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2.10 常用术语
2013-07-01 11:24:32     我来说两句 
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1.基带和宽带

通信系统本身可以是模拟的或数字的,也就是说,信息可以用模拟的或数字的方式在通信网络中传输,而这两种信号通过一定的方法可以相互转换。如用原始信息的信号形式进行传输,在通信中称为基带传输。为方便起见,计算机网络借用通信术语,把只传输数字信号的技术称为基带传输。基带传输这个词及其含义已被人们广泛接受,但我们必须注意,计算机网络中的基带和通信中的基带,虽然名字相同其含义却不同。

在电信界中,宽带是指带宽大于语音级信道(4kHz)的任意信道。而在计算机网络中宽带是指采用模拟信号传输的技术。宽带信号传输广泛采用调制解调技术。在网络数据通信中,宽带还有另外的含义,当网络的数据传输率大于2Mbps时,这个网络称为宽带网;而传输率低于2Mbps,则称为窄带网。

2.带宽和线速度

在电信技术中,常以频率的单位赫兹(Hz)、兆赫兹(MHz)来定义带宽。而在计算机网络中,带宽是指网络传输频率的范围,它是对网络吞吐能力的一种描述,带宽常用每秒可以传输的二进制位数来表示。带宽有时也称为线速度。

带宽或线速度并不代表线路的实际传输能力,传输中会有“开销”。“开销”是指未实际传输的部分,如数据包中的头标部分与数据包之间的间隙等。

3.利用率和流通量

利用率是指线路成功地传输数据包的时间占总传输时间的比例,利用率使用百分比或二位分数来表示。流通量与利用率是一回事,但用“Mbps”作为单位进行量度。而峰值利用率是指在给定时间段内所发生的最高利用率。饱和则是指网络已经到达它的流通量的极限。

4.定时服务

对数据通信来说,定时传送(有时也称为“等时传送”)是一个常用的术语。如果一个事件按已知的、周期性的间隔重复出现,那这个事件就被认为是定时的。在一个提供定时服务的网络中,一个工作站对该网络的两次访问之间,其时间间隔是固定的,或者是其最短时间间隔的整数倍。定时服务网络与同步网络不同,在同步网络中,平均带宽和最大响应时间得到了保证,而定时服务网络保证的是特定量的带宽和传输机会之间的固定时间间隔。提供定时服务的网络支持位传输速率不变的应用,这些应用对时间有严格的要求。这类应用的实例有位传输率不变的声音、视频和电路模拟信号等。定时服务是网络的QoS(服务质量)要求提供的服务之一。

相对于定时服务,传统网络提供的是突发性服务。一个站点可能在较长时间内没有任何的服务要求,但一旦有服务的要求,则可能要传送大量的信息。这类突发性信息传输的要求是准确、无丢失,对于个别错误的信息,可用重传的办法给予补救。而定时信息却不然,信息对到达时间有严格的要求,允许有个别数据包出错,对错误信息的处理办法是丢弃不要。

5.交换方式

交换方式可分为电路交换(circuit switching)、报文交换(message switching)和分组交换(packet switching)。

1)电路交换最早出现在电话系统中,早期的计算机网络就是采用此方式来传输数据的,数字信号转换成模拟信号后才能在线路上传输。

2)报文交换是一种数字化网络。当通信开始时,源机发出的一个报文被存储在交换器里,交换器根据报文的目的地址选择合适的路径发送报文,这种方式称作存储转发方式。

3)分组交换也采用报文传输,但它不是以不定长的报文作为传输的基本单位,而是将一个长的报文划分为许多定长的报文分组,以分组作为传输的基本单位。这不仅大大简化了对计算机存储器的管理,而且也加快了信息在网络中的传播速度。由于分组交换优于电路交换和报文交换,具有许多优点,因此它已成为计算机网络的主流。

6.时延

计算机网络中,时延(delay)指一个数据块(帧、分组、报文段等)从链路或网络的一端传送到另一端所需要的时间。时延由以下3个部分组成。

(1)发送时延

它是指节点发送数据时把数据块从节点送入传输媒介所需要的时间,即从发送数据块的第一位开始到发送完最后一位所花费的时间。发送时延的计算公式为

发送时延=数据块长度/信息传输速率

(2)传播时延

它是指承载传输信号的电磁波在一定长度的信道上传播所需要的时间。传播时延的计算公式为

传播时延=信道长度/电磁波在信道上的传播速率

在自由空间中,电磁波以光速传播,光速为3.0×108m/s。在铜线或光纤中,电磁波的速度大约降低到光速的72%。

(3)转发时延

这是数据块在中间节点(中继器/交换机/路由器)转发数据时产生的时延。

数据块经历的总时延为上述3个部分时延之和,即

总时延=发送时延+传播时延+转发时延

时延是计算机网络的一项重要指标,各种时延也影响到网络参数的设计。

7.同步

同步要求通信双方的基准定时时钟的频率和相位是相同的,其频率差和相位差保持在允许的容差之内。同步分为帧同步和位同步。

(1)帧同步

数据是以帧为单位传输的,接收方必须知道收到的帧的起始时刻和结束时刻,以便接收方时钟对准帧的起始位置,开始和结束接收数据,这称为帧同步。

(2)位同步

接收方定时时钟信号应该与帧的每一码元都对准,接收方时钟和发送方时钟应该有同样的频率和特定的相位关系,这称为位同步。

8.异步传输

在数字传输中,根据同时传输的位数,有并行通信和串行通信两种方式。并行通信中所传输的数据按一定的位数组合(如8位或16位等)同时传送,需要多条通信线,通常用在近距离通信,如计算机内部、计算机和外设之间的通信等。串行通信中,传输数据的每一位在通信线路上按先后次序依次传送,一般只需要两条通信线,因此对计算机网络这种远距离通信是非常合适的。串行通信又有两种传输方式:异步传输(asynchronous transmission)和同步传输(synchronous transmission)。

异步传输方式以字符为单位进行数据传输,每一个字符前后各加一个起始位和一个停止位,实现字符同步,通信的双方各自使用独立的基准定位时钟,并约定传输速率,RS-232-C接口就是使用异步传输方式。

9.同步传输

同步传输方式中,数据不是以字符为单位而是以帧为单位进行传送。同步传输方式适用于快速的和较大规模的信息传输。计算机网络的通信采用同步传输方式。

10.基带传输

所谓基带传输是指信道上传输的没有经过调制的数字信号。基带传输有以下4种方式:

1)单极性脉冲是指用脉冲的有无来表示信息的有无。电传打字机就是采用这种方式。

2)双极性脉冲是指用两个状态相反、幅度相同的脉冲来表示信息的两种状态。在随机二进制数字信号中,0、1出现的概率是相同的,因此在其脉冲序列中,可视直流分量为0。

3)单极性归零脉冲是指在发送“1”时发送宽度小于码元持续时间的脉冲,而在传输“0”信息时,不发送脉冲。

4)多电平脉冲是相对上面3种脉冲信号而言的。脉冲信号的电平只有两个取值,故只能表示二进制信号。如果采用多电平脉冲则可表示多进制信号。

11.宽带传输

在某些信道中(如无线信道、光纤信道)由于不能直接传输基带信号,故要利用调制和解调技术,即利用基带信号对载波波形的某些参数进行调控,从而得到易于在信道中传输的被调波形。其载波通常采用正弦波,而正弦波有3个能携带信息的参数,即幅度、频率和相位,控制这3个参数之一就可使基带信号沿着信道顺利传输。当然,在到达接收端时均需做相应的逆变换,以便还原成发送端的基带信号。这就是宽带传输。在局域内宽带传输一般采用同轴电缆作为传输介质。

在宽带传输中,可分为频分复用(FDM)技术(它可将电缆的频谱分成若干信道或频段,而后在各个分隔的频段上分别传输数据、电视信号)和时分复用(TDM)技术。基带传输和宽带传输的区别如表2-12所示。

表2-12 基带传输和宽带传输的区别
基带传输 宽带传输
传输数字信号 传输模拟信号(需用调制解调器)
占用整个频段 可采用频分复用(FDM)
几千米范围 几十千米范围
双向传输 单向传输
总线型结构 总线型或树型结构

12.传输速率等级
传输速率等级如表2-13所示。
表2-13 传输速率等级
Sonetoc等级 ITU-T等级 线路速率/bps 标记
OC1  51.84M 
OC-3 STM-1 155.520M 155M
OC-12 STM-4 622.08M 622M
OC-24  1244.16M 
OC-48STM-16 2488.32 2.5G 
OC-192 STM-64 9953.28M 10.0G

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