计算机网络基础电子教案课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《计算机网络基础电子教案课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机网络 基础 电子 教案 课件
- 资源描述:
-
1、会计学1计算机网络基础第李志球电子计算机网络基础第李志球电子2目录目录2.1 数据通信的基本概念数据通信的基本概念2.2 数据编码和调制数据编码和调制2.3 数据传输方式数据传输方式2.4 同步传输和异步传输同步传输和异步传输2.5 多路复用技术多路复用技术2.6 传输介质传输介质2.7 物理层作用与协议物理层作用与协议 第1页/共65页3 计算机网络由计算机网络由通信子网通信子网和和资源子网资源子网组成,组成,OSI/RM中,中,通信子网包括物理层、数据链路通信子网包括物理层、数据链路层和网络层三层层和网络层三层。计算机网络中的数据通信。计算机网络中的数据通信是为了实现计算机之间的数据交换,
2、因此计是为了实现计算机之间的数据交换,因此计算机网络本质上是数据通信的问题。算机网络本质上是数据通信的问题。物理层主要物理层主要研究二进制比特研究二进制比特在网络中在网络中传输传输时所采用的技术时所采用的技术,如曼彻斯特编码、串,如曼彻斯特编码、串/并传并传输、同步输、同步/异步传输、多路复用等技术。异步传输、多路复用等技术。传输介质虽然不属于物理层传输介质虽然不属于物理层,但它是物,但它是物理层传输光、电信号的数据传输通道。所以理层传输光、电信号的数据传输通道。所以本章也介绍传输介质的概念。本章也介绍传输介质的概念。第2页/共65页4 物理层考虑如何将数据转换成适合信道传输物理层考虑如何将数
3、据转换成适合信道传输的的电(光)信号、模电(光)信号、模/数转换、采用何种技术数转换、采用何种技术传输等传输等问题。这些都是数据通信要考虑的。问题。这些都是数据通信要考虑的。第3页/共65页5 1.1.数据数据 分为模拟数据和数字数据两种。分为模拟数据和数字数据两种。2.2.信息信息 以某种格式组织起来的数据。以某种格式组织起来的数据。3.3.信号信号 是数据的具体物理表现。分为模拟信号和是数据的具体物理表现。分为模拟信号和 数字信号两种,如图所示。数字信号两种,如图所示。重点重点概念概念第4页/共65页6 4.4.信道信道 传输信息时信号沿发送端到接收端的通传输信息时信号沿发送端到接收端的通
4、路。路。l模拟信道模拟信道适于模拟信号传输适于模拟信号传输模拟信号:时间和幅度连续模拟信号:时间和幅度连续l数字信道数字信道适于数字信号传输适于数字信号传输数字信号:时间和幅度离散数字信号:时间和幅度离散模拟信模拟信号号时间时间幅值幅值数字信号数字信号时间时间幅值幅值第5页/共65页7 5.5.通信和数据通信通信和数据通信 通信是信息的传输与交换。数通信是信息的传输与交换。数 据通信是以传送数据为业务的据通信是以传送数据为业务的 通信。通信。6.6.数据通信网数据通信网 是数据通信系统的网络形式是数据通信系统的网络形式。7.7.码元和码字码元和码字 码元是一个信号编码单元。码字由码元是一个信号
5、编码单元。码字由 若干码若干码 元组成的字符串序列。元组成的字符串序列。8.8.数据分组数据分组把较大的数据块分成较小的数据段。把较大的数据块分成较小的数据段。不同的网络或层中,分组名称也不不同的网络或层中,分组名称也不同,同,如如 帧帧(frame)、信元信元(cell)、IP数据报数据报 等。通常数据分组也称为数据包。等。通常数据分组也称为数据包。第6页/共65页89.9.基带传输、频带传输和宽带传输基带传输、频带传输和宽带传输1 1)基带传输基带传输通信系统中的基带传输是指在传输信号时,用表示信息的原有信号形式进行。通信系统中的基带传输是指在传输信号时,用表示信息的原有信号形式进行。计算
6、机网络中,数字信号(基带信号)所占频率简称基带。基带传输是数字数据直接在信道中用数字信号传输。计算机网络中,数字信号(基带信号)所占频率简称基带。基带传输是数字数据直接在信道中用数字信号传输。2 2)频带传输频带传输频带传输是将基带信号变换为较高频率范围的频带信号(模拟信号,如音频),然后在模拟信道中传输。频带传输是将基带信号变换为较高频率范围的频带信号(模拟信号,如音频),然后在模拟信道中传输。3 3)宽带传输)宽带传输宽带在电信界是指带宽大于语言级信道(宽带在电信界是指带宽大于语言级信道(4kHz4kHz)的信道,另外当网络的传输速率超过)的信道,另外当网络的传输速率超过2Mbps2Mbp
7、s时,称为宽带网。时,称为宽带网。第7页/共65页9 1.1.比特比特(bit)bit)率率S S指单位时间内所传送的二进位序列的位(指单位时间内所传送的二进位序列的位(bit)数,是度量通信系统每秒传送的信息量。用每秒比数,是度量通信系统每秒传送的信息量。用每秒比特数(特数(bit/s或或bps)表示表示。常用的单位换算关系如下:常用的单位换算关系如下:1 1Kbps=210=1024bpsKbps=210=1024bps;1Mbps=220=1024Kbps1Mbps=220=1024Kbps;1Gbps=230=1024Mbps1Gbps=230=1024Mbps;1Tbps=240=1
8、024Gbps1Tbps=240=1024Gbps。第8页/共65页10 2.2.波特波特(Baud)Baud)率率B B指数字信号经过调制后的传输速率,或者是说指数字信号经过调制后的传输速率,或者是说每秒传输的脉冲(波形)信号个数(通过信道传输每秒传输的脉冲(波形)信号个数(通过信道传输的码元数)。的码元数)。B=1/T B=1/T;其中,其中,T T为每个脉冲(波形)信号的持为每个脉冲(波形)信号的持续时间,单位为秒。续时间,单位为秒。比特率和波特率的关系:比特率和波特率的关系:S=B*log 2 n 3.3.误码率误码率PePe 指数据位被传错的概率,也称出错率。指数据位被传错的概率,也
9、称出错率。Pe=Ne/N;N第9页/共65页11 4.4.信道容量信道容量 指物理信道能达到的最大传输能力,用比特率指物理信道能达到的最大传输能力,用比特率S表示。表示。注意:注意:描述数字信道的容量用信道的数据速率描述数字信道的容量用信道的数据速率表示,如以太网使用双绞线时为表示,如以太网使用双绞线时为100Mbps;模拟信道的容量用带宽描述,如电话线模拟信道的容量用带宽描述,如电话线的带宽为的带宽为1MHz(语音模拟信号的频率范围(语音模拟信号的频率范围为为(300Hz3400Hz))。)。第10页/共65页12 5.5.带宽(带宽(BandwidthBandwidth)指信道所能传送的信
10、号的频率宽度,也就是可指信道所能传送的信号的频率宽度,也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差,单位是传送信号的最高频率与最低频率之差,单位是Hz(赫)、赫)、kHz(千赫)、千赫)、MHz(兆赫)和兆赫)和THz(兆兆(兆兆赫)等赫)等。常用的单位换算关系为:常用的单位换算关系为:1kHz=101kHz=103 3=1 000Hz=1 000Hz;1MHz=101MHz=106 6=1 000kHz=1 000kHz;1GHz=101GHz=109 9=1 000MHz=1 000MHz;1THz=101THz=101212=1 000GHz=1 000GHz。第11页/共65页13 5.5
11、.带宽(带宽(BandwidthBandwidth)l l带宽定义:带宽定义:模拟信道所传输的信号频率范围模拟信道所传输的信号频率范围称为该信道的带宽。信道的带宽是由传输媒体和有称为该信道的带宽。信道的带宽是由传输媒体和有关附加设备与电路的频率特性决定的。关附加设备与电路的频率特性决定的。l计算带宽:用信号的最高频率减去信号中的用信号的最高频率减去信号中的最低频率。例:语音信号带宽最低频率。例:语音信号带宽3.1Hz(300Hz3400Hz)103104Hz间的带宽为间的带宽为9000Hz,若电话信道占据若电话信道占据3kHz,则在此范围内可划出则在此范围内可划出3个信道:个信道:100040
12、00;40007000;700010000。3路信号通过调制可复用路信号通过调制可复用一根传输介质。一根传输介质。第12页/共65页14 6.6.带宽、数据传输速率和信道容量的区带宽、数据传输速率和信道容量的区别别 带宽和数据传输速率都是用来度量实际传输能带宽和数据传输速率都是用来度量实际传输能力的。带宽一般用来表示传输介质和模拟信道的传力的。带宽一般用来表示传输介质和模拟信道的传输能力,如电话网传输音频信号的频带范围为输能力,如电话网传输音频信号的频带范围为3003 400Hz,则其信道的带宽是,则其信道的带宽是3 100Hz。而数据。而数据传输速率表示数字通信系统的传输能力,如百兆位传输速
13、率表示数字通信系统的传输能力,如百兆位以太网的数据传输速率为以太网的数据传输速率为100Mbps。一个物理信道既可以作为模拟信道,也可作为一个物理信道既可以作为模拟信道,也可作为数字信道。因此,信道的带宽大,信道容量也大,数字信道。因此,信道的带宽大,信道容量也大,传输速率相应也高。传输速率相应也高。第13页/共65页15 比特间隔和比特率比特间隔和比特率数字信号序列不能像模拟信号那样使用数字信号序列不能像模拟信号那样使用周周期和频率期和频率来描述,而是采用比特间隔(来描述,而是采用比特间隔(对应于对应于周期周期)和比特率()和比特率(对应于频率对应于频率)来描述。)来描述。比特间隔比特间隔是
14、发送一个比特是发送一个比特所需要的时间所需要的时间;而而比特率比特率是每秒发送的比特位数(用是每秒发送的比特位数(用bps作为单位)。作为单位)。第14页/共65页16计算机网络中,度量计算机网络中,度量传输一个二进制数据位传输一个二进制数据位或或模拟信号的周期模拟信号的周期时间单位一般用时间单位一般用s s(秒)、(秒)、msms(毫(毫秒)、秒)、s s(微秒)、(微秒)、nsns(纳秒)和(纳秒)和psps(皮秒)等表(皮秒)等表示。示。常用的时间换算单位为:常用的时间换算单位为:1ms=101ms=10 3 3s s;1 1 s=10s=10 6 6s s;1ns=101ns=10 9
15、 9s s;1ps=101ps=10 1212s s。同样,度量长度的单位同样,度量长度的单位有米、微米、纳米等。有米、微米、纳米等。第15页/共65页177.7.延迟、抖动、呑吐量和丢包率延迟、抖动、呑吐量和丢包率 l l延迟指将一个比特从一端传输到另一端延迟指将一个比特从一端传输到另一端所花费的时间。所花费的时间。l l抖动指在同一条路由上发送数据包之抖动指在同一条路由上发送数据包之间的时间差异。间的时间差异。l l呑吐量是指网络发送数据包的速率。呑吐量是指网络发送数据包的速率。l l丢包率是指在发送数据包时丢失数据丢包率是指在发送数据包时丢失数据包的最高比率。包的最高比率。上述四个参数都
16、是服务质量上述四个参数都是服务质量QoSQoS的主要度量的主要度量参数。参数。第16页/共65页18 2.2.模拟通信系统和数字通信系统模拟通信系统和数字通信系统 数字通信系统是比模拟通信系统费用低,数字通信系统是比模拟通信系统费用低,抗干抗干扰能力强,不易失真,扰能力强,不易失真,但数字信号比模拟信号但数字信号比模拟信号易衰易衰减减;模拟信号比数字信号;模拟信号比数字信号传输距离要远传输距离要远。3.3.信号衰减的克服信号衰减的克服 数字信号衰减的克服办法是使用中继器。数字信号衰减的克服办法是使用中继器。第17页/共65页19数字数据数字数据 数字信号数字信号 模拟数据模拟数据数字数据数字数
17、据 模拟信号模拟信号 模拟数据模拟数据编码编码调制调制转换为数字信号的称为编码转换为数字信号的称为编码转换为模拟信号的称为调制转换为模拟信号的称为调制第18页/共65页20 数据编码成信号时用到的概念数据编码成信号时用到的概念 单极性和双极性编码单极性和双极性编码编码时只使用一种电压的称为单极性编码,而编码时只使用一种电压的称为单极性编码,而使用两种电压的称为双极性编码。使用两种电压的称为双极性编码。归零和不(非)归零编码归零和不(非)归零编码每一个表示每一个表示“0 0”或或“1 1”的电压在信号中部变为的电压在信号中部变为零电压时,称为归零编码。零电压时,称为归零编码。双相位编码双相位编码
18、信号的中间将电压变为相反(注意不是归零,信号的中间将电压变为相反(注意不是归零,而是由正电压变为负电压,或由负电压变为正电压而是由正电压变为负电压,或由负电压变为正电压)第19页/共65页21 2 2双极性不归零码双极性不归零码(BNRZ)BNRZ)用正电平和负电平分别表示二进制数据的用正电平和负电平分别表示二进制数据的1和和0,正,正和负的幅值相等和负的幅值相等。1.1.单极性不归零编码单极性不归零编码(NRZ)NRZ)单极性不归零编码只使用一个电压值,用高电平表单极性不归零编码只使用一个电压值,用高电平表示示1,没电压表示,没电压表示0。第20页/共65页22 3 3双极性归零编码(双极性
19、归零编码(BRZBRZ)使用了正、负和零三个电平,信号本身携带同使用了正、负和零三个电平,信号本身携带同步信息,解决了同步问题。缺点是编码一个比特,步信息,解决了同步问题。缺点是编码一个比特,需要两次信号变化,增加了占用带宽,且线路上的需要两次信号变化,增加了占用带宽,且线路上的平均电压值还不为零。平均电压值还不为零。第21页/共65页23 4.4.双相位编码双相位编码(biphase encoding)biphase encoding)信号在每个比特内部的中间发生改变,但不归零而信号在每个比特内部的中间发生改变,但不归零而是将电压变为相反。是将电压变为相反。曼彻斯特编码(曼彻斯特编码(Man
20、chester encoding)差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码(differential Manchester encoding)负电压变为正电压表示负电压变为正电压表示0 0正电压变为负电压表示正电压变为负电压表示1 1注意红色标记位置有无跳变,有为注意红色标记位置有无跳变,有为0 0,无则为,无则为1 1。第22页/共65页24 对原始的模拟信号每间隔一个相等的时间进行采对原始的模拟信号每间隔一个相等的时间进行采样一次样一次 2.2.脉码调制(脉码调制(PCMPCM)将将PAMPAM采样结果修改成完全数字化的信号。采样结果修改成完全数字化的信号。24240001100000011000
21、-15-151000111110001111125125011111010111110138380010011000100110-80-801101000011010000110110011011100110111048480011000000110000-50-5010110010101100109090010110100101101039390010011100100111525200110110001101108888010110000101100026260001101000011010127127011111110111111177770100110101001101 3.3.采样频
22、率采样频率 是原始的有效信号中最高频率分量或其带宽的是原始的有效信号中最高频率分量或其带宽的倍。例如,语音最高频率是倍。例如,语音最高频率是3400Hz3400Hz,那么需要每,那么需要每秒秒68006800次次的采样频率,实际应用中采样频率放大为的采样频率,实际应用中采样频率放大为每秒每秒80008000次。次。第23页/共65页25 2.2.频移键控法(频移键控法(FSKFSK)3.3.相移健控法(相移健控法(PSKPSK)4.4.正交调幅(正交调幅(QAMQAM)(a)3振幅,12相位(b)4振幅,8相位 (c)2振幅,8相位 第24页/共65页26 普通电灯开关只有普通电灯开关只有“开
23、开”和和“关关”两种状态,两种状态,能表示数字能表示数字“0 0”和和“1 1”,一种状态只能表示一位数,一种状态只能表示一位数。有的电风扇开关有有的电风扇开关有“0 0、1 1、2 2、3 3”四种状态,能四种状态,能表示数字表示数字“0000、0101、1010和和1111”,所以一种状态能表示,所以一种状态能表示两位数。假如开关有两位数。假如开关有“0 07 7”八种状态,则一种状态能八种状态,则一种状态能表示三位数(表示三位数(000000、001001、111111)。)。正交调幅就是让一种状态能表示更多位数的一正交调幅就是让一种状态能表示更多位数的一种调制技术。种调制技术。Mode
24、mModem就采用这种技术。就采用这种技术。左图每个方案都有左图每个方案都有1616种种状态,每状态,每一种状态能表一种状态能表示四位数(示四位数(00000000、00010001、11111111)。如果)。如果相位或振幅变化太多,相位或振幅变化太多,则信号反差小,可读性则信号反差小,可读性就差。就差。第25页/共65页272.2.调频调频 3.3.调相调相 在调相传输技术中,原始在调相传输技术中,原始模拟载波信号的相位随调制模拟载波信号的相位随调制信号电压(振幅)的改变而信号电压(振幅)的改变而调整,振幅和频率,保持不调整,振幅和频率,保持不变。调相技术和调频技术的变。调相技术和调频技术
25、的分析类似。分析类似。第26页/共65页28并行传输是指数据以成组方式在并行传输是指数据以成组方式在多个并行多个并行的信道上同时传输的信道上同时传输,相应地需要若干根传输线,相应地需要若干根传输线。一般用于计算机内部或近距离设备的数据传。一般用于计算机内部或近距离设备的数据传输,如计算机和打印机之间的通信,一次传送输,如计算机和打印机之间的通信,一次传送一个字节的信号,所以传输信道需要根数据一个字节的信号,所以传输信道需要根数据线,同时还需要其它的控制信号线。线,同时还需要其它的控制信号线。优缺点:优缺点:并行传输优点是速度快,缺点是并行传输优点是速度快,缺点是费用高。费用高。因为并行传输需要
展开阅读全文