计算机广域网第2章.ppt

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1、第二章第二章 广域网通信基础广域网通信基础桂林电子科技大学信息科技学院本章内容提要本章内容提要v2.1连接到数字网络连接到数字网络v2.2多路复用器多路复用器v2.3调制解调器调制解调器v2.4微波通信微波通信v2.5卫星通信卫星通信v2.6数字用户线路数字用户线路v2.7专用分组交换机专用分组交换机v2.8路由器路由器桂林电子科技大学信息科技学院22.1 连接数字网络连接数字网络2.1.1 DTE/CSU接口接口v数据终端设备（数据终端设备（DTE）提供了）提供了RS-232接口，可以通过这种接口连接口，可以通过这种接口连接到调制解调器上。使用同样的接口连接数字终端设备要比给每接到调制解调器

2、上。使用同样的接口连接数字终端设备要比给每个数据终端设备配备一个独立的连接器更有意义。但不能简单地个数据终端设备配备一个独立的连接器更有意义。但不能简单地把它们连接在一起，因为数字设备不支持把它们连接在一起，因为数字设备不支持RS-232协议，还必须在协议，还必须在它们之间加入另外的东西。它们之间加入另外的东西。v数字服务的本地环路通常终止于用户楼中的一个信道服务单元数字服务的本地环路通常终止于用户楼中的一个信道服务单元（CSU）。）。CSU是在本地环路（也就是电话信道）上产生传输信是在本地环路（也就是电话信道）上产生传输信号的设备。号的设备。实现实现DTE与与CSU的连接几种方法如下：的连接

3、几种方法如下：1.通过数据服务单元通过数据服务单元(DSU)连接。连接。2.通过多路复用器连接通过多路复用器连接3.通过作为通过作为PBX（专用分组交换机）一部分的信道组连接专用分组交换机）一部分的信道组连接 桂林电子科技大学信息科技学院3v值得注意的是，对于很多数据联网设备而言，值得注意的是，对于很多数据联网设备而言，DSUCSU常常用常常用作实际设备的一部分，而不是作为一个独立的组件。带有可连接作实际设备的一部分，而不是作为一个独立的组件。带有可连接到到T1线路上的广域网端口的路由器，就是一种这样的设备。线路上的广域网端口的路由器，就是一种这样的设备。桂林电子科技大学信息科技学院4v2.1

4、.2 亚速率（亚速率（Subrate）设备）设备 任何运行速率比任何运行速率比 DS0(64kb/s)低的设备都叫做亚速率设备。低的设备都叫做亚速率设备。AT&T的数据电话数字服务（的数据电话数字服务（DDS）和）和 British Telcom的的Kilo Stream所采用的都是亚速率设备。所采用的都是亚速率设备。v数字数据业务是通过数字数据网向用户提供永久性或半永久数字数据业务是通过数字数据网向用户提供永久性或半永久性连接电路的，可将各种速率的数据信息按照不同的接口标性连接电路的，可将各种速率的数据信息按照不同的接口标准集合到更高标准的数字信道上进行传输。准集合到更高标准的数字信道上进行

5、传输。vDDN网由数字电路、网由数字电路、DDN节点、网络控制和用户环路组成，节点、网络控制和用户环路组成，可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务，满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需求。务，满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需求。桂林电子科技大学信息科技学院5vDDN区别于传统模拟电话专线，主要体现在全数字电路、传区别于传统模拟电话专线，主要体现在全数字电路、传输质量高、时延小、路由可自动迂回、可靠性及可用率高等输质量高、时延小、路由可自动迂回、可靠性及可用率高等方面。方面。v数字数据专线可实现一线多用，

6、既可通话、传真、传送数据；数字数据专线可实现一线多用，既可通话、传真、传送数据；还可以组建会议电视系统、开放帧中继业务；或组建自己的还可以组建会议电视系统、开放帧中继业务；或组建自己的虚拟专网（虚拟专网（VPN），设立网管中心，管理自己的网络。并且），设立网管中心，管理自己的网络。并且DDN是全透明网，任何规程都可以支持，只要通信接口符合是全透明网，任何规程都可以支持，只要通信接口符合V.24或或V.35协议，用户软件不需做任何修改即可实现联网。协议，用户软件不需做任何修改即可实现联网。v在数字数据传输上可开通多种数据业务，主要业务有在数字数据传输上可开通多种数据业务，主要业务有64Kbps以

7、下的和以下的和Nx64Kbps到到2Mbps的点对点或点对多点的点对点或点对多点的数据、语音和图像通信，数据传输的多点分区连接、虚拟的数据、语音和图像通信，数据传输的多点分区连接、虚拟专网，分布式局部网远程连接和帧中继等，并可作为分组交专网，分布式局部网远程连接和帧中继等，并可作为分组交换业务的用户线延伸。换业务的用户线延伸。桂林电子科技大学信息科技学院6v使用使用DDS时，用户必须通过一个时，用户必须通过一个DSUCSU连接到连接到DDS设备。设备。本本地环路运行的比特率是由用户选择的服务决定的。但是从端局以地环路运行的比特率是由用户选择的服务决定的。但是从端局以后，电话公司把本地环路同其他

8、的后，电话公司把本地环路同其他的DDS线路和线路和T载波上的语音信载波上的语音信道多路复用在一起。这包括将多条道多路复用在一起。这包括将多条 DDS线路多路复用到单一线路多路复用到单一64Kbps DS-0信道。信道。vDDS的运行速率和方式都同的运行速率和方式都同DDS一样，但是它还能给每个基本一样，但是它还能给每个基本的亚速率信道提供一条诊断信道。的亚速率信道提供一条诊断信道。使用较新的使用较新的DSUCSU设备的设备的用户可以利用这条诊断信道来执行无损检测和网络管理功能。用户可以利用这条诊断信道来执行无损检测和网络管理功能。v用户可以把多种亚速率设备的多路复用成单一的用户可以把多种亚速率

9、设备的多路复用成单一的DS-0，叫做亚速，叫做亚速率多路复用技术。率多路复用技术。桂林电子科技大学信息科技学院72.2 多路复用器多路复用器v多路复用器是一种计算机多路复用器是一种计算机/电话设备，它允许多种信号在同一种物理介质电话设备，它允许多种信号在同一种物理介质上传输。多路复用器通常有两种类型：上传输。多路复用器通常有两种类型：频分多路复用器（频分多路复用器（FDM）和和时分时分多路复用器（多路复用器（TDM）。）。频分多路复用器多用于传输连续信号，而时分多频分多路复用器多用于传输连续信号，而时分多路复用器多用于时间离散的数字信号的传输。路复用器多用于时间离散的数字信号的传输。v频分多路

10、复用器频分多路复用器是将可用的传输频率分为多个较细的频带，每个细分的是将可用的传输频率分为多个较细的频带，每个细分的频带作为一个独立的信道。频分多路复用器有它自己的调制解调器，成频带作为一个独立的信道。频分多路复用器有它自己的调制解调器，成本低，使用方便。值得往意的是，在频分多路复用中，各频带之间有频本低，使用方便。值得往意的是，在频分多路复用中，各频带之间有频带保护，用来防止信号的重叠，否则信号就要失真。而带保护，用来防止信号的重叠，否则信号就要失真。而时分多路复用器时分多路复用器适用于终端密集的地方，每个信号在时间上分时采样，互不重叠，即将适用于终端密集的地方，每个信号在时间上分时采样，互

11、不重叠，即将时间分成许多小块，称为时隙，每一用户占用一个指定的时隙。从而实时间分成许多小块，称为时隙，每一用户占用一个指定的时隙。从而实现每一用户（信源）分别接通信道，且轮流使用同一信道。现每一用户（信源）分别接通信道，且轮流使用同一信道。桂林电子科技大学信息科技学院82.3 调制解调器调制解调器v调制解调器（调制解调器（Modem）是同时具有调制和解调两种功能的设备，是同时具有调制和解调两种功能的设备，它是一种信号变换设备。它是一种信号变换设备。v在计算机网络通信系统中，作为信源的计算机发出的信号都是在计算机网络通信系统中，作为信源的计算机发出的信号都是数字信号，作为信宿的计算机所能接收和识

12、别的信号也要求必数字信号，作为信宿的计算机所能接收和识别的信号也要求必须是数字信号。须是数字信号。v在数据传输中，特别是在进行远程数据传输的过程中，为了能在数据传输中，特别是在进行远程数据传输的过程中，为了能利用廉价的公共电话交换网实现计算机间的远程通信，就必须利用廉价的公共电话交换网实现计算机间的远程通信，就必须先将信源发出的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音先将信源发出的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音频模拟信号，经传输后再将被变换的数字信号复原，前者称做频模拟信号，经传输后再将被变换的数字信号复原，前者称做调制，后者称做解调。调制，后者称做解调。桂林电子科技大学信息科技学院

13、9v用户访问用户访问Internet上主计算机存在的问题上主计算机存在的问题：铺设专用线路的方法是不现实的。铺设专用线路的方法是不现实的。公共电话交换网（公共电话交换网（PSTN）却只能传输）却只能传输300Hz3400Hz的的音频模拟信号，并且计算机输出的信号所需的带宽远远大于音频模拟信号，并且计算机输出的信号所需的带宽远远大于一个话路的带宽。一个话路的带宽。v为了解决上述两个方面的问题，在计算机输出数据端需要进为了解决上述两个方面的问题，在计算机输出数据端需要进行信号调制，即把数字信号转换为某一频率范围的音频模拟行信号调制，即把数字信号转换为某一频率范围的音频模拟信号在电话线中传输，在数据

14、接收端，数据需要复原，即解信号在电话线中传输，在数据接收端，数据需要复原，即解调。这个过程是利用调制解调器完成的。调。这个过程是利用调制解调器完成的。桂林电子科技大学信息科技学院102.3.1 基本概念基本概念 在介绍调制解调器时，常用到波特（在介绍调制解调器时，常用到波特（Band）、比特每秒）、比特每秒（bps或或b/s）、字节和字符每秒（）、字节和字符每秒（cs）等术语。）等术语。波特是按照波特是按照19世纪的法国发明家世纪的法国发明家Baudot的名字命名的，最初的名字命名的，最初是指电报员发送莫尔斯电码的速度，后来表示信号每秒改变状态是指电报员发送莫尔斯电码的速度，后来表示信号每秒改

15、变状态的次数。比特是可以用的次数。比特是可以用1或或0表示的单个二迸制数据单位，因此看表示的单个二迸制数据单位，因此看上去上去bps与波特好像是一样的。但是其他调制以及数据处理技术与波特好像是一样的。但是其他调制以及数据处理技术允许高速调制解调器的每个波特内传输的数据多于允许高速调制解调器的每个波特内传输的数据多于 1b，也就是说，也就是说，每秒传输每秒传输28000b时，实际上的波特率远低于这个数。因此，描述时，实际上的波特率远低于这个数。因此，描述高速调制解调器速率时正确的单位术语是高速调制解调器速率时正确的单位术语是bps。桂林电子科技大学信息科技学院112.3.2 调制解调器的类型调制

16、解调器的类型1、声调制解调器和直接连接调制解调器、声调制解调器和直接连接调制解调器 2、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调器、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调器3、异步、异步/同步调制解调器同步调制解调器 4、拨号式和租用线式调制解调器、拨号式和租用线式调制解调器 5、模拟调制解调器和数字调制解调器、模拟调制解调器和数字调制解调器 桂林电子科技大学信息科技学院121、声调制解调器和直接连接调制解调器、声调制解调器和直接连接调制解调器v是调制解调器的两种基本类型它们同电话系统连接的方式是调制解调器的两种基本类型它们同电话系统连接的方式不同：声调制解调器是通过套在电话

17、的受话器和送话器上的不同：声调制解调器是通过套在电话的受话器和送话器上的橡皮杯与电话相连；而直接连接调制解调器通过与一个普通橡皮杯与电话相连；而直接连接调制解调器通过与一个普通RJ-11电话插头相匹配的插座和电话线直接相连。电话插头相匹配的插座和电话线直接相连。v由于声调制解调器需要手工拨号、应答、挂机，操作不如直由于声调制解调器需要手工拨号、应答、挂机，操作不如直接连接调制解调器方便，抗干扰性也较差，因而现在普遍使接连接调制解调器方便，抗干扰性也较差，因而现在普遍使用的是直接连接调制解调器。用的是直接连接调制解调器。v另一方面，声调制解调器没有任何部分连接到电话机和电话另一方面，声调制解调器

18、没有任何部分连接到电话机和电话线上，不需要特殊插头和引线，也不需要拆卸和安装电话线线上，不需要特殊插头和引线，也不需要拆卸和安装电话线缆，因而在一些特殊应用（如出差时使用旅馆电话接缆，因而在一些特殊应用（如出差时使用旅馆电话接Modem）时比较方便。）时比较方便。桂林电子科技大学信息科技学院132、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调器、内置式直接连接调制解调器和外置式直接连接调制解调器 这是直接连接调制解调器进一步细分的两种类型，也是这是直接连接调制解调器进一步细分的两种类型，也是目前最常见的目前最常见的Modem分类方式。一般简称为内置式分类方式。一般简称为内置式Modem和外

19、置式和外置式Modem。v内置式调制解调器内置式调制解调器体积小，可以直接安装在体积小，可以直接安装在PC的一个扩展的一个扩展槽上，没有机壳和电源。槽上，没有机壳和电源。v内置式调制解调器内置式调制解调器卡上带有自己的串行端口，并使用卡上带有自己的串行端口，并使用PC电电源。源。v内置式调制解调器内置式调制解调器比较便宜但安装时需要打开机箱，寻找比较便宜但安装时需要打开机箱，寻找一个合适的插槽，以免与其他设备发生冲突。内置式调制解一个合适的插槽，以免与其他设备发生冲突。内置式调制解调器的工作状态只能依靠软件进行监视。调器的工作状态只能依靠软件进行监视。桂林电子科技大学信息科技学院14v外置式调

20、制解调器外置式调制解调器通常独立安装在自己的机壳内（或者以商通常独立安装在自己的机壳内（或者以商用版形式安装在支架上），拥有独立的电源，并通过串行线用版形式安装在支架上），拥有独立的电源，并通过串行线缆方式连接到缆方式连接到PC机后面的一个串行端口上。机后面的一个串行端口上。v外置式调制解调器外置式调制解调器安装方便，便于携带，而且性能好。它通安装方便，便于携带，而且性能好。它通常带有指示灯面板、发光二极管或者液晶显示面板，显示有常带有指示灯面板、发光二极管或者液晶显示面板，显示有关当前进程的信息，帮助诊断和解决问题。关当前进程的信息，帮助诊断和解决问题。v外置式调制解调器外置式调制解调器通常

21、可以独立于计算机而开、关电源来进通常可以独立于计算机而开、关电源来进行重新设置。但外置式调制解调器的价格比内置式调制解调行重新设置。但外置式调制解调器的价格比内置式调制解调器贵。器贵。桂林电子科技大学信息科技学院153、异步、异步/同步调制解调器同步调制解调器v租用线和大型机连接通常使用同步调制解调器。租用线和大型机连接通常使用同步调制解调器。v拨号式服务（如拨号式服务（如 BBS）一般使用异步式调制解调器。）一般使用异步式调制解调器。有的调制解调器既提供同步方式又提供异步方式，可以有的调制解调器既提供同步方式又提供异步方式，可以满足多方的需要。满足多方的需要。桂林电子科技大学信息科技学院16

22、4、拨号式和租用线式调制解调器、拨号式和租用线式调制解调器v拨号式调制解调器拨号式调制解调器就是通过普通电话线进行数据传输的调制解调就是通过普通电话线进行数据传输的调制解调器。拨号式调制解调器要使用与其他拔号式调制解调器和网络交器。拨号式调制解调器要使用与其他拔号式调制解调器和网络交换数据包兼容的通信参数（如校验位、数据位、停止位的数目等）换数据包兼容的通信参数（如校验位、数据位、停止位的数目等）。大多数拨号式调制解调器都以异步方式进行工作，并且拨号式。大多数拨号式调制解调器都以异步方式进行工作，并且拨号式调制解调器要比租用线调制解调器便宜。租用线调制解调器是使调制解调器要比租用线调制解调器便

23、宜。租用线调制解调器是使用专门的两线或四线电话线或其他抗外部干扰的直接连接线的调用专门的两线或四线电话线或其他抗外部干扰的直接连接线的调制解调器。制解调器。v租用线调制解调器租用线调制解调器一般以极高的位速率进行传输，可以是同步方一般以极高的位速率进行传输，可以是同步方式，可以是异步方式，也可以既适用于同步方式又适用于异步方式，可以是异步方式，也可以既适用于同步方式又适用于异步方式，能以全双工方式传输数据。租用线调制解调器应用在局域网式，能以全双工方式传输数据。租用线调制解调器应用在局域网中。这些调制解调器几乎总要涉及到数据加密、自动回拨号、数中。这些调制解调器几乎总要涉及到数据加密、自动回拨

24、号、数据压缩等选择项。出于价格考虑，除非正在建网或打算用终端据压缩等选择项。出于价格考虑，除非正在建网或打算用终端（或以计算机作为终端）与附近的大型机、小型机进行通信，否（或以计算机作为终端）与附近的大型机、小型机进行通信，否则不建议使用租用线调制解调器。则不建议使用租用线调制解调器。桂林电子科技大学信息科技学院175、模拟调制解调器和数字调制解调器、模拟调制解调器和数字调制解调器 v一般的调制解调器应用都以模拟形式传送和接收数据。但是，一般的调制解调器应用都以模拟形式传送和接收数据。但是，也有数字调制解调器经由特殊的数字网络以真正的数字形也有数字调制解调器经由特殊的数字网络以真正的数字形式发

25、送数据。式发送数据。v数字调制解调器的应用涉及到极昂贵的数字电话网络（附殊数字调制解调器的应用涉及到极昂贵的数字电话网络（附殊的电话线和相关的交换设备），许多的电话线和相关的交换设备），许多PBX（专用分组交换机）（专用分组交换机）电话系统就是数字系统。电话系统就是数字系统。桂林电子科技大学信息科技学院182.3.3 URAT接口接口vURAT,即即PC的异步通信适配器，有时也称通用异步接收器发送器，的异步通信适配器，有时也称通用异步接收器发送器，也就是也就是PC用于异步通信的接口。用于异步通信的接口。在在PC上有时把它设计成一块单独的上有时把它设计成一块单独的插件，直接插在插件，直接插在PC

26、的系统扩充槽内。由于的系统扩充槽内。由于URAT集成电路元件所占集成电路元件所占的空间很小，所以在更多的的空间很小，所以在更多的PC中是作为多功能板的一部分来设计的。中是作为多功能板的一部分来设计的。串行设备（如串行调制解调器）使用串行设备（如串行调制解调器）使用URAT接口芯片与接口芯片与PC进行通信。进行通信。外置调制解调器通过一条串行线缆连接到一个基于外置调制解调器通过一条串行线缆连接到一个基于URAT的的PC串行串行端口，再连接到端口，再连接到PC；内置调制解调器自带基于；内置调制解调器自带基于URAT的串行端口。的串行端口。实际上，实际上，URAT将来自计算机的并行数据转换成串行数据

27、流，或者反将来自计算机的并行数据转换成串行数据流，或者反向转换。向转换。vURAT与外部设备（如与外部设备（如 Modem）的连接是通过标准的）的连接是通过标准的 EIA RS-232C接口，采用标准的接口，采用标准的DB-25插头作为连接器。插头作为连接器。RS-232C驱动器就是将驱动器就是将URAT内部数据信息传递使用的电压值转换成内部数据信息传递使用的电压值转换成RS-232C接口的标准电接口的标准电压值，接收器则是将压值，接收器则是将RS-232C接口的标准电压值转换成接口的标准电压值转换成URAT内部使内部使用的电压值。用的电压值。URAT除了除了RS-232C接口外，还装有电流环

28、接口。电接口外，还装有电流环接口。电流环是串行接口的另一种驱动形式。流环是串行接口的另一种驱动形式。桂林电子科技大学信息科技学院192.3.4 RS-232标准标准 RS-232C（简称为（简称为RS-232）是关于如何利用串行口进行通信的一些准则。）是关于如何利用串行口进行通信的一些准则。它是计算机和调制解调器间接口的设计标准。它是计算机和调制解调器间接口的设计标准。RS-232C串行口信号分为串行口信号分为3类：类：1、传送信号、传送信号 2、联络信号、联络信号 3、地线信号、地线信号(GND)，为相连的，为相连的PC和和MODEM提供同一电势参考点。提供同一电势参考点。从数据终端设备（从

29、数据终端设备（DTE）到数据终端设备（）到数据终端设备（DTE）通信中有一个常见）通信中有一个常见的特例。在两个的特例。在两个DTE的物理位置很接近时，例如，同一房间内的两台计的物理位置很接近时，例如，同一房间内的两台计算机相连时，无必要使用两个调制解调器，只要把线缆中的某些线路简算机相连时，无必要使用两个调制解调器，只要把线缆中的某些线路简单的交叉在一起，就能够用线缆把单的交叉在一起，就能够用线缆把DTE连接起来。这种线缆叫做假调制连接起来。这种线缆叫做假调制解调器，解调器，如图如图2.2所示所示。桂林电子科技大学信息科技学院202.3.5 调制解调器信号和协议调制解调器信号和协议1调制解调

30、器信号调制解调器信号v各种调制解调器必须含下列通用组件：电源、发送器和接收器。各种调制解调器必须含下列通用组件：电源、发送器和接收器。电源通常采用电源通常采用 120V或或 220V交流电（交流电（AC），并将其转换成调制解），并将其转换成调制解调器内部电路可用的直流（调器内部电路可用的直流（DC）电压。发送器把数字信号调制成）电压。发送器把数字信号调制成模拟信号。接收器将模拟信号解调为原来的数字信号。模拟信号。接收器将模拟信号解调为原来的数字信号。v为异步操作设计的调制解调器与为同步操作设计的调制解调器之为异步操作设计的调制解调器与为同步操作设计的调制解调器之间一个主要的区别在于：间一个主要

31、的区别在于：同步调制解调器包含一个时钟源和定相同步调制解调器包含一个时钟源和定相电路，而异步调制解调器没有。电路，而异步调制解调器没有。异步调制解调器不需要时钟源，异步调制解调器不需要时钟源，是因为数据是以固定的时间间隔传输的。这些调制解调器在每个是因为数据是以固定的时间间隔传输的。这些调制解调器在每个字符上实现同步。在同步传输中，数据以固定的时间间隔连续发字符上实现同步。在同步传输中，数据以固定的时间间隔连续发送。送。桂林电子科技大学信息科技学院212.调制解调器传输协议调制解调器传输协议 Modem的传输协议包括调制协议、差错控制协议、数据压缩的传输协议包括调制协议、差错控制协议、数据压缩

32、协议和文件传输协议。协议和文件传输协议。调制协议在第2.3.8小节中讲述，现在着重谈一下其余的3种传输协议。（1）差错控制协议）差错控制协议v 随着随着Modem的传输速率不断提高，电话线路上的噪声、电流的异常突的传输速率不断提高，电话线路上的噪声、电流的异常突变等，都会造成数据传输出错。变等，都会造成数据传输出错。v差错控制协议要解决的就是如何在高速传输中保证数据的准确率。差错控制协议要解决的就是如何在高速传输中保证数据的准确率。v目前的差错控制协议存在着两个工业标准：目前的差错控制协议存在着两个工业标准：MNP4和和V4.2。其中。其中MNP是是微软公司制定的传输协议，包括了微软公司制定的

33、传输协议，包括了MNP1MNP10。由于商业原因，微。由于商业原因，微软公司目前只公布了软公司目前只公布了MNP1 MNP5，其中，其中MNP4是目前被广泛使用的差是目前被广泛使用的差错控制协议之一。而错控制协议之一。而V4.2则是国际电信联盟制定的则是国际电信联盟制定的MNP4改进版，包含改进版，包含了了MNP4和和LAP-M两种控制算法。因此，一个使用两种控制算法。因此，一个使用V4.2协议的协议的Modem可可以和一个只支待以和一个只支待MNP4协议的协议的Modem建立无差错控制连接，而反之则不建立无差错控制连接，而反之则不能。所以能。所以在购买在购买Modem时，最好选择支持时，最好

34、选择支持V4.2协议的协议的Modem。桂林电子科技大学信息科技学院22（2）数据压缩协议）数据压缩协议v为了提高数据的传输量，缩短传输时间，大多数为了提高数据的传输量，缩短传输时间，大多数Modem在传输时在传输时都会先对数据进行压缩。都会先对数据进行压缩。v与差错控制协议相似，数据压缩协议也存在两个工业标准：与差错控制协议相似，数据压缩协议也存在两个工业标准：MNP5和和 V4.2bis。MNP5采用了采用了Run-Length编码和编码和Huffman编编码两种压缩算法，最大压缩比为码两种压缩算法，最大压缩比为2：1。而。而V4.2bis采用了采用了Lempel-Ziv压缩技术，最大压缩

35、比可达压缩技术，最大压缩比可达4：1。这就是采用。这就是采用V4.2bis比采用比采用MNP5数据传输要快的原因。数据传输要快的原因。v要往意的是，数据压缩协议建立在差错控制协议的基础上，要往意的是，数据压缩协议建立在差错控制协议的基础上，MNP5需要需要MNP4的支持，的支持，V4.2bis也需要也需要V4.2的支持。并且，虽的支持。并且，虽然然V4.2包含了包含了MNP4，但，但V4.2bis却不包含却不包含MNP5。桂林电子科技大学信息科技学院23（3）文件传输协议）文件传输协议v文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时，为使文件传输是数据交换的主要形式。在进行文件传输时，为使文件

36、能被正确识别和传送，需要在两台计算机之间建立统一文件能被正确识别和传送，需要在两台计算机之间建立统一的传输协议。的传输协议。v这个协仪包括了文件的识别，传送的起止时间，错误的判断这个协仪包括了文件的识别，传送的起止时间，错误的判断与纠正等内容。常见的传输协议有以下与纠正等内容。常见的传输协议有以下4种。种。vASCvXModemvYModemvZModem桂林电子科技大学信息科技学院242.3.6 调制解调器组件调制解调器组件 各种类型的调制解调器必须具有下列元件：供电设备，各种类型的调制解调器必须具有下列元件：供电设备，发送器，接收器。发送器，接收器。调制解调器的其他组件叙述如下：调制解调器

37、的其他组件叙述如下：v数据编码器：数据编码器：是发送器的一部分，这个单元决定了每个取样是发送器的一部分，这个单元决定了每个取样时间段内，对载波频率的调制改变。时间段内，对载波频率的调制改变。v调制器：调制器：也是发送器的一部分，这个元件用来改变编码器已也是发送器的一部分，这个元件用来改变编码器已确定的载波频率。确定的载波频率。v滤波器：滤波器：是发送器和接收器都有的部分，这些电路在一个或是发送器和接收器都有的部分，这些电路在一个或多个波段内传输频率信号。这样就可消除信息流的噪音和其多个波段内传输频率信号。这样就可消除信息流的噪音和其他损害。他损害。桂林电子科技大学信息科技学院25v线路放大器：

38、线路放大器：是提供调制解调器和载体之间连接的发送器的是提供调制解调器和载体之间连接的发送器的一部分，是一个增加信号能量和振幅的放大器。在调制解调一部分，是一个增加信号能量和振幅的放大器。在调制解调器中线路放大器实际上是一个可以调节的装置，通常是以双器中线路放大器实际上是一个可以调节的装置，通常是以双分贝的形式调整，以使调制解调器的发送信号适应通信线路分贝的形式调整，以使调制解调器的发送信号适应通信线路的要求。放大器配置后，它的阻抗就可以和线路的阻抗相匹的要求。放大器配置后，它的阻抗就可以和线路的阻抗相匹配。配。vAGC放大器：放大器：接收器的一部分，这个单元提供了自动控制接收器的一部分，这个单

39、元提供了自动控制（AGC）功能，它允许调制解调器补偿线路上的振幅变化。）功能，它允许调制解调器补偿线路上的振幅变化。桂林电子科技大学信息科技学院26v均衡器：均衡器：通常合并到以通常合并到以2400bps或更高的速率发送数据的调制或更高的速率发送数据的调制解凋器中这个元件是一个反向滤波器，它的振幅和相位都和解凋器中这个元件是一个反向滤波器，它的振幅和相位都和电话线上的相反。均衡器能够改正那些导致传输中产生干扰的电话线上的相反。均衡器能够改正那些导致传输中产生干扰的振幅和延迟失真部分。均衡是一个建立调制解调器之间的共同振幅和延迟失真部分。均衡是一个建立调制解调器之间的共同参考电压的过程。它可以弥

40、补不同频率的信号的衰减。在高速参考电压的过程。它可以弥补不同频率的信号的衰减。在高速率精确传输数据时都需要有均衡器。率精确传输数据时都需要有均衡器。v解调器：解调器：接收器的一部分，这个单元从调制的载波上接收到数接收器的一部分，这个单元从调制的载波上接收到数据，再把它们传送给解码器。据，再把它们传送给解码器。v解码器：解码器：与解调器相连，它把收到的数据格式化为连续的二进与解调器相连，它把收到的数据格式化为连续的二进制格式并把这些数据发送给接收数据的装置。这个组件也是接制格式并把这些数据发送给接收数据的装置。这个组件也是接收器的一部分。收器的一部分。桂林电子科技大学信息科技学院272.3.7

41、调制调制 由于部分公用电话网络可以传输模拟信号，所以必须通过一由于部分公用电话网络可以传输模拟信号，所以必须通过一个叫做调制的过程将数字信号转换成模拟信号。个叫做调制的过程将数字信号转换成模拟信号。调制改变了载波（电信号）的形式，使其能够通过某些类别调制改变了载波（电信号）的形式，使其能够通过某些类别的通信介质传输有用信息，将数字计算机信号（基带）转换成模的通信介质传输有用信息，将数字计算机信号（基带）转换成模拟信号，通过模拟设备（如本地环路）进行传输。将模拟信号转拟信号，通过模拟设备（如本地环路）进行传输。将模拟信号转换为原来的数字信号，这个逆过程叫解调。换为原来的数字信号，这个逆过程叫解调

42、。有3种基本的调制技术如下：调频调频(FM)调幅调幅(AM)调相调相(PM)桂林电子科技大学信息科技学院281.频移键控（频移键控（FSK）最常见的调频是频移键控（最常见的调频是频移键控（FSK），在），在FSK中，两个二中，两个二进制的值用载波频率附近的两个不同的频率表示。这个方案进制的值用载波频率附近的两个不同的频率表示。这个方案对错误的敏感度要小于幅移键控（对错误的敏感度要小于幅移键控（ASK）。在语音级线路上，）。在语音级线路上，往往最多达到往往最多达到1200bps。这种技术也被广泛用于（。这种技术也被广泛用于（3 MHz30 MHz）高频无线电传输，还可以在更高频率处用于）高频无线

43、电传输，还可以在更高频率处用于同轴电缆的局域网上。同轴电缆的局域网上。桂林电子科技大学信息科技学院292.幅移键控（幅移键控（ASK）调幅是最简单的技术，它只产生单一的载波信号。如果调幅是最简单的技术，它只产生单一的载波信号。如果所产生的波形的振幅很高，就表示二进制的所产生的波形的振幅很高，就表示二进制的1；如果振幅很；如果振幅很低，就表示二进制的低，就表示二进制的0。调幅（。调幅（AM）对线路干扰非常敏感。）对线路干扰非常敏感。正交调幅（正交调幅（QAM）是一种调幅与调相组合的技术，本质上）是一种调幅与调相组合的技术，本质上是一种四相技术。是一种四相技术。桂林电子科技大学信息科技学院303.

44、相移键控（相移键控（PSK）相移键控（相移键控（PSK）使用信号中相位的变化或它与固定参）使用信号中相位的变化或它与固定参考相位的定时关系来表示二进制模式中的变化。参考振荡器考相位的定时关系来表示二进制模式中的变化。参考振荡器决定了输入信号的相位的变化，也就决定了要传送哪一位或决定了输入信号的相位的变化，也就决定了要传送哪一位或哪两位。差分相移键控（哪两位。差分相移键控（DPSK）把输入信号的相位角度和）把输入信号的相位角度和先前收到的信号码元进行比较。相位没有变化就表示二进制先前收到的信号码元进行比较。相位没有变化就表示二进制0。这种方法不需要独立的参考相位，因此采用这种方法可。这种方法不需

45、要独立的参考相位，因此采用这种方法可以减少调制解调器中线路的数量。以减少调制解调器中线路的数量。PSK用在许多中速调制解用在许多中速调制解调器中，而在一些高速应用中它同调幅相结合，形成正交调器中，而在一些高速应用中它同调幅相结合，形成正交调幅（调幅（QAM）。）。QAM技术可以使速率达到技术可以使速率达到9600bps或更高。或更高。桂林电子科技大学信息科技学院314.正交调幅（正交调幅（QAM）正交调幅（正交调幅（QAM）已经在）已经在V.32和和V.34标准的调制解调标准的调制解调器中得到应用，它主要的技术特征是多级调制。在器中得到应用，它主要的技术特征是多级调制。在ASK调制调制技术中已

46、经讲述，用技术中已经讲述，用2级不同幅度的模拟信号来代表二进制级不同幅度的模拟信号来代表二进制0和和1，如果采用具有，如果采用具有4级不同幅度的模拟信号，则每一级幅度级不同幅度的模拟信号，则每一级幅度可以代表可以代表2位二进制位，位二进制位，4级不同幅度分别代表级不同幅度分别代表00、01、10和和11。以此类推，具有。以此类推，具有8极不同幅度的模拟信号，每一级幅极不同幅度的模拟信号，每一级幅度可以代表度可以代表3位二进制位，位二进制位，8级幅度分别代表级幅度分别代表000、001、010、011、100、101、110和和111。桂林电子科技大学信息科技学院32v采用的幅度级数越多，每一级

47、幅度表示的二进制位数就越多，在采用的幅度级数越多，每一级幅度表示的二进制位数就越多，在同样的波特率下，得到的数据传输速率就越高，但相邻幅度级之同样的波特率下，得到的数据传输速率就越高，但相邻幅度级之间的电压差就越小抗干扰能力就越低。因此，对单一幅度多级间的电压差就越小抗干扰能力就越低。因此，对单一幅度多级调制技术来说，在限定波特率的情况下，数据传输速率不可能很调制技术来说，在限定波特率的情况下，数据传输速率不可能很大。大。v把幅度多级调制技术和相位多级调制技术结合在一起，可以进一把幅度多级调制技术和相位多级调制技术结合在一起，可以进一步提高用户线路上的数据传输速率。步提高用户线路上的数据传输速

48、率。8级幅度和级幅度和8级相位多级调制级相位多级调制技术中，一共能产生技术中，一共能产生64种不同的状态。种不同的状态。v每一种状态可以代表每一种状态可以代表6位二进制位数据，数据传输速率与单一多级位二进制位数据，数据传输速率与单一多级调制技术相比提高了一倍，而抗干扰能力又没有降低。调制技术相比提高了一倍，而抗干扰能力又没有降低。这种通过这种通过把幅度多级调制技术和相位调制技术结合起来，使信号状态数成把幅度多级调制技术和相位调制技术结合起来，使信号状态数成倍增加的技术，即是正交调幅，也就是正交幅度调制（倍增加的技术，即是正交调幅，也就是正交幅度调制（QAM）。）。桂林电子科技大学信息科技学院3

49、3v目前使用的正交幅度调制技术采用两种具有相同频率，目前使用的正交幅度调制技术采用两种具有相同频率，8级幅度的级幅度的同相载波和相位正交载波对数据进行调制，这两种载波的相位相同相载波和相位正交载波对数据进行调制，这两种载波的相位相差差900，分别称为，分别称为I载波和载波和Q载波载波如图如图2.7所示所示。vQAM的调制过程的调制过程如图如图2.8所示所示，用户设备送来的数据位流，被放入，用户设备送来的数据位流，被放入位一符号编码器；位一符号编码器将用户设备送来的数据位流一位一符号编码器；位一符号编码器将用户设备送来的数据位流一分为二，分别送给两种相互正交的载波进行调制，这两种载波由分为二，分

50、别送给两种相互正交的载波进行调制，这两种载波由同一频率源产生。调制后的同一频率源产生。调制后的I和和Q信号经混合器混合后，送到传输信号经混合器混合后，送到传输线路上。由于线路上。由于I和和Q信号都分别具有信号都分别具有8种不同的信号状态，混合后的种不同的信号状态，混合后的信号具有信号具有64种不同的信号状态，用来表示种不同的信号状态，用来表示6位二进制位。位二进制位。桂林电子科技大学信息科技学院345.信道容量分析信道容量分析信道容量（信道容量（bps）主要取决于下述因素：）主要取决于下述因素：v带宽带宽v噪声大小噪声大小v调制技术调制技术v编码技术编码技术 桂林电子科技大学信息科技学院35