。所以若網(wǎng)中共有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，則需要N(N-1)/2條鏈路連接。當(dāng)N 增大時(shí)，所需鏈路數(shù)目將急劇增加，故經(jīng)濟(jì)性較差。但是，若各節(jié)點(diǎn)有轉(zhuǎn)發(fā)功能，則可靠性大為增加。,(2) 星形網(wǎng)在星形網(wǎng)中，若共有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，則共需(N-1)條鏈路；除中心節(jié)點(diǎn)外，其他節(jié)點(diǎn)之間的通信都需要經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。故在中心節(jié)點(diǎn)處需要有交換設(shè)備為其他各個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接信號(hào)。和網(wǎng)形網(wǎng)相比，星形網(wǎng)需要的鏈路數(shù)目減少了，但是

4、需要增加交換設(shè)備。 (3) 環(huán)形網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)所需的鏈路數(shù)目N 等于節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要有轉(zhuǎn)發(fā)功能。在這里，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間都有一條迂回鏈路，所以可靠性比星形網(wǎng)高。但是，在某些節(jié)點(diǎn)之間可能需要多次轉(zhuǎn)發(fā)，這個(gè)因素又會(huì)使傳輸時(shí)延增大和可靠性下降。,(4) 總線形網(wǎng)在總線形網(wǎng)中，利用一條“總線”連接所有節(jié)點(diǎn)。由于所有節(jié)點(diǎn)共用這條總線，即總線同時(shí)只能為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)，所以它主要用于分時(shí)工作的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中。由于總線

5、形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的上述特點(diǎn)，當(dāng)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目較大時(shí)，可能使信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)延較長。這兩種網(wǎng)主要適合用于節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少的計(jì)算機(jī)網(wǎng)中。(5) 復(fù)合形網(wǎng)復(fù)合形網(wǎng)是上述幾種基本型網(wǎng)的組合。根據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求，常將幾種基本型網(wǎng)結(jié)合使用，以求達(dá)到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化的目的。,11.2 電 話 網(wǎng),● 電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)● 電話網(wǎng)中的交換● 電話網(wǎng)中的信令● 電話網(wǎng)的性能指標(biāo),一 電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)1.組成：由終端設(shè)備（電話機(jī)）、傳輸線路和

6、交換設(shè)備組成。2.分類：專用交換電話網(wǎng)公共交換電話網(wǎng)(PSTN)3.公共網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和功能 PSTN按覆蓋范圍區(qū)分可分為本地電話網(wǎng),國內(nèi)長途電話網(wǎng)和國際長途電話網(wǎng) .,PSTN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖,(1)本地電話網(wǎng)：是指在一個(gè)統(tǒng)一號(hào)碼長度的編號(hào)區(qū)內(nèi)，由電話機(jī)、用戶線、用戶端局（簡稱端局）、匯接局、局間中繼線和長話-市話中繼線組成的電話網(wǎng)。各用戶的電話機(jī)經(jīng)過用戶線接到端局。在一個(gè)端局內(nèi)的線路一般構(gòu)成星形網(wǎng)。在端局中的用戶交換機(jī)用于按

7、照呼叫用戶的信令連接被呼叫用戶。匯接局則匯聚各端局的連接，并與其他匯接局連接。各端局和匯接局之間用局間中繼線連接。長話-市話中繼線則用于將本地電話網(wǎng)和國內(nèi)長途電話網(wǎng)相連接。中繼線一般是大容量電纜，用于傳輸時(shí)分復(fù)用PCM信號(hào)。,(2) 國內(nèi)長途電話網(wǎng)是指全國各市（縣）間用戶進(jìn)行長途通話的電話網(wǎng)，網(wǎng)中各市（縣）都設(shè)一個(gè)或多個(gè)長途電話局。各長途局間由長途電話線路連接起來。國內(nèi)長途電話網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在我國采用分級(jí)匯接制，它包含4個(gè)等級(jí)的交換中

8、心，即大區(qū)交換中心（C1），省交換中心(C2)，地區(qū)交換中心(C3)和縣市交換中心（C4）。分級(jí)匯接制在圖中顯示為樹狀結(jié)構(gòu)。但是不排除個(gè)別的跨區(qū)連接，如圖中虛線所示。,(3) 國際長途電話網(wǎng)國際長途電話網(wǎng)是指將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進(jìn)行國際通話的電話網(wǎng)。為此，每個(gè)國家都需設(shè)有一個(gè)或幾個(gè)國際電話局。國際長途通話實(shí)際上需要經(jīng)過通話雙方國內(nèi)電話網(wǎng)和國際電話局，以及國際電路等幾部分進(jìn)行的。,二.電話網(wǎng)中的交換1.電路轉(zhuǎn)接方法：用于

9、早期的電話網(wǎng)雙向交換矩陣不適宜用于數(shù)字電路 單向交換矩陣 和雙向交換矩陣相比，這種單向交換矩陣中的開關(guān)數(shù)目要加倍。,2.時(shí)分?jǐn)?shù)字交換技術(shù)由于數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，在交換設(shè)備中目前一般采用時(shí)分?jǐn)?shù)字交換技術(shù)。這時(shí)，被交換的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。若由用戶線路輸入的是模擬信號(hào)，則首先應(yīng)將其數(shù)字化，再進(jìn)行交換。交換后，再經(jīng)過數(shù)/模變換，變成模擬信號(hào)送回用戶。在數(shù)字交換設(shè)備中，均采用時(shí)分復(fù)

10、用PCM體制。這樣，只需將分配給各用戶的時(shí)隙位置搬移，即可達(dá)到交換的目的。時(shí)隙的搬移，雖然在原理上可以用時(shí)延的方法實(shí)現(xiàn)，但是在實(shí)際中時(shí)隙交換器通常是用隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)完成的 。上述兩種方法中，前者用開關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)交換的方法常稱為空分交換，后者則稱為時(shí)分交換。空分交換時(shí)刻保持連接通信兩端用戶的線路處于持續(xù)接通狀態(tài)。時(shí)分交換則不然。,三. 電話網(wǎng)中的信令1.信令的用途：在電話網(wǎng)中，交換設(shè)備是根據(jù)用戶發(fā)來的信令控制接通哪一條或幾條電路的

11、。 2.信令的分類：(1)用戶信令和局間信令：用戶信令：從用戶發(fā)到端局的信令，它規(guī)定了要求呼叫的終端目的地。局間信令：在各局和各中心之間傳輸?shù)男帕?，它根?jù)用戶信令的要求按照網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成決定著信號(hào)通過的鏈路。(2)模擬信令和數(shù)字信令：公共電話網(wǎng)中模擬信令：由電話機(jī)到端局之間的用戶線一般都是模擬線路，所以用戶信令都是模擬信令。數(shù)字信令：局間中繼線都是數(shù)字線路，故局間信令是數(shù)字信令。,3.用戶信令：撥號(hào)脈沖：由機(jī)械（撥號(hào)盤）或電

12、路產(chǎn)生直流脈沖，用脈沖的數(shù)目表示電話號(hào)碼，其工作原理見下圖。當(dāng)掛機(jī)時(shí)，用戶直流線路處于斷開狀態(tài)，電壓為0。當(dāng)用戶摘機(jī)后，直流線路接通，電壓為正。若撥號(hào)“4”，則線路上發(fā)出4個(gè)脈沖。每個(gè)脈沖占100 ms時(shí)間，其中0電壓約占66 ms，正電壓約占33 ms。脈沖數(shù)目等于撥號(hào)數(shù)字，但撥號(hào)“0”時(shí)發(fā)出10個(gè)脈沖。故發(fā)送每個(gè)數(shù)字平均需用0.55 s時(shí)間。當(dāng)電話號(hào)碼較長時(shí)，撥號(hào)費(fèi)時(shí)太長。另外，它易受脈沖干擾，發(fā)生錯(cuò)誤。,4.雙音多頻

13、(DTMF)信令：DTMF信令是從8個(gè)不同頻率的單音中選取兩個(gè)表示1位數(shù)字，見下表。它共有16組頻率組合可用。由于用DTMF發(fā)送每位數(shù)字僅需約0.08 s的時(shí)間（包括數(shù)字間隔時(shí)間），速度較快。,5.局間信令：(1) 隨路信令(CAS) ：是指信令和用戶信息（語音）在同一信道中傳輸?shù)男帕?。R2信令是一種基于E-1時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的隨路信令。在E-1系統(tǒng)中時(shí)隙TS16被預(yù)留用來傳遞這種信令。(2) 共路信令(CCS

14、) ：將呼叫控制信息和其他業(yè)務(wù)信息通過一個(gè)獨(dú)立的信令網(wǎng)絡(luò)傳輸。SS7信令為一種共路信令 。它比R2信令更高效，更可靠。SS7信令的標(biāo)準(zhǔn)化程度要比R2信令好。,呼叫和通話過程舉例,四. 電話網(wǎng)的性能指標(biāo)1.話務(wù)量：電話網(wǎng)中負(fù)擔(dān)的業(yè)務(wù)量多少由話務(wù)量衡量，它分為流入話務(wù)量A ：其定義是單位時(shí)間（1 h）內(nèi)平均呼叫次數(shù)?和每次呼叫平均持續(xù)（占用線路）時(shí)間h之積，即式中，h 的單位是h/次，?的單位是次/h，故A是無量綱的。而A的

15、單位則稱為愛爾蘭。流入話務(wù)量表示每小時(shí)中平均線路占用時(shí)間。成功話務(wù)量：成功話務(wù)量A0的定義是單位時(shí)間（1h）內(nèi)呼叫成功次數(shù)?0和每次呼叫平均持續(xù)（占用線路）時(shí)間h之積，即,,,2.呼損率由于一般的通信網(wǎng)并不能保證所有呼叫都能夠成功地被轉(zhuǎn)接到對(duì)方用戶，所以必然會(huì)有少量的呼叫失敗，即發(fā)生“呼損”。呼損率則是指損失的話務(wù)量(A – A0)與流入話務(wù)量A之比，即成功話務(wù)量和呼損率之間的關(guān)系為由上式可見，呼損率越小，成功話務(wù)量

16、越大。一個(gè)電話網(wǎng)的流入話務(wù)量決定于客觀需求，在設(shè)計(jì)電話網(wǎng)時(shí)應(yīng)該將流入話務(wù)量作為給定條件之一。呼損率和電話網(wǎng)的設(shè)計(jì)能力有關(guān)，例如交換機(jī)和中繼線等設(shè)備的容量都直接和呼損率有關(guān)。設(shè)備容量越大，呼損率越小，但是投資和運(yùn)行費(fèi)用也大。,,11.3 數(shù)據(jù)通信網(wǎng),※ 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的分類※ 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的組成※ 開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型※ 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)※ 局域網(wǎng)－以太網(wǎng)※ ALOHA網(wǎng),一.數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的分類1.按

17、照覆蓋范圍區(qū)分：局域網(wǎng)：局域網(wǎng)的覆蓋范圍較小，一般在一幢建筑物或一個(gè)庭院的范圍。城域網(wǎng)：城域網(wǎng)的覆蓋范圍為一個(gè)城市，一般約在50 km范圍以內(nèi)。廣域網(wǎng)：廣域網(wǎng)的覆蓋范圍則可達(dá)幾千千米。個(gè)（人區(qū)）域網(wǎng)：近年來新出現(xiàn)的，它的覆蓋范圍一般在一間室內(nèi)；由于采用無線傳輸方式，所以又稱為無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN) 。,按照傳輸方式區(qū)分：無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：在無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中目前發(fā)展最快的是無線局域網(wǎng)。 有線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)按照用途區(qū)分：專用數(shù)據(jù)網(wǎng)

18、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)：公共數(shù)據(jù)網(wǎng)在概念上包括增值網(wǎng)和信息交換網(wǎng)。增值網(wǎng)是在數(shù)據(jù)通信的基本業(yè)務(wù)上附加了新的通信功能或業(yè)務(wù)，使其原有價(jià)值增高。例如，增加電子函件、語音信箱、可視圖文、電子數(shù)據(jù)交換(EDI)、在線數(shù)據(jù)庫檢索、因特網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)、“800”號(hào)受方付費(fèi)業(yè)務(wù)、“200”號(hào)電話呼叫卡業(yè)務(wù)等。,二. 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的組成電路交換和信息交換1.電路交換：它的特點(diǎn)是在用戶之間建立一條連接通路，以直接傳遞信號(hào)。 電路交換時(shí)，在兩個(gè)用戶通話的持

19、續(xù)時(shí)間內(nèi)，需要有一條通信電路始終保持在為他們連接的狀態(tài)，不論他們是否正在講話。平均而言，在通話時(shí)間內(nèi)，一個(gè)用戶收聽和講話的時(shí)間各占一半，再考慮到找人等待時(shí)間和講話時(shí)的間隙，實(shí)際發(fā)送話音的時(shí)間只占不到40%。所以多一半時(shí)間是空閑的。這是很大的資源浪費(fèi)。,2.信息交換：一個(gè)通路可以被多個(gè)用戶發(fā)送的信息分時(shí)利用。所以通路的時(shí)間利用率可以大為增加。由于交換設(shè)備需要將收到的數(shù)據(jù)格式變成適合傳輸?shù)母袷?，在?shù)據(jù)到達(dá)接收端前再將其格式變成適合接收端

20、的格式，所以收發(fā)兩端設(shè)備所用的數(shù)據(jù)格式可以不同。由于信息交換是按照“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”方式工作的，交換設(shè)備將收到的數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)起來，等到有通路可以利用時(shí)才轉(zhuǎn)發(fā)，所以有一定的時(shí)間延遲。信息交換又分為報(bào)文交換：將整個(gè)報(bào)文一次轉(zhuǎn)發(fā)，由于其長度可能很長，所以，其存儲(chǔ)時(shí)間也可能很長，從而造成時(shí)延可能很大。分組交換：首先將消息在交換設(shè)備中分成長度相等的短的分組（或稱“包” ），例如1000 b為一個(gè)分組，然后再傳輸。故延遲時(shí)間很小，目前應(yīng)用廣泛。,

21、3.面向連接和無連接面向連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方的終端之間必須有線路連接，才能通信。此連接可以是通過呼叫建立的；也可以是永久性或半永久性的專線連接。無連接的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：通信雙方終端之間不需要有線路連接。這時(shí)是采用信息交換方式，將數(shù)據(jù)分組發(fā)出。由于一個(gè)消息被分成若干分組后，每個(gè)分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸路由可能不同，所以各組不一定按原順序到達(dá)接收端。因此，在發(fā)送端交換設(shè)備中除了要在消息上加上發(fā)送目的地的地址外，還需要將每組消息按照先后次序編

22、號(hào)，在接收端交換設(shè)備中需要按照編號(hào)排列各組的次序，再將完整的接收消息送給終端用戶。所以分組交換的實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜的。若所有分組都經(jīng)過同一路由傳輸并用同一方式處理，則可以設(shè)想在收發(fā)終端之間好像存在一個(gè)虛擬信道，稱為虛信道，又稱為邏輯信道，并將這種通過虛信道的連接稱為虛連接。,4.通信協(xié)議數(shù)據(jù)通信需要將數(shù)據(jù)分組、編號(hào)、加上糾錯(cuò)編碼和目的地址等。終端和交換設(shè)備完成這些步驟時(shí)必須遵守一些規(guī)定。這些規(guī)定稱為通信協(xié)議。通信協(xié)議，也稱通信規(guī)程

23、。這兩個(gè)名詞是通用的。為了制定一個(gè)通用的通信協(xié)議，需要將復(fù)雜的通信過程分成一些層次，每個(gè)層次承擔(dān)一定的任務(wù)，并為每個(gè)層次制定相應(yīng)的協(xié)議。我們將這些層次和相應(yīng)的協(xié)議的總和稱為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。1983年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)就為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)制定出了一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，它稱為開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型。它雖然在理論上比較完善，但是卻不太實(shí)用。下面先介紹這個(gè)模型，然后也對(duì)于因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)作介紹。,三. 開放系統(tǒng)互連(OSI

24、)參考模型,第7層 － 應(yīng)用層：應(yīng)用層是OSI中的最高層，它確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶的需要。其功能決定于用戶的需求和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目的。應(yīng)用層還要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換、遠(yuǎn)程操作、系統(tǒng)管理和應(yīng)用管理。應(yīng)用層直接和用戶的應(yīng)用程序通信。第6層 － 表示層：表示層將上一層提供的數(shù)據(jù)作必要的編碼或語法變換，以通信通用的格式送給網(wǎng)絡(luò)，使不同類型的設(shè)備能夠互相通信。其功能包括數(shù)據(jù)文件的格式化、編碼（ASCII碼、EBCDIC碼，等等）、加

25、密和解密、對(duì)話過程、數(shù)據(jù)壓縮、同步、中斷和終結(jié)。表示層還完成編碼和字符集的轉(zhuǎn)換和決定報(bào)文顯示方式。,第5層 － 會(huì)話層：會(huì)話層在兩個(gè)實(shí)體之間建立起進(jìn)行一次“對(duì)話”的邏輯連接關(guān)系，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)登錄和注銷、身份鑒別和運(yùn)作方式（單工、雙工或半雙工）等，并對(duì)“對(duì)話”進(jìn)行管理和控制，但是不包括呼叫建立、設(shè)置和斷開連接等功能。第4層 － 運(yùn)輸層：運(yùn)輸層傳送數(shù)據(jù)的單位是報(bào)文。它負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個(gè)實(shí)體之間建立一條端到端的信道，并為通信兩端提供可靠和透明的

26、傳輸。它還進(jìn)行端到端間的差錯(cuò)控制、順序控制和流量控制等。運(yùn)輸層是通信的最高層。更高的3層已經(jīng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無關(guān)，而是涉及到網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面。因此，運(yùn)輸層是網(wǎng)絡(luò)層和會(huì)話層之間的接口，它將上下兩層隔開，使上一層看不見下層中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募?xì)節(jié)。,第3層 － 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)是選擇適當(dāng)?shù)穆酚珊徒粨Q節(jié)點(diǎn)，使數(shù)據(jù)透明地傳輸?shù)侥康牡?。網(wǎng)絡(luò)層中的傳輸數(shù)據(jù)單位是分組，或稱包。因此，該層要負(fù)責(zé)將上一層送來的數(shù)據(jù)分組和對(duì)方發(fā)來的分組進(jìn)行拆卸，并解決分組的丟失、重復(fù)

27、傳送和順序顛倒等問題。第2層 － 數(shù)據(jù)鏈路層：數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的鏈路上，以幀為單位無差錯(cuò)地傳輸數(shù)據(jù)。它需要將上一層送來的數(shù)據(jù)加上所需的控制信息組成幀，然后按順序發(fā)送給物理層，并處理對(duì)方送回來的“確認(rèn)”幀。它還需要負(fù)責(zé)鏈路的連通、維持和釋放，并且識(shí)別幀的邊界和在檢測(cè)到接收數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)時(shí)通知對(duì)方重發(fā)這一幀，直至正確接收為止。在此層中加入的控制信息包括幀同步信息、地址信息、差錯(cuò)控制和流量控制信息等。高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)

28、規(guī)程是此層的主要通信協(xié)議之一。,第1層 － 物理層：物理層的任務(wù)是為上一層送來的數(shù)據(jù)提供一個(gè)透明傳輸比特流的物理連接。所以物理層傳輸數(shù)據(jù)的單位是比特，而不管這些比特代表什么意義。物理層還負(fù)責(zé)物理媒體的連通（或激活）、維持和釋放（或去激活）等。所以物理層要解決的問題包括：確定傳輸電壓和電路阻抗值、傳輸速率、傳輸方向、連接器的物理參數(shù)（插孔數(shù)目、形狀和尺寸等）。物理層的協(xié)議主要有EIA-232和RS-449接口標(biāo)準(zhǔn)。EIA-232標(biāo)準(zhǔn)適用于

29、通過標(biāo)準(zhǔn)電話線路傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的物理層接口，而RS-449標(biāo)準(zhǔn)則適用于寬帶線路。,為了實(shí)現(xiàn)各層的功能，各層需要在上一層送來的數(shù)據(jù)分組前加上控制信息，稱為報(bào)頭(HA、HP、HS…)，如上圖所示。但是，第2層（數(shù)據(jù)鏈路層）的報(bào)頭(HD)分成兩部分，分別加在數(shù)據(jù)的前后；第1層（物理層）則由于功能是傳送比特流，所以不需加上控制信息。但是，從應(yīng)用進(jìn)程來看，開放系統(tǒng)2的應(yīng)用進(jìn)程AP2接收到的只是AP1發(fā)出的數(shù)據(jù)本身，沒有報(bào)頭，如圖中虛線表示的那樣，直接

30、從AP1將數(shù)據(jù)發(fā)送到AP2。在兩個(gè)應(yīng)用層之間的通信，則只有數(shù)據(jù)和報(bào)頭HA，其他的報(bào)頭都被下面各層剝離掉了。類似地，下面各層也如此。從功能上看，最高3層主要是有關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制、管理和應(yīng)用方面等的功能，基本上和信息傳輸沒有直接關(guān)系；下面4層才直接是信息傳輸方面的功能。,TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 上面介紹的OSI體系結(jié)構(gòu)雖然在理論上比較完整，但是由于它的全部標(biāo)準(zhǔn)制定拖延時(shí)間較長，實(shí)現(xiàn)起來過分復(fù)雜，和缺乏投入市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)力量等原因，至今未能得到廣泛應(yīng)

31、用。而在它的全部標(biāo)準(zhǔn)制定出來之前，因特網(wǎng)已經(jīng)在全球得到了極大發(fā)展。因特網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)是從實(shí)踐中產(chǎn)生的，它稱為TCP/IP。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)只分4層。它和OSI體系結(jié)構(gòu)的比較示于下圖中。,TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層相當(dāng)于OSI體系結(jié)構(gòu)中的最高3層，它直接為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)。這層的協(xié)議有多種，例如支持萬維網(wǎng)(WWW)的HTTP協(xié)議，支持電子函件的SMTP協(xié)議和支持文件傳送的FTP協(xié)議等。TCP/IP中的運(yùn)輸層和OSI中的運(yùn)輸層

32、對(duì)應(yīng)，它負(fù)責(zé)兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程之間的通信。運(yùn)輸層有兩種協(xié)議，即面向連接的TCP協(xié)議和無連接的UDP協(xié)議。,,TCP/IP中的網(wǎng)際層相當(dāng)于OSI中的網(wǎng)絡(luò)層，它用IP協(xié)議支持無連接的分組傳送服務(wù)。由于因特網(wǎng)是一個(gè)很大的互聯(lián)網(wǎng)，它將大量的各種不同類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)互連起來，故將其網(wǎng)絡(luò)層稱為網(wǎng)際層。TCP/IP中的網(wǎng)絡(luò)接口層對(duì)應(yīng)OSI中的最低兩層。但是，嚴(yán)格講此層并不是一層，僅僅是一個(gè)接口而已。無論是OSI還是TCP/IP體系結(jié)構(gòu)，其中各層分別都有自

33、己的協(xié)議，而且每層的協(xié)議不止有一種。特別是高層協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)和用途關(guān)系很大，協(xié)議的種類也很多。下面僅就數(shù)據(jù)鏈路層的一種主要協(xié)議(HDLC)為例作詳細(xì)介紹。,四. 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(HDLC)在HDLC中將一個(gè)分組稱為一幀。HDLC規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)示于下圖中。由圖可見，HDLC的一幀分為6個(gè)字段，下面分別給出其功能：,標(biāo)志字段F：標(biāo)志字段F標(biāo)明一幀的邊界，它由“01111110”組成，共8比特。為了使一幀的頭尾兩個(gè)標(biāo)志F

34、之間不會(huì)出現(xiàn)6個(gè)連“1”，避免和標(biāo)志F混淆，HDLC規(guī)程規(guī)定發(fā)送端分組時(shí)若在兩個(gè)F之間發(fā)現(xiàn)有5個(gè)連“1”，則立即插入一個(gè)“0”。接收端則在發(fā)現(xiàn)5個(gè)連“1”后，即將其后繼的“0”刪除。當(dāng)有兩幀連續(xù)傳輸時(shí)，前一幀的結(jié)束標(biāo)志字段F就可以兼作后一幀的起始標(biāo)志字段。,地址字段A：地址字段表示此幀發(fā)送的目的地址，它規(guī)定共有8 b (1字節(jié))。全“1”地址是廣播地址，全“0”地址是無效地址。故有效地址共有254個(gè)。對(duì)于一般情況，此地址數(shù)目是足

35、夠的。在有效地址仍嫌不夠的情況下，容許將地址字段的長度擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法是事先規(guī)定用第1比特表示“擴(kuò)展”，其余7比特為地址位。當(dāng)?shù)刂纷侄沃心硞€(gè)字節(jié)的第1比特為“0”時(shí)，表示下一字節(jié)的后7比特仍為地址位；當(dāng)?shù)?比特為“1”時(shí)，表示此字節(jié)已是地址字段的最后一個(gè)字節(jié)了。,控制字段C：控制字段用于信令、應(yīng)答和管理等。它的長度也規(guī)定為8 b，其具體功能示于下圖中。由圖可見，它規(guī)定了本幀的性質(zhì)并給出控制信息。按照其第1比特或第1和2比特

36、的取值不同，它將HDLC幀分為3類：信息幀I、監(jiān)督幀S和無編號(hào)幀U。 當(dāng)C的第1比特是“0”時(shí)，表示本幀是信息幀I，攜帶有用戶信息。當(dāng)?shù)?比特是“1”時(shí)，本幀的功能由第2比特決定。此時(shí)，若第2比特為“0”，則本幀是監(jiān)督幀S；若第2比特為“1”，則本幀是無編號(hào)幀U。,控制字段第5比特為查詢/終止(P/F)比特。在主站發(fā)出的命令幀中若將其置為“1”，則表示要求對(duì)方立即發(fā)送應(yīng)答。在對(duì)方的應(yīng)答幀中若將其置為“1”，則表示數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢?？刂?/p>

37、字段的其他比特的功能將在后面另行介紹。在信息幀I中，控制字段的第2至4位表示當(dāng)前發(fā)送的信息幀的序號(hào)N(S)，第6至8位表示期望收到的幀在對(duì)方發(fā)送序列中的序號(hào)N(R)。N(S)和N(R)都是按模8運(yùn)算的數(shù)字，即只能取值0至7。N(R)還含有確認(rèn)信息，表示序號(hào)為[N(R) – 1(mod 8)]的幀和更前的幀都已經(jīng)正確接收到了。這里模8運(yùn)算的意思就是使序號(hào)的取值達(dá)到7后又回到0，這樣繼續(xù)循環(huán)計(jì)數(shù)。,在監(jiān)督幀S中，控制字段的第3和4位的功能

38、示于下表中，它給出接收狀態(tài)。無編號(hào)幀本身不帶編號(hào)，即不帶N(R)。它用控制字段的第3、4、6、7、8比特表示對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的各種信令。這5比特的排列可以得出32種控制信令。,信息字段I：信息字段I的長度可以任意規(guī)定，但是其中定義的每個(gè)字符的比特?cái)?shù)必須是固定的。幀校驗(yàn)序列FCS： 它用于監(jiān)督本幀中的誤碼，但是標(biāo)志F不在監(jiān)督范圍內(nèi)。FCS規(guī)定采用循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)法。所用的循環(huán)碼生成多項(xiàng)式規(guī)定為x16 + x12 + x

39、5 + 1 。,五. 局域網(wǎng)－以太網(wǎng)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)目前廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)多采用帶集線器的星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)，見下圖。圖中畫出4個(gè)計(jì)算機(jī)通過線路和集線器相連。集線器有多個(gè)端口，每個(gè)端口接一個(gè)計(jì)算機(jī)。集線器的功能是將每個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)通過線路轉(zhuǎn)送給其他各計(jì)算機(jī)。,集線器和計(jì)算機(jī)間的線路是兩對(duì)雙絞線（見下圖），分別用于發(fā)送和接收信號(hào)，其長度不超過100 m。由以太網(wǎng)的線路連接關(guān)系可見，一個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)出的信號(hào)可以送到其

40、他各個(gè)計(jì)算機(jī)。但是，一般情況都是只希望將信號(hào)發(fā)送給一個(gè)指定的計(jì)算機(jī)。因此，在發(fā)送信號(hào)中需要帶有地址信息，只有此地址的計(jì)算機(jī)才能接收到此信號(hào)。,此外，這種網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)只允許有一個(gè)發(fā)送信號(hào)在線路中存在。若同時(shí)有多個(gè)發(fā)送信號(hào)，勢(shì)必造成互相干擾。為了解決上述這些問題，需要制定一個(gè)通信協(xié)議，為各計(jì)算機(jī)遵守。在以太網(wǎng)中采用的協(xié)議稱為載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測(cè)(CSMA/CD)協(xié)議。 下面就將介紹這個(gè)協(xié)議。,CSMA/CD協(xié)議的數(shù)據(jù)格式 假定：一

41、個(gè)計(jì)算機(jī)在發(fā)送信號(hào)之前處于監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。只有當(dāng)監(jiān)聽到線路上沒有“載波”時(shí)，才能向線路上發(fā)送信號(hào)。這里的“載波”一詞是指線路中其他計(jì)算機(jī)發(fā)出的任何電信號(hào)，不必須是正弦載波。在以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)是分組傳輸?shù)?，其?shù)據(jù)格式如下圖所示。上圖中顯示每組數(shù)據(jù)共分6個(gè)字段，其中5個(gè)字段共26個(gè)字節(jié)是用于網(wǎng)絡(luò)開銷，只有一個(gè)字段是用戶數(shù)據(jù)。下面給出這種數(shù)據(jù)格式的詳細(xì)規(guī)定：每個(gè)分組的最大長度為1526字節(jié)，最小長度為72字節(jié)。每個(gè)字節(jié)含8比特。,每個(gè)

42、分組分為6個(gè)字段：前同步碼8字節(jié)，報(bào)頭14字節(jié)，數(shù)據(jù)46至1500字節(jié)，校驗(yàn)位4字節(jié)。分組間最小間隔為9.6 ?s。前同步碼包含8字節(jié)的“1/0”交替碼，但是最后以兩個(gè)比特“11”結(jié)束，即前同步碼為(101010…101011)。具體說，前同步碼的前7個(gè)字節(jié)是“1/0”交替碼，它用于建立比特同步，因?yàn)樵谝粋€(gè)計(jì)算機(jī)開始接收分組數(shù)據(jù)時(shí)比特同步尚未建立；最后1個(gè)字節(jié)是“10101011”，它表示在這個(gè)字節(jié)后面就是報(bào)頭的開始。報(bào)頭包括：4

43、8比特目的地址碼，48比特源地址碼，16比特類型碼。接收站需檢查報(bào)頭中的目的地址，看該組是否應(yīng)當(dāng)接收。其中第1個(gè)比特指示地址類型（0表示單地址，1表示群地址）；地址碼若為全“1”表示是向所有站廣播。,源地址碼是發(fā)送站的地址碼。類型碼決定數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)如何解釋。例如，用于表示數(shù)據(jù)的編碼方法、密碼、消息優(yōu)先級(jí)等。數(shù)據(jù)字段中字節(jié)數(shù)目必須為整數(shù)。當(dāng)用戶數(shù)據(jù)長度不足46字節(jié)時(shí)，需要用整數(shù)字節(jié)的字段填充。幀校驗(yàn)字段中校驗(yàn)碼的生成多項(xiàng)式如下：

44、X32 + X26 + X23 + X22 + X16 + X12 + X11 + X10 + X8 + X7 + X5 + X4 + X2 + X + 1 幀校驗(yàn)序列的校驗(yàn)范圍不包括前同步碼。最后指出，上述數(shù)據(jù)格式中的報(bào)頭、數(shù)據(jù)和幀校驗(yàn)序列屬于OSI參考模型中數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，而前同步碼則屬于物理層的協(xié)議。,CSMA/CD協(xié)議的工作當(dāng)一個(gè)計(jì)算機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，它的可能狀態(tài)如下：延緩：當(dāng)線路中存在載波時(shí)，或在最小分組間隔

45、時(shí)間(9.6 ?s)內(nèi)，不能發(fā)送。發(fā)送：若不在延緩期，用戶可以發(fā)送直到分組結(jié)束或直到檢測(cè)有碰撞。中斷：若檢測(cè)到碰撞，用戶必須終止傳輸，并發(fā)送一個(gè)短的人為干擾信號(hào)，以確保所有碰撞方注意到此碰撞。重新發(fā)送：用戶必須等待一個(gè)隨機(jī)延遲時(shí)間，再試圖重新發(fā)送。這樣做的目的是使碰撞各方的延遲時(shí)間不同，以避免再次同時(shí)發(fā)送而引起碰撞。退避：延遲重新發(fā)送稱為退避。第n次重發(fā)之前的延遲時(shí)間等于一個(gè)隨機(jī)數(shù)乘以基本延遲時(shí)間。此隨機(jī)數(shù)在0 ~ (2n -1

46、)間均勻分布(0 10，此區(qū)間仍為0 ~ 1023。重發(fā)的基本延遲時(shí)間是51.2 ?s，它對(duì)于10Mb/s速率的以太網(wǎng)相當(dāng)于512 b（64 B）的持續(xù)時(shí)間。,例：下圖為以太網(wǎng)采用雙相碼以10 Mb/s速率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。這時(shí)，每個(gè)碼元中都包含一次跳變。碼元“1”中的跳變是從低電平到高電平；而碼元“0”的跳變是從高電平到低電平。所以，存在跳變就是向所有監(jiān)聽者表明網(wǎng)上有載波存在。若從最后一次跳變開始在0.75 ~ 1.25個(gè)

47、碼元時(shí)間內(nèi)看不到跳變，就表明載波沒有了，即表示一組的終結(jié)。,高速以太網(wǎng)上面介紹的以太網(wǎng)一般稱為10BASE-T，其中的“10”表示工作在10Mb/s速率，“BASE”表示傳輸?shù)氖腔鶐盘?hào)，“T”表示雙絞線。這種以太網(wǎng)至今仍在使用。不過，從1994年開始出現(xiàn)了100 Mb/s速率的以太網(wǎng)，稱為100BASE-T。它仍使用CSMA/CD協(xié)議，但是集線器等硬件的工作速度提高了，并使用不同規(guī)格的雙絞線或光纖。現(xiàn)在將速率達(dá)到和超過100Mb/

48、s以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。除了100BASE-T以太網(wǎng)外，到1996年又出現(xiàn)了能工作在1Gb/s速率的吉比特以太網(wǎng)。在2002年IEEE又完成了10吉比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定。,六 ALOHA網(wǎng)什么是ALOHA網(wǎng)？它通過衛(wèi)星的一個(gè)公共信道，采用隨機(jī)接入?yún)f(xié)議，把幾個(gè)地方的計(jì)算機(jī)連接起來。ALOHA系統(tǒng)采用分組傳輸方式，分組的長度是一定的。早期ALOHA系統(tǒng)的工作協(xié)議很簡單，工作效率不高。因此，ALOHA系統(tǒng)的工作協(xié)議不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了時(shí)隙A

49、LOHA系統(tǒng)和預(yù)約ALOHA系統(tǒng)，并將早期的ALOHA系統(tǒng)稱為純ALOHA系統(tǒng)。,純ALOHA系統(tǒng)：工作模式： 發(fā)送模式：用戶在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)可以隨時(shí)發(fā)送。發(fā)送的分組具有糾錯(cuò)能力。收聽模式：在發(fā)送后，該用戶收聽來自接收端的“確認(rèn)(ACK)”消息。當(dāng)有幾個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送信號(hào)時(shí)，由于信號(hào)間的重疊會(huì)造成接收數(shù)據(jù)中出現(xiàn)誤碼。我們稱這種現(xiàn)象為碰撞。這時(shí)發(fā)送端將收到接收端送回的“否認(rèn)(NAK)”消息。重發(fā)模式：當(dāng)發(fā)送端收到“NAK”后，將重發(fā)

50、原來的數(shù)據(jù)分組。當(dāng)然，若碰撞對(duì)方也立即重發(fā)，將再次發(fā)生碰撞。所以，要經(jīng)過一段隨機(jī)延遲時(shí)間后再重發(fā)。超時(shí)模式：若發(fā)送后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)既沒有收到ACK，也沒有收到NAK，則重發(fā)此數(shù)據(jù)分組。,系統(tǒng)性能分析歸一化通過量和歸一化總業(yè)務(wù)量設(shè)每個(gè)數(shù)據(jù)分組的長度為b比特，由用戶送入系統(tǒng)的總業(yè)務(wù)到達(dá)率為每秒?t個(gè)分組，其中成功接收率為每秒?個(gè)分組，拒收（發(fā)生碰撞）率為每秒?r個(gè)分組，則有?t ＝ ? ＋ ?r（分組/秒）于是可以將

51、系統(tǒng)的平均成功傳輸量（或稱通過量、吞吐量）定義為將系統(tǒng)的總業(yè)務(wù)量定義為若系統(tǒng)容量（最大傳輸速率）為R (b/s)，則定義歸一化通過量為定義歸一化總業(yè)務(wù)量為,,,,,由于平均通過量p? 不可能大于系統(tǒng)的容量R，所以歸一化通過量p不可能大于1?？倶I(yè)務(wù)量P? 決定于用戶的需求，它可能很大，所以歸一化總業(yè)務(wù)量P可以大于1。一般說來，可以寫成0 ? P ? ?。這樣，一個(gè)分組的（最?。﹤鬏敃r(shí)間應(yīng)該等于將上式代入式中

52、，得到前兩式中，得到及,,避免碰撞的最小間隔時(shí)間由上圖可以看出，為了避免碰撞，一個(gè)分組至少需要2? 的空閑時(shí)間。因?yàn)槿粼诒痉纸M發(fā)送前? 秒內(nèi)有另一個(gè)用戶在發(fā)送，則會(huì)和前一分組的后部碰撞；若在本分組開始發(fā)送的? 秒內(nèi)有另一分組發(fā)送，則會(huì)和后一分組的前部碰撞。換句話說，成功發(fā)送一個(gè)分組的條件是在相鄰兩個(gè)? 的時(shí)間間隔內(nèi)沒有其他的消息到達(dá)。,歸一化通過量p和歸一化總業(yè)務(wù)量P之間的關(guān)系若有大量不相關(guān)的用戶向一個(gè)通信系統(tǒng)

53、發(fā)送消息，則此通信系統(tǒng)中消息到達(dá)的統(tǒng)計(jì)特性通常用泊松分布表示。這就是說，在? 秒時(shí)間間隔內(nèi)有K個(gè)新消息到達(dá)的概率可以表示為泊松分布：式中，?為消息的平均到達(dá)率將上式中的?用總業(yè)務(wù)到達(dá)率?t代替，K用0代替，就表示在一個(gè)? 的時(shí)間間隔內(nèi)沒有消息到達(dá)的概率：,,,因此，在ALOHA系統(tǒng)中一個(gè)消息成功傳輸?shù)母怕蔖s應(yīng)該是相鄰兩個(gè)? 內(nèi)都沒有消息到達(dá)。故有：由于總業(yè)務(wù)到達(dá)率?t等于平均成功接收率?和平均拒收率?r之和。所以根據(jù)

54、概率的定義可知，?和?t之比就是成功傳輸?shù)母怕?，即由上兩式可以求出將上式代入并且考慮到得到歸一化通過量上式就是要求的歸一化通過量p和歸一化總業(yè)務(wù)量P的關(guān)系,,,,,,,性能曲線：在上圖中標(biāo)記為“純ALOHA”的曲線就是按上式畫出的。由圖可見，隨著P增大，p也逐漸增大，直至某一點(diǎn)后由于碰撞大量增加而開始下降。p的最大值等于1/2e = 0.18，它發(fā)生在P等于0.5時(shí)。即“純ALOHA系統(tǒng)”的

55、信道容量利用率只有18％。,時(shí)隙ALOHA系統(tǒng)（S-ALOHA系統(tǒng)）改進(jìn)之處：衛(wèi)星向所有站發(fā)送一同步脈沖序列，將時(shí)間劃分為等于分組長度的時(shí)隙? 。在這種系統(tǒng)中，分組的長度? 仍然是固定的，但是規(guī)定分組開始發(fā)送的時(shí)間必須在時(shí)隙? 的起點(diǎn)。這樣的一種簡單規(guī)定就能使碰撞率減少一半，因?yàn)橹挥性谕粫r(shí)隙中發(fā)送的消息才可能發(fā)生碰撞。,工作原理圖中僅顯示出兩個(gè)站。站1的分組a和站2的分組c的到達(dá)時(shí)刻不在同一時(shí)隙中，所以它們都能成功地

56、發(fā)送。站1的分組b和站2的分組d的到達(dá)時(shí)刻在同一時(shí)隙內(nèi)，所以會(huì)發(fā)生碰撞。這樣就將對(duì)分組到達(dá)時(shí)間間隔的要求從純ALOHA系統(tǒng)的2? 減小為? ，使碰撞率減少一半。這時(shí)的歸一化通過量p和歸一化總業(yè)務(wù)量P的關(guān)系式變?yōu)?,按上式畫出的曲線示于下圖中。此曲線的最大值等于1/e = 0.37，它是純ALOHA系統(tǒng)的兩倍。在重發(fā)模式下，S-ALOHA系統(tǒng)的重發(fā)必須延遲時(shí)隙的整數(shù)倍時(shí)間。這一點(diǎn)稍有別于純ALOHA系統(tǒng)。這個(gè)整數(shù)倍時(shí)隙

57、的延遲時(shí)間決定于各站的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器。當(dāng)然，兩個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)可能相同，但是這種情況發(fā)生的概率極??；一旦發(fā)生，會(huì)發(fā)生再次碰撞。若出現(xiàn)這種情況，則使用另一個(gè)隨機(jī)數(shù)再次重發(fā)。,預(yù)約ALOHA系統(tǒng)（R-ALOHA系統(tǒng)）基本模式：未預(yù)約模式和預(yù)約模式未預(yù)約模式（靜止?fàn)顟B(tài)）下： 將時(shí)間分為若干小的子時(shí)隙。 用戶使用這些子時(shí)隙來預(yù)約消息時(shí)隙。 在發(fā)出預(yù)約請(qǐng)求后，用戶等待收聽確認(rèn)和時(shí)隙分配的信息。預(yù)約模式下： 一旦有了一個(gè)預(yù)約，

58、時(shí)間將被分成幀，每幀又分成M+1個(gè)時(shí)隙。 前M個(gè)時(shí)隙用于消息傳輸。 最后一個(gè)時(shí)隙再分成N個(gè)子時(shí)隙，用于請(qǐng)求和分配預(yù)約。 用戶只能在M個(gè)時(shí)隙中分配給他的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送消息分組。,例：有不同的實(shí)現(xiàn)方案。在下圖中畫出一個(gè)例子 ：在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)（圖中最右端），沒有預(yù)約，故時(shí)間被分成短的子時(shí)隙，用于進(jìn)行預(yù)約。一旦有了預(yù)約，系統(tǒng)將時(shí)間分成幀。每幀有6個(gè)時(shí)隙(M=5)，其中最后一個(gè)時(shí)隙又分為6個(gè)子時(shí)隙(N=6)。在第3時(shí)隙有一個(gè)

59、站發(fā)出請(qǐng)求，要求預(yù)約3個(gè)消息時(shí)隙。,在第9個(gè)時(shí)隙該站收到確認(rèn)和分配給它的發(fā)送第1個(gè)分組的位置。該站在發(fā)送第1個(gè)分組之后，繼續(xù)在下一個(gè)時(shí)隙發(fā)送第2個(gè)分組。但是，該站知道再后一個(gè)時(shí)隙是用于預(yù)約的，它被分成6個(gè)子時(shí)隙。所以，在這個(gè)預(yù)約時(shí)隙之后才發(fā)送第3個(gè)分組。因?yàn)檫@種體制是分散控制的，所有各站都能收到衛(wèi)星發(fā)送的下行信號(hào)中包含的預(yù)約時(shí)隙格式和分配，故只需指定分配的第1個(gè)分組的位置就夠了。在傳輸完預(yù)約分組后，若再?zèng)]有發(fā)送請(qǐng)求，則系統(tǒng)返回靜止

60、狀態(tài)的子時(shí)隙格式，并通過下行信道向各站發(fā)送同步脈沖。,S-ALOHA系統(tǒng)和R-ALOHA系統(tǒng)的性能比較,11.4 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)一. 窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)N-ISDN的信道類型 B信道：傳輸速率64 kb/s?？梢杂糜趥鬏敂?shù)字語音或數(shù)據(jù)等用戶數(shù)字信息。 D信道：傳輸速率為16或64 kb/s，用于傳輸電路交換的信令，還可以傳輸遙控信息和分組數(shù)據(jù)等。 H信道：它有3種不同的傳輸速率，即H0信道 －

61、傳輸速率為384 kb/s，H1信道：又分兩種速率H11信道 － 傳輸速率為1536 kb/s，（主要用于北美、日本和韓國等）H12信道 － 傳輸速率為1920 kb/s，（主要用于歐洲和中國大陸）H信道用于傳輸用戶信息。,N-ISDN的接口基本結(jié)構(gòu)圖 家庭或小單位接口舉例用戶的各種ISDN終端設(shè)備(第1類終端設(shè)備TE1) 多至8個(gè)，可以同時(shí)接到第1種網(wǎng)絡(luò)終端(NT1)的連接器上。 網(wǎng)絡(luò)終端NT

62、1和終端設(shè)備的接口位于圖中參考點(diǎn)T，而NT1和ISDN的接口參考點(diǎn)是U。NT1具有OSI第1層的功能。,大單位的終端接口舉例用戶的各種ISDN終端設(shè)備接到第2種網(wǎng)絡(luò)終端NT2的連接器上。此接口位于圖中參考點(diǎn)S。NT2是有智能的， 并且可能有集中和交換功能，即相當(dāng)于具有OSI第3層的功能。它可以有多個(gè)連接參考點(diǎn)S。,圖中還示出非ISDN終端設(shè)備(第2類終端設(shè)備TE2)，它可以通過終端適配器TA接到參考點(diǎn)S

63、。非ISDN終端和TA的接口參考點(diǎn)是R。 適配器TA能將用戶數(shù)據(jù)變換成ISDN的數(shù)據(jù)格式，并在需要時(shí)加入附加的信令。它還可以將輸入的模擬語音和傳真信號(hào)數(shù)字化，變成ISDN格式，再送入網(wǎng)絡(luò)。,網(wǎng)絡(luò)-用戶物理接口的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu) 基本速率接口BRI：由兩個(gè)B信道和一個(gè)D信道(2B+D)組成。在這種接口中，D信道的速率是16 kb/s；兩個(gè)B信道可以獨(dú)立地使用，即可以分別連接不同終端；其中一個(gè)B信道用于數(shù)字電話，另一個(gè)B信道可以用于傳輸數(shù)

64、據(jù)、可視圖文或PCM電話等。在BRI接口上，除了傳輸(2B+D)信號(hào)外，還有傳輸同步信息等其他開銷，所以總傳輸速率是192 kb/s?；核俾式涌赑RI ：它由若干B信道和一個(gè)D信道組成，D信道的比特率為64 kb/s。這種接口適合用于需要更大傳輸容量的用戶。在歐洲和中國大陸，PRI使用30個(gè)64 kb/s的B信道和1個(gè)64 kb/s的D信道，合成的比特率是2048 kb/s,在北美、日本和韓國，PRI使用23個(gè)64 kb

65、/s的D信道和一個(gè)64 kb/s的D信道(23B+D)，合成的比特率是1,544 kb/s。除了上述兩種B信道接口外，還有H信道接口，例如，由(5H0 + D)組成2048 kb/s的基群接口，由4H0或(3H0 + D)組成1544 kb/s的基群接口，以及由B信道和H信道組成的混合接口等。,二. 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)信道速率高于2 Mb/s的ISDN，稱為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。 ITU-T建議在B-ISDN中采用異

66、步傳遞方式(ATM)作為B-ISDN中的信息傳遞方式。 B-ISDN的協(xié)議參考模型物理層和OSI參考模型中的第1層功能基本相同。ATM屬于面向連接的網(wǎng)絡(luò)類型。ATM層負(fù)責(zé)連接和復(fù)用。 ATM適配層(AAL)在ATM層之上，其功能是提供各種業(yè)務(wù)、進(jìn)行信元的裝配和拆卸、解決傳輸抖動(dòng)、進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制等。更高層是用戶層，其功能還有待研究。,ATM網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)ATM網(wǎng)絡(luò)的組成：包括ATM用戶網(wǎng)絡(luò)和ATM傳輸網(wǎng)絡(luò)。AT

67、M用戶網(wǎng)絡(luò)：由用戶終端設(shè)備TE、網(wǎng)絡(luò)終端NT 和傳輸鏈路組成。ATM傳輸網(wǎng)絡(luò)：由ATM交換節(jié)點(diǎn)SN和傳輸鏈路組成。ATM網(wǎng)絡(luò)示意圖：,ATM網(wǎng)絡(luò)示意圖： 用戶-網(wǎng)絡(luò)接口: UNI 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口：NNI,ATM層ATM層的連接功能：ATM連接由一些ATM層鏈路串聯(lián)組成，為接入點(diǎn)之間提供端-端傳遞能力。在給定接口處和給定方

68、向上，同一物理層連接在ATM層被若干虛路徑VP 所復(fù)用；這些虛路徑用虛路徑標(biāo)識(shí)符VPI 來區(qū)別。在一段虛路徑連接VPC 中又有若干虛信道VC ；這些虛信道用虛信道標(biāo)識(shí)符VCI 來區(qū)別。,VPI和VCI的關(guān)系在一個(gè)給定的接口上，分別屬于兩段不同VP的兩段VC可以具有相同的VCI值。所以，一段VC在一個(gè)接口上需要由VPI和VCI兩個(gè)值才能被完全識(shí)別。若一段虛信道連接VCC是在交換線路上，則VCI的一個(gè)特定值沒有端-端意義，因?yàn)楫?dāng)V