第3章數(shù)據(jù)通信的基本概念3.1信息

3.2傳輸損耗

3.3信道容量

3.4通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)

3.1

信息3.1.1信息的概念消息:對于客觀世界事物發(fā)生變化的描述或報道。如某地發(fā)生地震,世界氣候在變暖,某個同學(xué)考取了名牌大學(xué),美國發(fā)生“9·11”事件等,這些都是消息。對客觀世界的變化,人類常用語言、文字、相片、圖像、數(shù)字來進行描述。因此,語言、文字、相片、圖像、數(shù)字等就成為消息的表現(xiàn)形式。信息:消息中表達的內(nèi)容,是消息所含內(nèi)容的實質(zhì)。

數(shù)據(jù):承載信息的實體,是表征信息的形式,例如文字、聲音和圖像等。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字數(shù)據(jù)兩種形式。模擬數(shù)據(jù)是指在某個區(qū)間連續(xù)變化的物理量,例如聲音的大小和溫度的變化等;數(shù)字數(shù)據(jù)是指離散的不連續(xù)的量,例如文本信息。信號:數(shù)據(jù)的具體表現(xiàn)形式,是數(shù)據(jù)的具體編碼。信號在通信系統(tǒng)中可分為模擬信號和數(shù)字信號。其中模擬信號是指一種連續(xù)變化的電信號,例如電話線上傳送的按照話音強弱幅度連續(xù)變化的電波信號。數(shù)字信號是指一種離散變化的電信號,例如計算機產(chǎn)生的電信號就是“0”和“1”的電壓脈沖序列串。

3.1.2信息的量度

1.信息量

“信息”(information)一詞在概念上與消息(message)相似,但其含義卻更具普遍性、抽象性,信息可用信息量來度量。信息可被理解為消息中包含的有意義的內(nèi)容;消息可以有各種各樣的形式,但消息的內(nèi)容可統(tǒng)一用信息來表述。傳輸信息的多少可直觀地使用“信息量”進行衡量,傳遞的信息都有其量值的概念。在一切有意義的通信中,雖然消息的傳遞意味著信息的傳遞,但對接收者而言,某些消息或許比另外一些消息傳遞的信息更多。

例如,甲告訴乙一件非?？赡馨l(fā)生的事情“明天上午照常上課”,那么比起告訴乙一件極不可能發(fā)生的事情“明天中午學(xué)校組織打獵”來說,前一消息包含的信息顯然要比后者少些。因為對乙(接收者)來說,前一事情很可能(必然)發(fā)生,不足為奇,而后一事情卻極難發(fā)生,聽后會使人驚奇。這表明消息確實有量值的意義,即各個消息所含的信息量不同,而且對接收者來說,事件愈不可能發(fā)生,愈會使人感到意外和驚奇,則信息量就愈大。正如已經(jīng)指出的,消息是多種多樣的。因此,量度消息中所含的信息量,必須能夠用來估計任何消息的信息量,且與消息種類無關(guān)。另外,消息中所含信息量的多少也和消息的重要程度無關(guān)。

由概率論可知,事件的不確定程度,可用事件出現(xiàn)的概率來描述,事件發(fā)生的可能性愈小,則概率愈小;事件發(fā)生的可能性愈大,則概率就愈大。由此可知:消息中的信息量與消息發(fā)生的概率緊密相關(guān)。消息出現(xiàn)的概率愈小,則消息中包含的信息量就愈大。當(dāng)概率為零時(不可能事件),信息量為無窮大;概率為1時(必然事件),信息量為0。

綜上所述,可以得出消息中所含信息量與消息出現(xiàn)的概率之間的關(guān)系。

(1)消息中所含信息量I是消息出現(xiàn)的概率P的函數(shù),即

I＝f［P］

(2)消息出現(xiàn)的概率愈小,它所含信息量愈大;反之信息量愈小。且

P＝1時，I＝0P＝0時，I＝∞

(3)若干個互相獨立事件構(gòu)成的消息所含的信息量等于各獨立事件信息量之和,即

I［P1·P2…］＝I［P1］+I［P2］+…可以證明,I與P應(yīng)滿足以上三點,則它們有如下關(guān)系式:(3.1)上式中信息量I的單位與對數(shù)的底數(shù)a有關(guān):當(dāng)a＝2時，單位為比特(b);當(dāng)a＝e時，單位為奈特(n);當(dāng)a＝10時，單位為笛特(Det),或稱為十進制單位;當(dāng)a＝r時，單位稱為r進制單位。由于數(shù)據(jù)通信中常用二進制、四進制、八進制等,因此對信息的度量常采用以2為底的對數(shù),即a=2,信息量的單位為比特(b),(3.2)

2.平均信息量

我們常常會遇到若干個不等概率的符號,為了描述其信息量,現(xiàn)引入平均信息量的概念。平均信息量為各個符號的信息量與各自出現(xiàn)的概率之積的總和,即

(3.3)(3.4)平均信息量的單位為比特/符號(b/符號)。

例3.1

設(shè)某信息源的符號由A、B、C、D四個符號組成,每個符號獨立出現(xiàn),其概率分別為1/4,1/8,1/2,1/8,試求該信息源輸出的平均信息量。解依據(jù)

即該信息源的平均信息量為1.75b/符號。

3.2

傳輸損耗

傳輸介質(zhì)的性能往往不是理想的,信號通過介質(zhì)時會引起損耗。也就是說,信號在介質(zhì)的始端與終端可能是不一致的,這就可能導(dǎo)致誤碼。損耗通常有三種類型:衰耗、失真與噪聲,如圖3.1所示。

圖3.1損耗類型

3.2.1衰耗衰耗是指能量的損失,通常可用系統(tǒng)增益D來描述。當(dāng)一個簡單信號或復(fù)合信號通過介質(zhì)傳輸時,介質(zhì)電阻會使信號能量損失。這些損失的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁箤?dǎo)體發(fā)熱。為了補償損失,可用放大器來放大該信號。衰耗與放大的結(jié)果如圖3.2所示。

為了表示一個信號損失或獲得的能量,我們引用分貝(dB)這一概念。分貝用來測量兩個信號的相對強度,或一個信號在兩個不同點的強度變化。注意,如果一個信號是衰減的,則其增益的分貝值為負;如果一個信號是放大的,則其增益的分貝值為正。

圖3.2

衰耗

(3.5)其中,P1與P2是站點1與站點2的信號功率。對于一段傳輸信道或某一通信系統(tǒng)，設(shè)其輸入功率為Pi,輸出功率為Po，則其信道增益為

(3.6)例3.2設(shè)一個信號通過傳輸介質(zhì)傳輸,它的功率減弱了一半,即P2=0.5P1。試計算其衰減量D。

解依據(jù)

得

即增益為-3dB,或損失3dB等價于功率損失一半。

例3.3設(shè)一個信號通過放大器傳輸,其功率增加100倍,即P2=100×P1。試計算該放大器的增益D。

解依據(jù)

得

即該放大器的增益為20dB。

當(dāng)我們考慮通信系統(tǒng)中多個點而不是兩個點(級聯(lián))時,其整個系統(tǒng)的增益為各部分分貝數(shù)之和,這也是我們用分貝來測量信號強度變化的一個原因。在圖3.3中,信號從站點1到站點4長距離傳輸。信號在到達站點2之前衰減。在站點2與站點3之間信號被放大。接著在站點3與站點4之間信號又衰減了。相鄰站點之間分貝值相加就是整個系統(tǒng)增益的分貝值。

圖3.3系統(tǒng)增益計算舉例

圖3.3中,系統(tǒng)增益為

D＝-3+8-2＝3(dB)這就是說,信號的功率增加了3dB。絕對增益(絕對功率電平)用Dm表示，當(dāng)我們設(shè)定系統(tǒng)輸入功率Pi=1mW時，其功率電平就是絕對增益，即

絕對功率電平通常用作系統(tǒng)測量值。

3.2.2失真

1.幅值失真幅值失真是指傳輸系統(tǒng)幅值衰減隨頻率的不同而不同引起的失真,因此,也叫衰減失真。主要是由于系統(tǒng)的幅頻特性不一致使得某些頻率分量的信號衰耗大,某些頻率分量的信號衰耗小,而導(dǎo)致的信號失真。幅值失真可以通過提高系統(tǒng)性能,增設(shè)均衡器來減小。

2.相位失真

相位失真是指由于傳輸系統(tǒng)相頻特性的非線性,使得對于不同頻率的信號傳播速度不一致而引起的失真,也叫群時延失真。相位失真主要是由傳輸系統(tǒng)中的濾波器造成的。由于人耳對信號相位變化不敏感,因此在話音傳輸系統(tǒng)中,相位失真影響不大;但對于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),由于數(shù)據(jù)傳輸速率較高且數(shù)據(jù)通信對時延十分敏感,相位失真就可能造成較大的影響。因此能夠傳輸話音信號的信道不一定能夠傳輸數(shù)據(jù)信號。當(dāng)然,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)對幅值失真的抗干擾能力較強,對于一定的幅值失真,可能影響話音信號的傳輸,但數(shù)據(jù)信號仍能正常傳輸,這也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的抗干擾能力強。

3.3信道容量3.3.1香農(nóng)定律

信號在信道中傳輸要受到干擾的影響,進而會引起信息傳輸誤碼。我們把具有干擾的信道稱為有擾信道。那么,在什么條件下,信道可以在確保誤碼率的前提下,以速率R進行傳輸信息呢？這就是下面要討論的香農(nóng)(Shannon)定律。香農(nóng)定律:對于一個給定的有擾信道,如果信息源的信息發(fā)出速率小于或等于信道容量,即R≤C,則理論上存在一種方法可使信息以任意小的差錯概率通過該信道傳輸;反之,若R＞C,則該信道將無法確保信息的正確傳輸。

對于信道容量的計算,信息論中的香農(nóng)定律給出了有擾模擬信道容量的計算公式。香農(nóng)定律指出:在信號平均功率受限的高斯白噪聲信道中,信道容量的理論公式為

(3.7)這就是著名的香農(nóng)信道容量公式,簡稱香農(nóng)公式。式中,C代表信道容量,單位為b/s;B代表信道帶寬,單位為Hz;S/N是平均信號噪聲功率比。噪聲為正態(tài)分布的加性高斯白噪聲?？捎孟吕龓椭斫?設(shè)有一段公路(類似于傳輸信道),用單位時間內(nèi)通過這段公路的汽車數(shù)作為交通量(類似于信道容量C),B代表公路的寬度,S代表汽車數(shù),N表示公路上行人等干擾(類似于干擾信號)。顯然,交通量與道路寬度成正比,路越寬,單位時間通過的車輛數(shù)就能越多;交通量還與路上車輛數(shù)與行人數(shù)之比有關(guān)系,行人越多,占據(jù)的路面就越寬,可供車輛通行的路面也就越窄,S/N就??；反之,S/N變大,交通量就大。

由公式(3.7)可以得出下面幾點重要結(jié)論。

(1)任何一個信道都有其信道容量。如果信息源的信息傳輸速率R≤C,則在理論上存在一種方法,即通過適當(dāng)?shù)木幋a,使得信息源的輸出能以任意小的差錯率通過信道傳輸;如果R>C,那么無差錯傳輸在理論上是不可能的。

(2)信道容量C與帶寬B和信噪比S/N有關(guān)。對于給定的C,若系統(tǒng)帶寬B減小,則必須增大信噪比S/N,亦即提高信號強度或減小噪聲功率;反之,若有較大的傳輸帶寬,則可用較小的信噪比。由此可見,寬帶系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力。因此,當(dāng)信噪比太小,不能保證通信質(zhì)量時,常采用寬帶系統(tǒng),以增加帶寬來提高信道容量,從而改善通信質(zhì)量。這就是常用的用帶寬替換功率的方法。需要指出的是,這種互換過程并不是自動的,必須變換信號使之具有所要求的帶寬。在實際應(yīng)用中,這種互換過程是由各種類型的編碼和調(diào)制來完成的,因而編碼和調(diào)制是在帶寬與信噪比之間實現(xiàn)互換的一種手段。如:若S/N=7,B=4kHz,由香農(nóng)公式可算出C=12kb/s;同樣的C,還可由S/N=15,B=3kHz來保證。

(3)當(dāng)信道的噪聲為高斯白噪聲時,公式(3.7)中的噪聲功率不是常數(shù),而與帶寬B有關(guān)。若設(shè)單位頻帶內(nèi)的噪聲功率為噪聲密度,用n0表示,單位為W/Hz,則噪聲功率N＝n0B。由于噪聲功率N與信道的頻帶寬度有關(guān),代入公式(3.7)可得香農(nóng)公式的另一種形式:(3.8)

(4)雖然C與B成正比關(guān)系,但當(dāng)B→∞時,噪聲功率(N=n0B)也隨之趨于無窮大,但信道容量C不是隨之趨于無窮大,而是趨于一個有限值。令

則

上式表明,若S/n0保持不變,當(dāng)B→∞時,因為噪聲功率(N=n0

B)也隨之趨于無窮大,所以信道容量為(3.9)(5)如果考慮到信道容量C＝I/T,代入公式(3.7),則得

(3.10)式中,I為傳輸?shù)男畔⒘?T為傳輸時間。此式表明,當(dāng)S/N一定時,對于給定的信息量I可以用帶寬B和傳輸時間T的不同組合來進行傳輸。也就是說,B和T之間也存在某種互換關(guān)系。前面介紹的香農(nóng)定律告訴我們,有擾信道的最大信息傳輸速率(即信道容量)是有限的,信道容量受信道帶寬和信道信噪比的制約,只要給定了信道信噪比和帶寬,則信道的最大信息傳輸速率就確定了,并且該容量與信號取的離散值個數(shù)無關(guān),無論用什么調(diào)制方式都無法改變。在實際應(yīng)用中,一般并不用S/N直接表示信噪比,而是對它取對數(shù)變成分貝值,即用公式10lg(S/N)來計算。比如,S/N=10時,分貝數(shù)為10dB;S/N=100時的分貝數(shù)是20dB;30dB對應(yīng)的S/N為1000。

例3.4

設(shè)常規(guī)電話線路的頻帶寬度為3000Hz(300～3300Hz),信噪比為35dB,試求其信道容量。

解因

故

則其信道容量為

也就是說,普通電話線路上所能傳輸?shù)淖罡咚俾蕿?4.86kb/s。所以我們利用普通電話線撥號上網(wǎng)時,采用的調(diào)制解調(diào)器設(shè)置的速率為33.6kb/s。細心的讀者可能會問,現(xiàn)在的調(diào)制解調(diào)器最大信息傳輸速率多數(shù)都大于30kb/s,如采用V-90標(biāo)準(zhǔn)的撥號上網(wǎng)用戶可以以56kb/s的速率下載數(shù)據(jù)，這是否違背香農(nóng)定律？實際上,V-90標(biāo)準(zhǔn)并不是針對信噪比為30dB的模擬信道,在使用V-90標(biāo)準(zhǔn)通信時,信道的一端(一般是服務(wù)器端)要求是數(shù)字信道,因此并沒有違背香農(nóng)定律。例3.5設(shè)有一幅圖片要在模擬電話信道上進行傳輸。該幅圖片約有2.25M個像素,設(shè)每個像素有16個亮度等級,且各亮度等級是等概率出現(xiàn)的。模擬電話信道的帶寬為3kHz,信噪比為30dB。試求在此模擬電話信道上傳輸這幅傳真圖片所需的最短時間。

解因為表示每個像素的16個亮度等級所需要的信息量為lb16＝4(b),那么一幅圖片需要傳輸?shù)男畔⒘繛?.25×4＝9(Mb)設(shè)此幅圖片的傳輸時間為T,則要求圖片信息的傳輸速率R＝9/T(Mb/s)又因

故

則該模擬電話信道的容量為

由于R應(yīng)小于或等于C,當(dāng)取R＝C時,則可求得在此模擬電話信道上傳輸一幅傳真圖片所需的最小時間Tmin：

例3.6若一幀電視圖像的信息量為99600bit,電視的幀頻為30Hz,信道的信噪比S/N=1000(10lg(S/N)=30dB),為使接收端能收到良好的圖像,求所需的信道帶寬B。

解若信息的傳輸速率為R=99600×30=29.9×106b/s,則信道的容量C至少應(yīng)等于R,有C=99600×30=29.9×106(b/s)依據(jù)

可得

所以若采用普通信道傳輸電視信號,就需3MHz的頻帶寬度。3.3.2奈奎斯特定理

1924年,奈奎斯特(Nyquist)發(fā)現(xiàn)了信道傳輸速率有上限,并且給出了有限帶寬、無噪聲信道(理想信道)的最大信息傳輸速率公式,即無噪聲信道最大傳輸速率為

C=2BlbM(b/s)(3.11)式中,B表示信道帶寬,M表示信號有效狀態(tài)的個數(shù)。對于二進制數(shù)據(jù)信號,信號僅有兩種狀態(tài),分別為“0”和“1”,所以M=2。

此時,無噪聲信道信息最大傳輸速率為2b/s。如果我們使用模擬電話系統(tǒng)傳輸二進制信號(即使用話音級信道),其帶寬為3000Hz,那么最大傳輸速率為6000b/s。但實際應(yīng)用中遠遠達不到這個上限,目前,使用二進制調(diào)制技術(shù),在話音級信道中的最大信息傳輸速率為2400b/s。我們知道,現(xiàn)在大多數(shù)電話撥號上網(wǎng)用戶采用的都是模擬電話系統(tǒng)(即利用話音級信道來傳輸計算機信息),其實際速率都可以在14000b/s以上,這又是怎么回事兒呢?這是因為采用了特殊的信號處理方法(多進制調(diào)制),將M值增大,從而提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。

3.4通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)

“拓撲”一詞來自幾何學(xué),是指一種研究與大小、形狀無關(guān)的線和面特性的方法。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中,拓撲是指網(wǎng)絡(luò)在物理上或邏輯上的組成方式。兩個或兩個以上設(shè)備連接的鏈路形成網(wǎng)絡(luò)拓撲。網(wǎng)絡(luò)拓撲是所有鏈路和連接設(shè)備(通常稱為節(jié)點)之間相互關(guān)系的幾何表示。共有五種可能的基本網(wǎng)絡(luò)拓撲:星型、樹型、總線、環(huán)型以及網(wǎng)狀,如圖3.4所示。

圖3.4拓撲結(jié)構(gòu)分類

3.4.1星型拓撲在星型拓撲中,每臺設(shè)備只與通常稱為集線器的中心控制器有點到點的專用鏈路。因其連接關(guān)系類似于星光輻射而得名。星型拓撲屬主從式連接,各設(shè)備之間并不是彼此直接連接的。星型拓撲不能完成設(shè)備之間的直接通信。控制器像一個交換機,如果一臺設(shè)備希望向另一臺設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),就先將數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器,再由控制器把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給對應(yīng)的設(shè)備,如圖3.5所示。

圖3.5星型拓撲

星型拓撲設(shè)備連接比較經(jīng)濟。在一個星型網(wǎng)中,每臺設(shè)備只需要一條電纜和一個輸入輸出端口就可以與其他設(shè)備建立連接。這也使得安裝和重新配置變得更容易。我們只需安裝更少的線纜即可,而且增加、移動和移除一臺設(shè)備只影響在集線器和該設(shè)備之間的一條連接。星型拓撲還具有健壯性。如果一條鏈路失效,則只有該條鏈路受到影響,其他所有鏈路仍能保持正常工作。這個優(yōu)點也使故障識別和故障隔離變得更加容易。只要集線器工作正常,就可以通過該設(shè)備來監(jiān)視鏈路狀態(tài)和失效的鏈路。

星型拓撲的網(wǎng)絡(luò)以中央節(jié)點(主站)為中心,因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò),一般用于通信網(wǎng)末端。在一些比較小的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中,常采用星型拓撲(主從式)結(jié)構(gòu),即整個網(wǎng)絡(luò)由主站控制和管理,其優(yōu)點是便于管理和維護,缺點是系統(tǒng)對主站的依賴性太強,一旦主站發(fā)生故障則會導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。概括起來,星型拓撲有如下特點:(1)結(jié)構(gòu)簡單,便于管理；(2)控制簡單,便于組網(wǎng)；(3)網(wǎng)絡(luò)延遲小,傳輸誤差低；(4)成本高(通信線路總長度較長)；(5)對主機性能要求較高。

3.4.2樹型拓撲樹型拓撲是星型拓撲的一種變體,因其拓撲結(jié)構(gòu)像樹而得名。和星型拓撲一樣,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都連接到控制網(wǎng)絡(luò)的中央集線器上。但是并不是所有的設(shè)備都直接接入中央集線器。絕大多數(shù)設(shè)備是首先連接到一個次級集線器上,再由次級集線器連接到中央集線器上,如圖3.6所示。

圖3.6樹型拓撲

樹型拓撲中的中央集線器是一個有源集線器。一個有源集線器內(nèi)含有一個用來在發(fā)送所接收的比特前對它們進行再生的中繼器。這樣有源集線器在轉(zhuǎn)發(fā)信號的同時增強了信號的傳輸能力,延長了信號的有效傳輸距離。次級集線器可以是有源集線器,也可以是無源集線器。無源集線器為接入設(shè)備間的連接提供了一種簡單的連接方式。

樹型拓撲的特點和星型拓撲相似,但次級集線器的引入帶來了兩個優(yōu)點。

(1)這種結(jié)構(gòu)允許更多的設(shè)備連接到中央集線器上,并且增加了信號在設(shè)備間的傳輸距離。

(2)它允許網(wǎng)絡(luò)隔離不同計算機之間的通信或者為不同計算機設(shè)定通信的優(yōu)先級。例如:一臺連接到某個次級集線器上的計算機可能獲得比連接在另一個次級集線器上的計算機更高的優(yōu)先級。通過這種方式,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者和操作員可以保證對時間敏感的數(shù)據(jù)不需要為獲得網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)而等待,從而使重要數(shù)據(jù)能得到及時傳輸。樹型拓撲的典型應(yīng)用就是有線電視網(wǎng)絡(luò),來自主站的主電纜被分成一些分支,每個分站再分成更小的分支,直至用戶終端。

3.4.3總線拓撲以上的例子都是點到點配置的,而總線拓撲則是多點配置的,它由一條長電纜作為主干來連接網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備，如圖3.7所示。

圖3.7總線拓撲

總線結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)有如下特點:

(1)結(jié)構(gòu)簡單,可擴充性好。當(dāng)需要增加節(jié)點時,只需在總線上增加一分支插口便可與另一分支節(jié)點相連?？偩€超載時還可以擴充總線。

(2)使用的電纜少,且安裝容易。

(3)設(shè)備簡單,可靠性好。

(4)維護較難,分支節(jié)點出現(xiàn)故障定位較難。

3.4.4環(huán)型拓撲在環(huán)型拓撲中,每個設(shè)備只與兩側(cè)的兩個設(shè)備之間有點到點連接。信號在環(huán)中從一個設(shè)備到另一個設(shè)備單向傳輸,直至到達目的地。當(dāng)收到本設(shè)備的數(shù)據(jù)時,接收數(shù)據(jù)并產(chǎn)生相應(yīng)的標(biāo)志。環(huán)中的每個設(shè)備都含有一個中繼器,當(dāng)設(shè)備收到要發(fā)往另一個設(shè)備的信號時,其中的中繼器就再生對應(yīng)的比特并將其發(fā)送出去。環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。

圖3.8環(huán)型拓撲

環(huán)型網(wǎng)絡(luò)比較容易安裝和重新配置。每個設(shè)備只與它在邏輯上或空間上直接相鄰的設(shè)備相連。加入或移除一個設(shè)備只需要改動兩條連接線。惟一的限制是介質(zhì)和通信量的因素(環(huán)的最大長度和設(shè)備的數(shù)量)。另外,故障隔離也比較簡單,通常在一個環(huán)中,信號不停地在循環(huán),如果一個設(shè)備在一段特定的時間內(nèi)沒有收到信號,它就可以發(fā)出一個告警信號。這個告警信號能提示網(wǎng)絡(luò)管理員出了故障以及故障的位置。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)連接,數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)具有如下特點:

(1)數(shù)據(jù)信號在網(wǎng)上是沿著固定方向流動的,兩個節(jié)點僅有一條道路,從而簡化了路徑選擇的控制；

(2)由于信息源在環(huán)路上串行通過各節(jié)點,當(dāng)環(huán)中節(jié)點