第7章 数据通信设备课件.ppt

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1、第7章 数据通信设备,7.1 终端设备7.2 调制解调器7.3 多路复用器7.4 集中器7.5 协议转换器7.6 网络适配器7.7 前端处理器7.8 网络设备本章小结,终端是指发送和接收数据的设备。借助于终端设备就可以使用计算机网络中的硬件、软件，以及数据资源。他被称作人机之间的接口。终端发展的趋势是：智能化、多功能化、高速化、电子化以及小型化。一、 终端设备输入信息的方式输入形式：直接输入 ；通过中间媒介输入；通过检测装置输入 。输出形式：直接输出；通过信息存储在媒介中；通过处理和变换成为物理量，实施控制。,7.1 终端设备,二、 终端设备的组成和功能,1、组成：输入输出设备 传输控制器 线

2、路连接部分,2、终端设备的主要功能有如下几点:(1)完成信息的输入和输出;(2)进行线路连接;(3)进行传输控制;(4)对信息进行编码和译码(5)进行差错控制及校验;(6)对信息进行缓冲和存储.,三、终端设备的分类 1. 通用终端 打印类终端：击打式（帧打式） 非击打式（激光打印等） 显示类终端：字符显示终端 图形显示终端 图像显示终端 识别类终端：字符（标记）识别终端（读卡机） 语音识别终端（语音识别器） 图像识别终端（图像识别器）,2.复合终端：面向某种应用业务，能按需配置输入/输出 设备，并且本身有相关信息处理功能。例销售终端、 信贷终端、仿真终端等。3.智能终端 ：带有微处理机的高级终

3、端。不仅有 输入输 出功能 ，还有存储、处理、控制数据信息的功能。,图7-2 智能终端的结构,4.虚拟终端 指计算机支持各种各样实际终端的过渡终端或标准终端。,图7-3虚拟终端的原理方框图,四、终端设备的工作特性1、输入输出的方法：主要考虑到终端设备的输入输出形式，终端所加入的终端设备的类型，以及传输数据的类型。2、灵活性：是指是否具有改变运行性能的能力。3、工作速率：有关的因素有发送和接收的信息量、线路中接设备的传信率、以及计算机能支持的工作速率等。4、使用和操作的方便性：力求方便简单，便于用户使用。5、安全可靠性6、经济性7、差错控制能力,六、终端设备的连接 1、点对点连接,点对点网络配置

4、,2、多点连接,7. 2 调制解调器,介绍Modem的功能、标准、分类、选择和新技术。,一、调制解调器的组成： CPU、调制解调器芯片、接口、电源,二、 调制解调器的作用和功能1、作用：信号转换。同步传输系统。提高 数据在传输过程的抗干扰能力。用以信 道的多路复用。 2、功用：自动连接。自动重拨号。电话簿 差错检测。波特转换。 新增加的功能： 差错控制功能。 数据压缩功能。 网络管理功能。,三、调制解调器的分类1、按调制方式分类：频移键控（FSK）。 相移键控（PSK）。 相位幅度键控（APK）。2、按传输速率分类：高速调制解调器（速率在9600b/s以下)。 中速调制解调器（速率在2400b

5、/s 9600b/s之间)。 低速调制解调器（速率在2400b/s以下)。 3、按与计算机连接的方式分类： 内置式调制解调器。 外置式调制解调器。4、按功能的先进性分类： 人工拨号调制解调器。 自动拨号/自动应答式调制解调器。 智能调制解调器。5、按传输方式分类： 全双工。 半双工。6、按线路业务类型分类： 窄带调制解调器。 音频调制解调器。 短程调制解调器。 多端口调制解调器。多点调制解调器。,四、调制解调器的主要性能1、带宽利用率：指每赫之频率每秒所能传送的二进 制码元数。2、差错性能：一般以误码率和信噪比的关系曲线来 表示。3、设备复杂性：与设备成本有关，是一项重要的经 济指标。4、连接

6、的速率：连接速率通常指下行速率，即服务 器到MODEM的数据传输率，它标志着从Internet 上获得数据速率的快慢。,五、调制解调器与电话网的连接1、直接连入法：利用带插件的连线直接把调制解调器与模拟电话交换网 的局部回路连接起来。对专线的连接也可以采用同样的方法。2、电耦合法：利用数据耦合器（DAA）把调制解调与模拟电话交换网连接 起来。3、声耦合法：利用声耦合器把调制解调器与模拟电话交换网连接起来。六、调制解调器的选择1、用户应该了解调制解调器的基本的调制解调技术，并且要知道常用的 国际标准和工业标准。2、考虑调制解调器的速率及接口标准。3、调制解调器的工作方式必须与相连接的终端设备的工

7、作方式相一致。4、要考虑调制解调器的附属功能，比如自动/人工拨号功能、网络管理功 能、远程设备功能，以及自动速率均衡与适配等功能。,七、调制解调器的标准Modem标准级组织主要有以下几种: (1)国际电报电话咨询委员会(CCITT)及其制定的V系列建议。 (2)美国贝尔通信公司及其所制定的贝尔(Bell)标准。 (3)美国联邦电信标准委员会(FTSC)及其联邦标准(FED-STD)。 (4)美国国家军用标准(MTL-STD)及其他地域和国家标准等。,1、 调制解调器的速率标准 CCITT提出了V.5和V.6两个Modem数据传输速率的标准建议。 表7-1给出了V.22 ,V.23 ,V.26,

8、 V.27和 V.29建议的传输速率及一些基本调制参数。,2、 几种Modem简介 1）V.29建议的调制解调器特性：1.Rb=9600bps,可降为4800bps和7200bps RB=2400B，fc=1700Hz;2.双工或半双工；3.APK调制，同步工作方式；4.自适应均衡；5.可选用一个兼容7200bps、4800bps和 2400bps的多路复用器。,2）V.32建议的调制解调器特性：Rb=9600 bps，RB =2400可降速使用；适用于电话网和2线专线电路；全双工传输方式；回波抵消技术； 16QAM 32TCM调制，载频为1800Hz.,3) V.33建议的调制解调器特性：

9、1.Rb=14400 bps，RB =2400B可降速使用；2.适用于4线专线电路；3. 128TCM调制,128TCM方式图见下页：,图7-10 V.33建议的128TCM编码器方框图,4） V.36建议的调制解调器特性：1.Rb=48kbps(国际线路专用）， 72kbps、 56kbps（其它）；2.宽带，可用于专线电路之间，也可用 于公用数据网、电信和多路复用集合 比特流；3.SSB（下边带）基带IV类PR，载频为 100Hz.,V.36方式图见下页：,5) ADSL调制解调器 非对称用户数字环路调制解调器即人们常说的ADSL调制解调器，主要为ADSL（非对称用户数字环路）提供调制数据

10、和解调数据，最高支持下行8Mbps和上行1Mbps的速率，抗干扰能力强，适于普通家庭用户使用。 ADSL使用中常见的协议有IPOA协议、PPPoE协议、PPPoA协议。,3.调制解调新技术带宽自适应调制技术：是智能Modem，可 达到最高的频带利用率。成形技术：实现成形增益的技术叫成形技 术。通过选择星座图上的信号点来增大信 噪比。预编码技术：为抵消码间干扰，抵消信道 干扰。,一、分类 频分复用器; 时分复用器; 统计时分复用器等.二、复用器的主要性能指标群路端口速率；支路端口数量及速率；复用速率；复用与分用时延；时钟准确度；时钟牵引范围；平均帧建立时间（同步搜索时间）；平均帧同步持续时间三、

11、复用器的标准 1. R.111建议对于电报和非同步数据TDM分类：主复用器64kbps 子复用器 64kbps,7.3多路复用器,2.4,4.8,9.6,64,2,15,0.3,4000,1333,7.5,1200,2,4,30,0.3,2000,666,7.5,600,2,4,8,60,0.3,1000,333,7.5,300,2,4,8,60,0.2,1000,333,5,200,42,84,168,12060,0.20.1,5001000,167333,52.5,100,84,168,3216,240120,0.20.1,250500,883167,52.5,50,复合信号为下列值时系统

12、最大信道/kbit/s,传输速率fd/ft,信道传输速率/ft/(bit/s),最高调制速率理论值/B,最大等时失真/,标准调制速率fd/B,R.111的特性参数,2. X.50和X.51建议作用：把同步的数据信号复合成64kbp的复用信号。X.50采用（6+2）包封格式；X.51采用（8+2）包封格式；1） X.50建议（6+2）包封格式：,帧结构：有两种 20个8bit包封构成一帧 80个8bit包封构成一帧每包封速率为800bps,复用方式支持9.6、4.8、2.4kbps,2） X.51建议（8+2）包封格式：,帧结构：256bit=240个10bit包封+160个填充bit=4个子帧

13、每个包封的速率为256bps,复用方式支持9.6、4.8、2.4、0.6kbps,3.X.58建议4. G.704 2048bps建议5.非标准帧结构复用方式,四、 复用器（MUX）介绍1.3620 2Mbit/s复用器 功能：有两个E1/T1接口；最多 可提供31个话音终端接口，或31个38.4kbps的V.24接口，或31 个64kbps同向数字接口；有8个电话会议桥，24路会议电话每 个电话桥最多可接12个会议电话；网管信息通过RS232接口，单V.35/X.21接口；具有双V.24/RS232接口；双同向64kbps G.703接口；具有V.35/X.21和V.24/RS232数据终端

14、单元；有2个或8个终端单元接口，同向速率为64kbps 异步速率为38.4kbps。2.3612复用器：适用于用户接入节点，特点是可用ISDN接入， 有话音压缩，支持帧中继。3.3606复用 特点：容量为256kbps; 中继接口为V.35/X.21 的接口；具有4个同步/异步V.24/RS232支路接口，速率 为38.4kbps ；具有两个V.24/RS232，或者具有一个 V.35/X.21接口，或者有两个话音接口； 具有话音压缩,7.4 集中器作用：将m 条输入线会总成 n条输出线的传 输控制设备（ m n）。,1.集中器功能 (1)将多条(路)输入的大量低中速数据进行合并,在经一条或几

15、条高速线路送到另一个集中器或者前置处理机 (2)在纯争用的情况下,可作为可编程的交换设备(称为端口选择器) (3)可完成报文交换功能或存储-转发报文功能 (4)具有进行远程网络处理的功能2.集中器的技术 (1)争用 (3)存储-转发 (2)轮询 (4)排队,7.5 协议转换器作用：在不同协议的设备之间，起翻译作用,协议转换器有以下三种类型:第一种：用于两台特定设备数据转换的硬件设 备,这种设备即可以放在本地又可以放 在远处。第二种：可以用软件进行转换。第三种：主要用于局域网络中的网间连接器。,7.6 网络适配器,1.网络适配器的作用1）提供网络物理层接口功能.2）实现和计算机系统总线信号之间的

16、连接与通 信。3）实现网络层协议中的数据链路层的大部分功能.4）支持桌面管理接口(DMI)和连线化管理5）可进行自动远程管理和对网上PC进行远程控制6）可以进行开机、关机、存取及系统维护等 2.网络适配器的分类(1)非智能型网卡(2)智能网卡,7.7 前端处理器,1.前端处理器类型 可编程与不可编程处理器2.前端处理器的功能 (1)可以进行字符和信息的分段与重组; (2)对公用电话网中的信息进行自动应答; (3)编辑网上的统计资料; (4)对数据进行预处理;,(5)转换各种终端的数据代码;(6)进行错误监测与纠正;(7)控制数据流动,防止终端过载;(8)格式化数据以便主机更容易的处理数据(9)

17、询问终断,确定终端是否传送数据;(10)为不同终端提供协议支持服务数据; (11)为终端交换信息,使数据不必通过主机;(12)具有集中器的功能.,7.8 网络设备一、网络设备的分类 1.物理层网络设备 物理层网络设备主要解决数据终端设备(DTE)与数据通信设备(DCE)之间的接口问题.主要设备有:中继器、网络收发器、网络传输媒体转换设备等.中继器除用于扩展局域网的长度外在进行连接网络及其设备时常有不同的名称它们分别是: (1)多路复用器 (2)令牌环网中继器(3)以太网中继器 (4)集线器(也称HUB)（5）FDDI集中器,2.数据链路层网络设备 该类设备为网络提供建立/拆除数据链 路、帧传输

18、、差错与流量控制数据链路管理等功能.主要设备有: (1)网络适配器(网卡). (2)网桥. (3)网络交换机.3.网络层网络设备 该层设备主要功能是将逻辑地址翻译成物理地址,使传输层可以使用逻辑地址,确定路由,分组交换,拥塞控制和流量控制.主要设备有:(1)路由器. (2)第三层交换机(路由交换机),4.传输层之上的网络设备 功能：将消息重新打包，发送端将长消息解封为数据包,收端将小数据包解封为大数据包，接受确认,进行流量控制,进行错误处理等。 工作在OSI传输层之上的网络设备通常称为应用层网关,简称网关,二、中继器(Relay)特点：再生信号是信号可传播的更远；一般用于以太网的线性电缆系统；

19、用中继器的网段必须使用同样的介质访问方法；用于物理层，高层协议不是用中继器；用中继器相连的网段或同一网络的一部分，具有相同的网址；一般使用在单座建筑物内；网络段中的每个节点有自己的地址，扩展段中的节点地址和已有的网络段节点地址必须相同。,三、网桥1.功能：用于连接网段，增大网络范围； 进行寻址和路径选择； 具有某种网络管理功能。2.网桥与中继器相比的优点： 使构成LAN上的站点总数和LAN网段数方便地扩充； 具有存储和转发功能，能够连接两个使用媒体访 问控制协议（MAC)的LAN 段，而形成混合网络环 境； 网桥中的中继功能仅仅依赖MAC帧中的目的地址， 因此对高层协议是透明的； 网桥的分段作

20、用，有利于改善网络的可靠性，可 用性和安全性； 网桥时延大，不提供流量控制。,3.网桥分类: MAC子层网桥:可分为透明网桥、源路由网桥 和源路由透明网桥 LLC子层网桥 ：可分为封装网桥和翻译网桥,四、路由器1.路由器主要功能1）连接LAN可以连接Ethernet、TokenRing、FDDI、 Fast Ethernet、ATM和Gigabit Ethernet等；2）连接WAN 3）进行数据过滤、转发、优先级、复用、加密和压缩 等处理4）具有路由选择功能；5）对数据包进行拆包，处理和打包；6）进行协议转换，对不同网络（包括LAN和WAN）间网 络协议进行转换，以及路由协议处理；7）具有管

21、理功能，包括路由器的配置管理容错管理均 衡负载性能管理防火墙安全管理以及支持SNMP管理 等。,路由器分类按协议功能分:（1）单协议路由器 （2）多协议路由器按路由器在网络中的作用分： （1）主干路由器（用于主干网） （2）中央路由器； （3）边界路由器； （4）访问路由器（拨号路由器）； （5）安全路由器等 按性能价格分（1）低端路由器 （2）中档路由器 （3）高档路由器 三种路由器的主要性能比较见表7-8所示,五、 网络交换机1.分类：根据交换机所交换的分组长度形式可以分为分组长度可分为：1）可变的帧交换机2）分组长度固定为53字节的信元交换机(ATM交换机)。根据交换机设计的技术可以分为

22、: 1）以太网交换机; 2）快速以太网交换机; 3）多功能交换机;4）FDDI交换机;5）ATM交换机;6）路由交换机(第三层交换机)等 。,根据交换机的应用规模可以分为: (1)企业及网络交换机; (2)部门及网络交换机; (3)工作组及网络交换机. 交换机有时也分为主干交换机和边缘交换机等。 根据交换机结构可以分为独立性网络交换机与模块化/机架式网络交换机。,2.交换机的重要技术指标 交换机的技术指标因类型不同有所区别,以帧交换机为例来说 其主要技术指标： (1)端口类型 (2)端口速率 (3)缓冲器的缓冲能力 (4)端口数目及类型 (5)每端口的地址数 (6)接口灵活性和可适应性等.,六

23、、 网关 网关根据其服务类型可以分为电子邮件网关、VIP网关、视频网关、应用代理网关、公共网关Web Ariver网关等,这些都是工作在应用层上的网关.把工作在网络上的网关通常称为路由器。 用网关把不同类型的网络连接起来,一般要通过媒体转换、低层协议转换、应用层协议转换三个层次的连接来实现。,本章小结,本章主要从功能、分类、用途等方面介绍了数据通信与网络的设备。在数据终端设备中介绍了通用终端、复合终端、智能终端及虚拟终端。还介绍了Modem的功能、组成、标准、分类与选择等,通过举例的方式介绍了V.29建议的Modem、V.32建议的Modem、 V.33建议的Modem、 V.36建议Modem中的调制解调技术、系统组成及原理,并介绍了Modem的新技术带宽自适应调制技术、成形技术和预编码技术。 多路复用器 、集中器、协议转换器的概念；网络中的主要设备:网络适配器、前端处理器、中继器、网桥、路由器、网络交换机、网关；从网络层次角度对网络设备进行了分类，对有些网络设备给出了典型产品的主要技术性能与参数。,