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第五章数据通信设备数据通信设备第一节终端设备第二节调制解调器第三节多路复用器和集中器第四节网络设备本章内容数据通信设备了解数据终端分类，掌握数据终端的组成和各部分的功能掌握调制解调器的作用，了解常用的调制解调器的特性及应用了解复用器和集中器功能及物理特性了解网络设备功能及应用本章重点难点数据通信设备第一节终端设备一、终端设备输入输出信息的方式终端设备：是指能够向数据传输网络发送和接收数据的硬件设备。通常也称为通信终端或终端，数据通信中常称为DTE。1、终端输入信息的方式直接输入：是人们在传送较少数据量时常采用的一种形式。使用者直接通过操作键盘、鼠标、按钮、打字机等设备输入信息。通过中间媒介输入：当要传送的信息较多时常采用此方式。先将要传送的数据记录在诸如纸张、磁卡、磁带、磁盘等媒介上，然后借助于传真机、磁卡阅读器、磁带机、磁盘机等设备把信息再输入到网络中去。数据通信设备第一节终端设备一、终端设备输入输出信息的方式1、终端输入信息的方式通过检测装置输入：通过各种传感器件、光敏/热敏器件、各种数模转换装置、遥控遥测设备等，检测某些物理量，再经过采样、量化、数据处理等过程而形成数据，最后送入传输系统。2、终端输出信息的方式直接输出：如通过显示器、语音设备等直接向操作者的视觉、听觉器官输出信息。通过中间媒介输出：通过磁盘机等设备把信息存储在媒介中。通过一系列处理与变换，使输入信息转换成相应的物理量，由控制执行结构对原物理量实行控制。数据通信设备第一节终端设备二、终端设备的组成和功能1、终端设备的组成终端设备通常由用户接口的输入/输出设备、设备控制器和传输控制器组成。如下图所示：输入设备控制输出设备控制传输控制与用户连接至调制解调器终端装置数据通信设备第一节终端设备二、终端设备的组成和功能2、终端设备的功能完成信息的输入和输出进行线路连接进行传输控制对信息进行编码和译码进行差错控制及校验对信息进行缓冲和存储数据通信设备第一节终端设备三、终端设备的分类1、通用终端打印类终端显示类终端识别类终端并行打印串行打印按工作方式分为喷墨打印）非击打式（激光打印、击打式（针打式）按打印方式分为打印类终端图象显示终端图形显示终端字符显示终端显示类终端识别器）图象识别终端（如图象识别器）语音识别终端（如语音（读卡机等）字符（标记）识别终端识别类终端数据通信设备第一节终端设备三、终端设备的分类2、复合终端复合终端是一种面向应用业务，能按需配置输入/输出设备，而且终端本身还可以进行相关信息处理的设备。面向应用的复合终端种类较多，如销售终端、信贷终端、票务终端、银行事务终端、仿真终端等。数据通信设备第一节终端设备三、终端设备的分类3、智能终端智能终端是一种带有微处理器的高级终端，不仅可以输入输出信息，还可以具有存储、处理、控制数据信息的功能。智能终端的一般结构图如下图所示：RAMROMCMADMAIOAFIOMPU总线BUS数据通信设备第一节终端设备三、终端设备的分类3、智能终端在连接有智能终端的多用户系统中，由于智能终端本身是一个独立的计算机，它们各具有一套独立的计算机系统，所以在没有通过主机启动多用户操作系统的情况下，智能终端可直接启动支持自身CPU的操作系统进行工作。这时虽然智能终端是连接在多用户系统主机上的，但它与多用户系统没有丝毫关系，而是以一台独立的计算机身份进行工作的。也就是说此时智能终端中的资源不能被主机共享，同样主机的资源也不能被智能终端共享。数据通信设备第一节终端设备三、终端设备的分类4、虚拟终端虚拟终端是指计算机支持各种各样实际终端的过渡终端或标准终端。虚拟终端的原理框图如下图所示：计算机虚拟终端终端处理装置实际终端接口映象12n数据通信设备第二节调制解调器一、调制解调器的功能调制解调器：是数据通信系统中一种常见的设备，在利用模拟信道进行数据通信时，必须在数据通信设备与信道之间接一个Modem。1、数据终端接口功能：完成数据终端与调制解调器之间的连接。连接包括数据终端与Modem之间的电气连接（电路类型和信号特点）和逻辑连接（信号功能定义及相互之间的逻辑关系）。类型：并行接口和串行接口。并行接口时数据终端和调制解调器之间的连接为总线方式；串行接口时数据终端和调制解调器之间的连接为串行通信连接方式。数据通信设备第二节调制解调器一、调制解调器的功能2、调制解调器部件功能：完成数据信号和模拟信号之间的转换。除此之外，还要完成扰码、解扰码、信道分割、线路均衡、指示工作状态等功能。3、线路接口功能：完成调制解调器与线路之间的转换。数据通信设备第二节调制解调器二、调制解调器的标准CCITT及其制定的V系列建议美国贝尔通信公司及其制定的BELL标准美国联邦电信标准委员会及其制定的FED-STD美国国家军用标准及其其它地域和国家标准其中，CCITT制定的V系列建议时最为常用的一个系列标准。数据通信设备第二节调制解调器三、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。V.5建议在公用交换网中同步数据传输的数据速率为600，1200，2400，4800，9600bit/s。V.6建议在租用电路上同步数据传输速率为600Nbit/s（N=1，2，…，24）。数据通信设备第二节调制解调器四、调制解调器的分类1、Modem按传输速率可以分为低速Modem中速Modem高速Modem2、Modem按调制技术可以分为PSKModemFSKModemQAMModemTCMModemAPKModem数据通信设备第二节调制解调器四、调制解调器的分类3、Modem按数据传输方式可以分为同步Modem异步Modem4、Modem按外型及用途可以分为台式Modem卡式Modem内插式Modem外接式Modem袖珍式Modem无线式Modem数据通信设备第二节调制解调器四、调制解调器的分类5、Modem按线路连接方式可以分为二线制Modem四线制Modem6、Modem按功能可以分为只传输计算机数据的Modem具有传真功能的Modem多功能的Modem7、Modem按实现方式可以分为硬件Modem软件Modem数据通信设备第二节调制解调器四、调制解调器的分类8、Modem按线路型式可以分为拨号线Modem专线Modem9、Modem按通信方式可以分为全双工Modem半双工Modem单工Modem数据通信设备第二节调制解调器五、调制解调器的工作模式1、命令模式也称为本地模式或终端模式在命令模式中运行的Modem，对用户送到Modem上的任何信息都作为命令来解释。2、数据模式也称为联机模式在数据模式中运行的Modem，对用户给它的任何信息都作为数据来解释。数据通信设备第二节调制解调器五、调制解调器的工作模式3、挂机模式指电话线未接通在Modem通电后，通常先进入挂机方式，通过电话拨号拨通线路后进入通话方式，最后通过Modem的“握手”过程进入联机方式。正常使用时，由使用者通过控制电话机或者Modem的前面板按键、内部开关实现三种方式的转换。数据通信设备第二节调制解调器六、调制解调器的选择Modem的选择是用户非常关心和十分重要的问题，选择Modem主要应考虑如下几个方面的问题：用户选择调制解调器，首先要了解调制解调器的基本原理，并且要知道常用的国际标准和工业标准。用户要根据实际使用环境来确定调制解调器的环境。要考虑调制解调器的附属功能。如：自动/人工拨号备份功能、网络管理的功能、远程设备功能、安全性要求和自动速率均衡与适配功能等。另外，选择调制解调器还要特别注意其性能，如：调制速率、接口标准和数据损伤特性等。数据通信设备第三节多路复用器和集中器一、多路复用器1、定义在信道复用技术中，将来自多个输入线路的数据组合、调制成一路数据，并将此数据信号送上高容量的数据链路，使不同的计算机连接到相同的信道上，共享信道资源的设备是多路复用器。2、分类多路复用器按照服用技术可以分为：频分复用器时分复用器统计时分复用器数据通信设备第三节多路复用器和集中器二、集中器1、定义集中器是将m条输入线汇总成n条输出线的传输控制设备（mn）。2、功能集中器具有以下功能：将多条输入的大量低、中速数据进行合并，再经一条或几条高速线路送到另一个集中器或前置处理机；在纯争用的情况下，可作为可编程的交换设备；可完成报文交换功能或存储-转发报文功能；具有远程网络处理功能。数据通信设备第三节多路复用器和集中器二、集中器3、集中器与多路复用器的区别联系：它们都是将若干终端的低速信号复合起来，以共享高速输出线路的设备；区别：复用器可划分出若干子信道，使每一个信道对应于一个终端，而集中器没有这种对应关系，它是采用动态分配信息的原则，各路信息在网络中均有相应的地址标志，集中器对每路信息做某些处理，而复用器是没有的，因此，可以说复用器是透明的，而集中器是不透明的；数据通信设备第三节多路复用器和集中器二、集中器3、集中器与多路复用器的联系和区别区别：集中器是以报文为单位传输的，而复用器是以字符为单位传输的；集中器是一台微机，它本身具有存储能力和编程功能，并且可以配备外部设备，而复用器不具编程能力，也没有外部设备；数据通信设备第三节多路复用器和集中器二、集中器3、集中器与多路复用器的区别区别：从应用的配置来看，复用器在使用中是成对使用的，而集中器是单独使用的；集中器的功能比复用器强得多，类似于通信控制器，因为它具有对线路进行控制、代码转换、组合报文、进行差错控制等功能，但复用器响应快、成本低、易实现，因此，选择时，可根据环境和要求综合分析选用。数据通信设备第四节网络设备一、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DTE和DCE之间的接口问题。主要设备有：中继器、网络收发器、网络传输媒体转换器、集线器、集中器，多路复用器等。2、数据链路层网络设备此层网络设备为网络提供建立/拆除数据链路、帧传输、差错和流量控制等。主要设备有：网络适配器、网桥、网络交换机（二层交换机）。数据通信设备第四节网络设备一、网络设备的分类3、网络层网络设备此层网络设备功能是将逻辑地址翻译成物理地址，使传输层可使用逻辑地址，确定路由。主要设备有：路由器、路由交换机（第三层交换机）。4、传输层之上的网络设备传输层设备主要功能使将消息重新打包，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、错误处理等。工作在OSI传输层之上的网络设备通常称为网关。数据通信设备第四节网络设备二、中继器中继器工作在OSI-RM的最低层－物理层，如左上图所示。中继器的作用是放大通过网络传输的数据信号，用于扩展局部网的作用范围。由于中继器工作在物理层，所以它对于高层协议是完全透明的，即无论高层采用什么协议都与中继器无关。采用中继器所连接的网络，在逻辑功能方面关际上是同一个网络。左下图中的中继器仅仅起了扩展距离的作用，但它不能提供隔离功能。中继器的主要优点是安装简单，使用方便，几乎不需要维护。集线器也可以看成是一种中继器。数据通信设备第四节网络设备三、网桥网桥的操作在数据链路层，如左上图所示。当一个信息包通过网桥时，网桥检查它的源地址和目的地址。如果这两个地址分别属于不同的网络，则网桥把该信息包转发到另一个网络上，反之则不转发，所以网桥具有过滤和转发功能，因此能起到网络的隔离作用，这样提高了网络的整体效率。网桥对高层协议也是透明的。网桥还有一个重要特点：能连接各种不同传输介质的网络。网桥的最简单形式是互连两个局部网的两端口网桥，如下图所示。由于网桥具有隔离作用，所以网络的运行效率高。数据通信设备第四节网络设备四、路由器路由器工作在网络层，如左上图所示。路由器中存放着一个路由表，根据它决定用户数据的流向。路由器可以用于连接多个网络和多种传输介质，适用于复杂和大型的网络互连。由于