命題要點

公共電話交換網：本地回路、調制解調器。

X.25公共數據網：CCITTX.21標準、HDLC協議、流量控制、X.25PLP協議。

幀中繼：虛電路服務，幀中繼協議，數據幀格式。

ISDN: ISDN的功能組，用戶接口及速率。

ATM:傳輸模式，信元格式，信元交換，業務類型及AAL，流量控制，局域網仿真LANE。

提示：

本章內容在最近幾次考試中題量不固定，但總的來講題量不多，教材改版后，題量有所增加。

X.25公共數據網、幀中繼網是重點考核內容。

ISDN、ATM技術不是上午科目重點考查的內容，這部分內容在2008年之前經常出現在下午科目，不過最近幾年很少考查。

考點6.1 公共交換電話網

公共交換電話網（Public Switched Telephone Network，PSTN)是為了話音通信而建立的網絡，從20世紀60年代開始又被用于數據傳輸。一個簡化的電話網如圖6-1所示。

電話網概括起來主要由3個部分組成：本地回路、干線和交換機。其中干線和交換機一般采 用數字傳輸和交換技術，而本地回路基本上采用模擬線路。因此在用電話線連網時需要在發送端 通過調制解調器把數字信號變換為模擬信號，在接收端再通過調制解調器把模擬信號變換為數字信號。

—、本地回路

用戶把數據終端或計算機連接到電話網上就可進行通信。按照CCITT的術語，用戶的數據終端 或計算機叫做數據終端設備DTE。在通信網絡一邊，有一個設備管理網絡的接口，這個設備叫數據 電路設備DCE。DCE通常指調制解調器、基帶傳輸器、信號變換器等，提供波形變換和編碼的功能, 以及建立、維持和拆除電路連接的功能。    '

CCITT和ISO用4個技術特性描述與設備之間通信有關的技術細節：機械特性、電氣特性、功 能特性和過程特性，如表6-2所示。

二、調制解調器

調制解調器(Modem)通常由電源、發送電路和接收電路組成。發送電路包括調制器、放大器以 及濾波、整形和信號控制電路，它的功能是把計算機產生的數字脈沖轉換為已調制的模擬信號；接收 電路包括解調器以及有關的電路，它的作用是把模擬信號變成計算機能接收的數字脈沖。

符合CCITTV.32建議的Modem使用格碼調制（TCM)技術。這種Modem可以在公共交換網上 實現9600bps的高速傳輸。

符合CCITT V.29建議的Modem雖然可以工作在9600bps的速率，但由于使用的數據壓縮算法可 以達到2 ： 1的壓縮比，所以數據發送速率在理論上可以達到19200bps。

分組集群式Modem是另外一種高速Modem,它采用了高速微處理器和大約70000行指令，采用 多個音頻組成的載波對數據進行分組傳輸，調制方式可能是2位、4位或6位的QAM信號。

符合V.90建議的Modem數據速率可達56kbps。這種Modem采用非對稱的工作方式，從客戶端 向服務器端發送稱為上行信道，數據速率為28.8kbps或33.6kbps，從服務器端向客戶端發送稱為下 行信道，數據速率可以達到56kbps。

怎么考

【試題6-1】 2012年11月真題14    ^

下面關于RS-232-C標準的描述中，正確的是（14)。

A.可以實現長距離遠程通信 　　  B.可以使用9針或25針D型連接器

C.必須采用24根線韻電纜進行連接    D.通常用于連接并行打印機
解析：在微型機的RS-232-C串行接口上大多使用9針連接器。：,

【答案：（14) B】

考點6.2 X.25公共數據網

X.25建議是由CCITT提出的訪問分組交換網的協議標準,這個標準分為3個協議層:物理層、 鏈路il和分組戾，分別對應于OSI_模型底I三層。：

X.25的物理層采用的是X.21或X.21bis建議，規定了用戶終端與網絡之間的物理接口。

X.25的數據鏈路層描述用戶主機與分組交換機之間數擇的可靠傳輸，包括幀格式定義、差錯控制等。X.25數據鏈路層采用LAP-B,它是HDLC (High-level Data Link Control)協議的一個子集。

X.25的分組層提供外部虛電路服務，是X.25建議的核心。X.25的分組層采用PLP協議。

—、CCITT X.21 標準

X.21建議分為兩部分：用于公共數據網同步傳輸的通用DTE/DCE接口和電路交換業務的呼叫控制過程。前者是X.21的物理層部分，與建立物理鏈路有關的操作過程有以下4個特性。

(1)電氣特性。X.21采用X.26和X.27規定的兩種接口電路。X.21建議指定的數據速率有600、 2400、4800、9600和48000bps。X.21規定，在DTE—邊只能采用X.27規定的平衡電氣特性；在DCE 一邊，對于超過9600bps的速率只能采用平衡電氣特性，而4種低速率則可以選擇平衡的或不平衡的電氣特性。

(2)機械特性。X.21的機械接口采用15針連接器。、

(3)功能特性。X.21的接口線比RS-232-C大為減少，通過對功能進行編碼，在少量電路上傳 輸代表各種功能的字符來建立對公共數據網的連接。X.21定義的全部互換電路如圖6-2所示。.

(4)過程特性。過程如圖6-3所示。

二、流量控制

流量控制是一種協調發送站和接收站工作步調的技術，其目的是避免發送速度過快，使得接收站來不及處理而丟失數據。

1.停等協議

工作原理是：發送站發出一幀，然后等待應答信號到達后再發送下一幀；接收站每收到一幀巵送 回一個應答信號（ACK)，表示愿意接收下一幀，如果接收站不送回應答，則發送站必須等待。

在半雙工的點對點鏈路上，發送一幀的時間為，其中為傳播延遲，4為發送一幀的 時間（稱為一幀時）。線路的利用率為

線路傳播延遲是線路長度和信號傳播速率V的比值，而一幀時是幀長L和數據速率及的比，因而有

2.滑動窗口協議

滑動窗口協議的的主要思想是允許連續發送多個幀，而無須等待應答。如果接收端能容納W 個幀的緩沖區（即窗口大小為W),那么發送端就可以連續發送W個幀而不必等待應答信號，但在收到接收端發送的確認之前，則發送端窗口不會移動。接收端收到一個幀時，就發送一個應答信號， 并把窗口滑動到i~W-i+1的位置，表明i之前的幀已正確接收，期望接收后續的W個幀。隨著數據傳 送過程的進展窗口向前滑動，因而取名滑動窗口協議。

滑動窗口協議的效率為

3.差錯控制

利用差錯檢測技術自動地對丟失幀和錯誤巾貞請求重發的技術叫做ARQ (Automatic Repeat reQuest)技術。

(1)停等ARQ協議    

停等ARQ協議是停等流控技術和自動請求重發技術的結合。發送站發送一幀后必須等待應答信號，收到肯定應答信號ACK后繼續發送下一幀；收到否定應答信號NAK后重發該幀；在一定的時間間隔內沒有收到應答信號也必須重發。

(2)連續ARQ協議

連續ARQ協議是滑動窗口技術和自動請求重發技術的結合。由于窗口尺寸開到足夠大時，幀在線路上可以連續地流動，因此又稱其為連續ARQ協議。根據出錯幀和丟失幀處理上的不同，連續ARQ協議又分選擇重發ARQ協議和后退N幀ARQ協議。

選擇重發ARQ協議只重發出錯的幀，其后面的幀被緩存。采用ARQ協議時，窗口的最大值應為幀編號數的一半，即

后退N幀ARQ協議是從出錯處重發已發過的N個幀。窗口的大小限制為。

三、HDLC協議

HDLC (High Level Data Link Control,高級數據鏈路控制）協議是國際標準化組織根據IBM公司的SDLC協議擴充開發而成的。它是一種面向位的數據鏈路控制協議。

HDLC幀由6個字段組成，如圖6-4所示。

(1)HDLC用一種特殊的位模式0111110作為幀的邊界標志。    

(2)地址字段用于標識從站的地址，用在點對多點鏈路中。

(3)HDLC定義了三種幀：信息幀（I頓）、管理頓（S幀）和無編號幀（U頓）,如圖6-5所示。控制字段第1位或前兩位用于區別三種不同格式的幀。基本的控制字段是8位長。擴展的控制字段為16位長。

(4)信息字段:只有I頓和某些無編號幀含有的信息字段。

(5)幀校驗序列通常使用CRC-CCITT標準產生的16位校驗序列，有時也使用CRC-32產生的32 位校驗序列。

四、X.25虛電路服務

X.25的分組層提供虛電路服務。它支持交換虛電路（Switched Virtual Circuit, SVC)和永久虛 電路PVC (Permanent Virtual Circuit)。交換虛電路（SVC)是在發送方向網絡發送請求建立連接

報文要求與遠程機器通信時建立的。一旦虛電路建立起來，就可以在建立的連接上發送數據，而且 可以保證數據正確到達接收方。永久虛電路（PVC)的用法與SVC相同，但它是由用戶和長途電信 公司經過商討而預先建立的，因而它時刻存在，用戶不需要建立鏈路而可直接使用它。PVC類似于 租用的專用線路。

圖6-6示意了X.25虛電路建立和釋放的過程。

怎么考

【試題6-2】 2011年5月真題15

數據鏈路協議HDLC是一種 （15)。

A.面向比特的同步鏈路控制協議 B.面向字節計數的同步鏈路控制協議

C.面向字符的同步鏈路控制協議 D.異步鏈路控制協議

解析：HDLC(High Level Data Link Control,高級數據鏈路控制規程）是面向比特的數據鏈路控制協議的典型代 表，該協議不依賴于任何一種字符編碼集；數據報文可透明傳輸，用于實現透明傳輸的“0比特插入法”易于硬 件實現；全雙工通信，有較高的數據鏈路傳輸效率；所有幀采用CRC檢驗，對信息幀進行順序編號，可防止 漏收或重份，傳輸可靠性高；傳輸控制功能與處理功能分離，具有較大靈活性。

【答案：（15) A】

考點6.3 幀中繼網的基本概念

幀中繼工作是OSI參考模型的低兩層，即物理層和數據鏈路層。幀中繼在第二層建立虛電路，用幀方式承載數據業務，因而第三層被簡化掉了。同時FR的幀層比較簡單，只做檢錯，不再重傳，沒有滑動窗口式的流控，只有擁塞控制。

幀中繼的速率可以達64kbit/s?2Mbit/s,當參與通信的各方多于兩個的時候使用幀中繼是一種較好的解決蘆案。

幀中繼可以有效地處理突發性數據，當數據業務量為突發性時，由于幀中繼具有動態分配帶寬的功能，便允許用戶的數據速率在一定范圍內變化。但它不適于對延遲較敏感的應用（如音頻、視頻），因為無法保證可靠提交。 

幀中繼遠程連網的主要優點有：

•基于分組（幀）交換.的透明傳輸，可提供面向連接的服務。    

•幀長可變，長度可達1600~4096字節，可以承載各種局域網的數據幀。

•數據速率可達2~45Mbps。

•既可以按需要提供帶寬，也可以應付突發的數據傳輸。

•沒有流控和重傳機制，開銷很少。

幀中繼的缺點有：

•不適合對延遲•敏感的應用。

•不保證可靠的提交。

•數據的丟失依賴于運營商對虛電路的配置。

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【試題6-3】 201.3年11月真題11~12

頓中繼網絡的虛電路建立在 （11),這種虛電路的特點是 （12)。

(11)A.數據鏈路層    B.網絡層    C.傳輸層    D.會話層

(12)A.沒有流量控制功能，也沒有擁塞控制功能
    B.沒有流量控制功能，但具有擁塞控制功能
    C.具有流量控制功能，但沒有擁塞控制功能
    D.具有流量控制功能，也具有擁塞控制功能

解析：幀中繼工作是OSI參考模型的最低兩層，即物理層和數據鏈路層。幀中繼在第二層數據鏈路層 建立虛電路，用幀方式承載數據業務，因而第三層被簡化掉了。同時FR的幀層比較簡單,只做檢錯，不再重傳，沒有滑動窗口式的流控，只用擁塞控制。所以，（12)的答案為B。

【答案：（11) A、(12) B】

【試題6-4】2012年11月真題13

下面用于標識幀中繼虛電路標識符的是（13) 

A. CIR    B.LMI    C. DLCI    D. VPI

解析：CIR用于約定數據速率，VPI用來標識不同的虛擬路徑，幀中繼中每條虛電路都由一個數據鏈路 標識符DLCI標識，而后被映射到一個IP地址。

【答案：（13) C】

【試題6-5】 2010年5月真題13

以下關于幀中繼網的敘述中，錯誤的是（13)。

A.幀中繼提供面向連接的網絡服務

B.幀在傳輸過程中要進行流量控制    

C.既可以按需提供帶寬，也可以適應突發式業務

D.幀長可變，可以承載各種局域網的數據幀

解析：FR (Frame Relay,幀中繼）向用戶提供面向連接的通信服務。FR省略了幀編號、差錯控制、 流量控制、應答、監視等功能，把這些功能全部交給用戶終端去完成，大大節省了交換機的開銷，降低了時延，提高了信息吞吐量。可見選項B是錯誤的。

【答案：（13) B】

考點6.4 ISDN和ATM的基本概念

ISDN分為窄帶ISDN (Narrowband Integrated Server Digital Network，N-ISDN)和寬帶ISDN (Broadband Integrated Server Digital Network，B-ISDN )。

—、N-ISDN

N-ISDN是20世紀70年代開發的網絡技術，它的目的是以數字系統代替模擬電話系統，把音頻、 視頻和數據業務放在一個網絡上統一傳輸。

N-ISDN提供兩種用戶接口 ：

•基本速率接口（ BRI):用普通電話的用戶線做ISDN用戶線，同時提供兩條速率均為64kb/s 的B信道和一條速率為16kb/s的D信道的接口，即“2B + D”接口。

•基群速率接口（ PRI):用PCM基群數字傳輸線做ISDN用戶線，同時提供多達30條（歐洲 和中國標準體系）速率均為64kb/s的B信道和一條速率為64kb/s的D信道的接口，即“30B + D” 接口。

二、B-ISDN

20世紀80年代，ITU-T成立了專門的研究組織，開發寬帶ISDN技術，后來在1.321建議中提出了B-ISDN體系結構和基于ATM技術。    .

B-ISDN采用不同的平面來區分用戶信息、控制信息和管理信息。用戶平面提供與用戶數據傳 送有關的流量控制和差錯檢測功能；控制平面主要用于連接和信令信息的管理；管理平面支持網絡 管理和維護功能。每一個平面劃分為相對獨立的協議層，各層又根據需要分為若干子層，如表6-3 所示。

三、異步傳輸模式ATM

ATM把用戶數據組織成53字節長的信元，從各種數據源隨機到達的信元沒有預定的順序,而且信元之間可以有間隙。信元只要準備好就可以進入信道。沒有數據時，向信道發送空信元，或者發送OAM信元。也就是說信元排列不固定的，即異步性，也叫做統計時分復用（ATMD)。

ATM的基本傳輸單位是信元，長度是53字節，包含5個字節的信元頭和48個字節的數據。ATM的典型數據速率為155Mb/s。通過計算155M/8/53≈36萬，即每秒鐘每個信道上有36萬個信元來到。

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【試題6-6】 2010年5月真題34

ATM高層定義了4類業務，壓縮視頻信號的傳送屬于（34)類業務。

A. CBR    B. VBR    C. UBR    D. ABR

解析：ATM高層定義了4類業務，分別是：

CBR (Constant Bit Rate,固定比特率業務），用于模擬銅線和光纖通道，使得當前的電話系統可以 平滑地轉換到B-ISDN，也適用于交互式話音和視頻流。

VBR (Variable Bit Rate,可變比特率業務），可分為：

RT-VBR (Realtime-Variable Bit Rate,實時可變比特率業務），交換式壓縮視頻信號屬于這一類 業務。

NRT-VBR (Not Realtime-Variable Bit Rate,非實時可變比特率業務），多媒體電子郵件屬于這 一類業務。    '

UBR( Unspecified Bit Rate,未指定比特率業務），可用于傳輸IP分組。文件傳輸、電子郵件和USENET 新聞是這類業務的潛在應用領域。

ABR (Available Bit Rate,可用比特率業務），用于突發式通信。

壓縮視頻信號的傳送屬于VBR業務。

【答案：(34) B】

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