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3.2.1 数据传输模式

2007-04-23 16:02 王达 电子工业出版社 字号:T | T
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本章主要介绍局域网、广域网,以及OSI各层主要功能及其工作原理这些基本的计算机网络通信技术,同时还将介绍计算机网络数据通信中常见的技术指标和参数。这些都是我们平常进行各种网络工程施工和系统设计的基础和前提。本节说的是数据传输模式

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3.2.1  数据传输模式
数据传输有几种划分方式:有基于数据信号类型进行划分的,有基于同时传输的数据位来划分的,还有基于数据传输方向进行划分的。在基于数据信号类型进行划分时可划分为基带方式(Baseband Transmission)和宽带方式(Wideband Transmission)。基带方式用于数字信号传输,不需调制,编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。常用的传输媒体有双绞线或同轴电缆,例如以太网;而宽带模式用于无线电频率范围内的模拟信号的传输,数字信号需调制成频带模拟信号后再传送,接收方需要解调,常用介质有同轴电缆,如通过电话模拟信道传输和闭路电视的信号传输。
1.基带传输模式
使用数字信号传输的网络定义为基带网。数字信号通常采用曼彻斯特编码传输,媒体的整个带宽用于单信道的信号传输,不采用频分多路复用技术。数字信号传输要求用总线型拓扑,因为数字信号不易通过树型拓扑结构中的分裂器和连接器。
基带系统只能延伸数千米的距离,这是由于信号的衰减会引起脉冲减弱和模糊,以致无法实现更大距离上的通信。由于基带信号是双向传输的,为了避免信号的回流冲突和反射干扰,在电缆的两端各加装一个阻抗匹配器,当基带上双向传输的任意一点加入的信号沿两个方向传输到两端时,都将并在那里被吸收。
总线型网络常采用50Ω的基带同轴电缆。对于数字信号来说,50Ω电缆受到来自接头插入阻抗的反射不强,而且对低频电磁噪声有较好的抗干扰性。最简单的基带同轴电缆LAN是由一段无分枝的粗同轴电缆构成的两端接有防反射的端接器,推荐的最大长度为500m(细同轴电缆为185m)。站点通过接头接入主电缆,任何两接头间的距离为2.5m的整数倍,这是为了保证来自相邻接头的反射在相位上不致于叠加。每个接头包括一个收发器,其中包含发送和接收用的电子线路,推荐的最多接头数目为100个。为了延伸网络的长度,可以采用中继器。中继器由组合在一起的两个收发器组成,连到不同的两段同轴电缆上。中继器在两段电缆间向两个方向传送数字信号,在信号通过时将信号放大和复原。因而,中继器对于系统的其余部分来说是透明的。由于中继器不做缓冲存储操作,所以并没有将两段电缆隔开,因此如果不同段上的两个站同时发送的话,它们的分组将互相干扰(冲突)。为了避免多路径的干扰,在任何两个站之间只允许有一条包含分段和中继器的路径。在IEEE 802标准中,在任何两个站之间的路径中最多只允许有4个中继器,这就将有效的电缆长度延伸到2.5km。图3-8所示的是一个具有3个分段和2个中继器的基带系统例子。
图3-8  带中继器的基带系统
双绞线基带LAN用于低成本、低性能要求的场合,双绞线安装容易,但往往限制在1km以内,数据速率为1Mbit/s~10Mbit/s。相对双绞线以太网来说,在传输性能上明显不足,所以目前这种同轴电缆的总线型网络已基本上不被采用了(在20世纪90年代初期的企业网络中还比较多见)。
2.宽带传输模式
在网络中,宽带传输方式一般用于传输模拟信号,这些模拟载波信号工作在高频范围(通常为10MHz~400MHz),因而可用FDM(Frequency Division Multiplexing,频分多路复用)技术(本章后面将介绍)把宽带电缆的带宽分成多个信道或频段。宽带系统可采用总线/树型拓扑结构,可达到比基带大得多的传输距离(达数十千米),这是因为携带数字数据的模拟信号,在噪声和衰减损失数据之前,可以传播较长的距离。
宽带同基带一样,系统中的站点是通过接插头接入电缆的。但是,与基带不同的是宽带本质上是一种单方向传输的媒体,加到媒体上的信号只能沿一个方向传播。这种单向性质,意味着只有处于发送站下游的站点才能疏导发送站的信号。因此需有两条数据路径,这些路径在网络的端头处接在一起。对于总线拓扑,端头就是总线的一端;对于树型拓扑,端头具有分枝的树根。所有站沿一条入径向端头传输,在端头接收到的信号再沿另一条数据出径离开端头传输,所有的站点都在出径上接收。在物理上,可用双电缆和中分(Midsplit)两种不同的结构来实现输入和输出的通路,如图3-9所示。
图3-9  两种双向宽带系统模型
在双电缆结构中,入径和出径是分开的两根电缆,两者间的端头只是一个无源连接装置,每个站点以相同的频率发送和接收(图中频率是f 1)。在中分构造中,入径和出径是同一电缆上的不同频率(图中接收频率为f 1,发送信号为f 2),由位于端头的频率转换器实现将较低频率(5MHz~116MHz)入径信号转换成较高频率(168MHz~300MHz)出径信号。频率转换器可以是模拟装置,也可以是数字装置。模拟装置只要把信号转换成一个新的频率并重发就可以了,而数字装置则先要在端头恢复数字数据,然后再在新的频率上重发净化了的数据。
【责任编辑:雪花 TEL:(010)68476606-8008】

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