2.數(shù)據(jù)通信(二)

一混弥、數(shù)據(jù)通信方式(考概念)

1.根據(jù)信號類型分類:

(1)模擬通信:

利用正弦波的幅度磕仅、頻率或相位的變化磕洪,來模擬原始信號搅吁,以達(dá)到通信的目的威创。(AM,FM,PM)

(2)數(shù)字通信:

用數(shù)字信號作為載體來傳輸消息,或用數(shù)字信號對載波進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后再傳輸?shù)耐ㄐ欧绞剑ˋSK,FSK,PSK等)谎懦。

2.根據(jù)一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)分類:

(1)串行通信:

指使用一條數(shù)據(jù)線將數(shù)據(jù)一位一位地依次傳輸肚豺,每一位數(shù)據(jù)占一個固定的時間長度

如 RS232 ,USB 等党瓮。

(2)并行通信:

一組數(shù)據(jù)的各個數(shù)據(jù)位在多條線上同時被傳輸详炬,磁盤的接口,打印機接口寞奸。

3.根據(jù)通信方向分類:

(1)單工:

發(fā)送方和接收方只能是固定的一個方向,由A→B在跳。

(2)半雙工:

發(fā)送方和接收方可以互換枪萄,但每次只能向一個方向

(3)全雙工:

設(shè)備可以同時做發(fā)送方和接收方猫妙,同時雙向瓷翻。

4.根據(jù)同步方式分類:

(1)異步傳輸:

傳輸過程兩端不需要確定對方狀態(tài),數(shù)據(jù)中包含起始位和結(jié)束位、校驗位齐帚,適合距離遠(yuǎn)妒牙,單段數(shù)據(jù)量小的情況。

(2)同步傳輸:

兩端需要確定同步狀態(tài)对妄,確定后開始連續(xù)傳送數(shù)據(jù)湘今,適合近距離,單次數(shù)據(jù)量大的情況剪菱。

二摩瞎、數(shù)據(jù)交換方式

0.數(shù)據(jù)交換技術(shù)是什么?

兩個或多個數(shù)據(jù)終端之間建立數(shù)據(jù)通信的暫時互連通路的技術(shù)孝常。

1.電路交換

流程:

在要傳輸數(shù)據(jù)的兩者之間臨時建立一條數(shù)據(jù)電路旗们,電路接通后雙方開始傳輸數(shù)據(jù),這條電路是這兩者之間獨享的构灸,直到數(shù)據(jù)傳輸完成拆除電路為止上渴。

優(yōu)缺點:

優(yōu)點:獨占性,實時性(無延時)喜颁,適合傳輸單次大量的數(shù)據(jù)驰贷。 缺點:線路專用,所以利用率低洛巢。

2.報文交換

流程:

發(fā)送端先對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼括袒,連同收信地址等發(fā)往交換中心,做一定處理之后當(dāng)輸出端口空閑就發(fā)往下一個交換中心稿茉,以此類推直到到達(dá)收信端锹锰。

優(yōu)缺點:

優(yōu)點:不需要建立專用通道,線路利用率高漓库;可靠性高恃慧,節(jié)點可以有效的采用差錯校驗和重發(fā)技術(shù);靈活性高渺蒿,節(jié)點可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(預(yù)處理為了獲取數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確)痢士,所以可以在類型泽论、速率星掰、規(guī)程不同的終端間傳輸數(shù)據(jù)

缺點:通信時延較高,不適合會話類型和實時性要求高的情況

3.分組交換:

分組交換.png

流程:

將數(shù)據(jù)按照一定的長度分成很多組搀愧,每組都打上標(biāo)識少态,交換機將會暫存這些分組數(shù)據(jù)城侧,然后動態(tài)分配合適的物理線路繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)分組,直到傳送到目的地之后將數(shù)據(jù)分組重新組合起來彼妻,成為一條完整的數(shù)據(jù)嫌佑。分為數(shù)據(jù)報分組虛電路分組豆茫。

優(yōu)缺點:

優(yōu)點:利用率高、數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換屋摇、優(yōu)先級揩魂。 缺點:傳輸時延高、資源開銷大炮温。

4.數(shù)據(jù)報分組交換:

類似于報文交換的方式火脉,只不過將數(shù)據(jù)報進(jìn)行分組為數(shù)據(jù)包,在發(fā)送前將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包準(zhǔn)備好茅特,數(shù)據(jù)包在傳輸?shù)倪^程中相互之間沒有影響忘分,也可以按照不同的路由機制傳輸?shù)侥康牡兀谀康牡剡M(jìn)行重新組合白修。

5.虛電路分組交換

在信息交換之前妒峦,需要在發(fā)送端和接收端建立一個邏輯連接,然后開始傳送分組兵睛,所有分組按照相同的路徑進(jìn)行傳輸肯骇,通信結(jié)束后斷開邏輯連接,所有的分組是按照發(fā)送的順序到達(dá)接收端祖很。

三笛丙、多路復(fù)用技術(shù)

0.多路復(fù)用是什么?

多路復(fù)用的實質(zhì)是在發(fā)送到端將多路信號組合成一路信號假颇,然后在一條專用的物理信道上實現(xiàn)傳輸胚鸯,接收端再將復(fù)合信號分離出來。

主要技術(shù):時分復(fù)用笨鸡,頻分復(fù)用姜钳,波分復(fù)用

1.時分復(fù)用(TDM)

Time Division Multiplexing形耗,分為同步時分復(fù)用和統(tǒng)計時分復(fù)用哥桥。

時分復(fù)用:將不同的信號交織在不同的時間段內(nèi),使用同一個信道傳輸激涤,接收端通過同樣的方法將不同時間段內(nèi)的信號提取出來并還原拟糕。

時分復(fù)用可能會造成線路資源的浪費:

時分復(fù)用造成資源的浪費.png

(2) 統(tǒng)計時分復(fù)用STDM(Statistic TDM)

統(tǒng)計時分復(fù)用.png

(3)練習(xí)題:

20個4.8Kb/s的信道按時分多路復(fù)用在一條線路上傳輸,如果忽略控制開銷倦踢,在TDM的情況下送滞,復(fù)用線路的帶寬應(yīng)該是(A-D中選), 在統(tǒng)計TDM情況下,假定每個信號具有30%的時間忙硼一,復(fù)用信道的開銷為10%累澡,那么復(fù)用線路的帶寬應(yīng)該是(E-H中選) A、32kb/s B般贼、64kb/s C、72kb/s D、96kb/s

E哼蛆、32kb/s F蕊梧、64kb/s G、72kb/s H腮介、96kb/s

2.頻分復(fù)用(FDM)

Frequency Division Multiplexing肥矢,利用相同的通道同時傳輸多個不同頻率的數(shù)據(jù)的技術(shù),通過子信道隔離頻帶防串?dāng)_叠洗,如廣播有線電視甘改,過去的電話網(wǎng)絡(luò),WIFI等灭抑。

優(yōu)缺點:

優(yōu)點:可以利用同一個信道同時傳輸不同頻段的數(shù)據(jù) 缺點:想要分離每個單獨的信號十艾,就要有多個濾波器

3.波分復(fù)用(WDM):

Wavelength Division Multiplexing,在光纖傳輸中使用腾节,利用光的不同波長忘嫉,在同一條光纖中傳輸多個不同的信號。

四案腺、數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)

1.脈沖編碼調(diào)制(PCM)體制:(T1和E1)

脈沖編碼調(diào)制( PulseCodeModulation ) 庆冕,簡稱 pCM 。是數(shù)字信號對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行抽樣劈榨、量化和編碼產(chǎn)生访递。

PCM 的優(yōu)點就是音質(zhì)好,缺點就是體積大同辣。

PCM 可以提供用戶從 2M 到 1 55M 速率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)拷姿,也可以提供話音、圖象傳送邑闺、遠(yuǎn)程教學(xué)等其他業(yè)務(wù)跌前。

PCM 有兩個標(biāo)準(zhǔn)(表現(xiàn)形式) : E1 和 T1 。

2.T1 載波標(biāo)準(zhǔn):

(1)簡介

傳輸速率是1.544Mbps陡舅,傳輸一幀的時間是125μs抵乓,幀結(jié)構(gòu)由193bit組成一幀,共24個信道(每個8bit靶衍,7bit數(shù)據(jù)+1bit控制位)和1bit控制信息組成灾炭。T1是美國、加拿大颅眶、新加坡蜈出、日本使用的載波標(biāo)準(zhǔn)。

(2)數(shù)據(jù)由來

24 *(7+1)+ 1 = 193bit

T1標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率為7b/125μs = 56 Kb/s涛酗,控制信息的傳輸速率為1b/125μs = 8 Kb/s铡原,總的速率為193b/125μs = 1.544Mb/s

(3)T2載波:

是將4條T1合成在一起偷厦,T3是將7條T2合成,T4是將6條T3合成燕刻,所以有口訣叫速度上去了(476)只泼。

3.E1 載波標(biāo)準(zhǔn):

(1)簡介

30路脈碼調(diào)制PCM的簡稱,速率是2.048 Mbit/s卵洗,每一個分時復(fù)用幀傳輸用時為125μs请唱,劃分成了32個相同的時隙,編號為CH0-CH31过蹂,CH0用來作同步幀十绑,CH16用來作傳送信令,剩下的30個為30條不同的話路酷勺。

E1標(biāo)準(zhǔn)用于歐洲和中國本橙。

(2)數(shù)據(jù)由來

每個時隙傳送8 bit,共用256 bit鸥印,一幀125μs勋功,一秒8000幀,所以E1標(biāo)準(zhǔn)速率就是(30+1+1)* 8 * 8000 = 2.048 Mbit/s

(3)升級版本

每一代升級標(biāo)準(zhǔn)都是由4個上一代標(biāo)準(zhǔn)合成的库说,所以有: E5 = 4**E4 狂鞋;4E4 = 4E3 ;E3 = 4E2 潜的; E2 = 4E1

4.T1和E1的成ё幔考點:

T1和E1的常考點.png

5.光纖的多路復(fù)用標(biāo)準(zhǔn)有兩個:

美國標(biāo)準(zhǔn)(SONET同步光纖網(wǎng)絡(luò))和國際標(biāo)準(zhǔn)(SDH同步數(shù)字系列)啰挪,SDH的基本速率約是155.520Mbps信不。

光纖的多路復(fù)用標(biāo)準(zhǔn).png

五、數(shù)據(jù)檢錯與糾錯(必考)

1.奇偶校驗:只能檢錯

在7位ASCII代碼后增加一位校驗位亡呵,校驗位表示前面7位中1的個數(shù)抽活,奇數(shù)為1,偶數(shù)為0

奇偶校驗.png

怎么計算 第1行 和 第2行 的校驗位呢锰什?

答:對對應(yīng)位置進(jìn)行異或運算(同 0 異 1)下硕,看算完之后最后一位校驗位,是否表示正確汁胆,若正確梭姓,則沒問題,反之則有錯 嫩码。

注意:奇偶校驗只能檢錯不能糾錯誉尖。


2.海明碼:

在數(shù)據(jù)位m中增加冗余校驗位k,組成m+k铸题,就有公式

碼距:海明距離铡恕,兩個碼字之間不同的位數(shù)琢感,用d表示 例如:10101和11011之間有三位不同碼距就為3没咙。 海明研究發(fā)現(xiàn): 1猩谊、檢測d個錯誤千劈,則編碼系統(tǒng)碼距 ≥ d+1祭刚; 2、糾正d個錯誤墙牌,則編碼系統(tǒng)碼距 > 2d;


3.CRC(循環(huán)冗余校驗碼):

一種循環(huán)碼涡驮,有很強的檢錯能力,但不能糾錯喜滨,硬件實現(xiàn)方式簡單捉捅,廣泛用于局域網(wǎng)

CRC多項式.png
例1:

現(xiàn)有一個生成多項式為G(x)=x^4+x+1虽风,信息碼字為10110棒口,求CRC校驗碼? 解: 1、根據(jù)多項式得到除數(shù)10011(多項式中x的系數(shù)最高為x^4 辜膝,看 x^4 x^3 x^2 x^1 x^0 在多項式中有無 , 有則為1无牵,無則為0。) 2厂抖、信息碼字后面補4個0作為被除數(shù)(多項式x的最高次數(shù)是4茎毁,最高次是幾就補幾個0。) 3忱辅、做模2計算(異或運算同0異1七蜘,可以理解為不進(jìn)位的加法) 4、最終的余數(shù)就是CRC校驗碼墙懂。

循環(huán)冗余校驗碼.png

六橡卤、接入技術(shù)

1.xDSL:

就是利用電話線中的高頻信息傳輸數(shù)據(jù),xDSL的速率越高损搬,傳輸距離越近碧库。見下表:(記住)

接入技術(shù)xDSL.png

2.HFC:

混合光纖同軸電纜(Hybird Fiber-Coaxial场躯,HFC)谈为。通常由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡(luò)三部分組成踢关。從有線電視臺出來的節(jié)目信號先變成光信號在干線上傳輸伞鲫,到用戶區(qū)域后,把光信號轉(zhuǎn)換成電信號签舞,經(jīng)分配器分配后通過同軸電纜送到用戶秕脓。

3.電纜調(diào)制解調(diào)器:

Cable Modem柒瓣,CM,是用戶設(shè)備和同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的接口吠架,是有線電視網(wǎng)絡(luò)用戶端必須安裝的設(shè)備芙贫。

4.FTTX技術(shù):

通過光纖到用戶的距離分類,可以分為光纖到交換箱FFTCab(Fiber To The Cabinet)傍药、光纖到路邊FFTC(Fiber To The Curb)磺平、光纖到大樓( Fiber To The Building )光纖到戶( Fiber To The Home )。

5.PON(無源光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù))

指ODN(光配線網(wǎng))中不含有任何電子器件和電子電源拐辽。ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件構(gòu)成拣挪,主要技術(shù)有:EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))和GOPN(千兆網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)),它可以實現(xiàn)上下行1.25Gb/s PON原理拓?fù)渚阒睿娤聢D:(非考點)

PON原理拓?fù)?png

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