【正文】 、紅外線和激光。微波通信的工作頻率很高,與通常的無線電波不一樣,是沿直線傳播的。這三種技術(shù)都需要在發(fā)送方和接收方之間有一條視線(Lineof Sight)通路,故它們統(tǒng)稱為視線媒體。相對(duì)來說,微波對(duì)一般雨和霧的敏感度較低。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)是容量大,傳輸距離遠(yuǎn)。對(duì)于單個(gè)建筑物內(nèi)的低通信容量局域網(wǎng)來說,雙絞線的性能價(jià)格比可能是最好的?！　∧壳?便攜式計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了很大的發(fā)展和普及,由于可隨身攜帶,對(duì)可移動(dòng)的無線網(wǎng)的需求將日益增加0元線數(shù)字網(wǎng)類似于蜂窩電話網(wǎng),人們隨時(shí)隨地可將計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò),發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?！　⌒盘?hào)(Signal)：數(shù)據(jù)的物理量編碼(通常為電編碼)，數(shù)據(jù)以信號(hào)的形式傳播。同步脈沖也可位于碼元的中部，一個(gè)碼元也可有多個(gè)同步脈沖相對(duì)應(yīng)。也可以寫成:Rbit = Rbaud log2M 上式中：Rbit比特率，Rbaud波特率。數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)用物理量表示的方法。　　時(shí)延 △信息從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間 △時(shí)延之和=處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延 +發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延 △處理時(shí)延=分組首部和錯(cuò)誤校驗(yàn)等處理(微秒) △排隊(duì)時(shí)延=數(shù)據(jù)在中間結(jié)點(diǎn)等待轉(zhuǎn)發(fā)的延遲時(shí)間 △發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)位數(shù)/信道帶寬 △傳播時(shí)延=d/s(毫秒)d:距離 s:傳播速度≈光速　　時(shí)延帶寬乘積：某一鏈路所能容納的比特?cái)?shù)?！　∧M信道：以連續(xù)模擬信號(hào)形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。例如：通過電話模擬信道傳輸。　　位同步 目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步，有下面兩種方式： △外同步——發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用同步信號(hào)來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率?！　∽址降男阅茉u(píng)估： △頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開始時(shí)都會(huì)重新同步?！　?識(shí)別一個(gè)幀的起始和結(jié)束?！　⌒诺雷畲髷?shù)據(jù)傳輸率　　奈奎斯公式：用于理想低通信道 C = 2Wlog2 M C = 數(shù)據(jù)傳輸率，單位bit/s W = 帶寬，單位Hz M = 信號(hào)編碼級(jí)數(shù)奈奎斯公式為估算已知帶寬信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率提供了依據(jù)。噪聲會(huì)破壞信號(hào)，產(chǎn)生誤碼。 數(shù)據(jù)編碼　　編碼與調(diào)制的區(qū)別 △用數(shù)字信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼 △用模擬信號(hào)承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制　　數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼：把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種數(shù)字脈沖信號(hào)常見的有兩類：不歸零碼和曼徹斯特編碼。 △曼徹斯特編碼(Manchester Code)用電壓的變化表示0和1，規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：高→低的跳變代表0，低→高的跳變代表1。 △差分曼徹斯特編碼(Differential ～)每個(gè)碼元的中間仍要發(fā)生跳變，用碼元開始處有無跳變來表示0和1 ，有跳變代表0，無跳變代表1。 △FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0和1。這需要經(jīng)過三個(gè)步驟： △采樣：按一定間隔對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣 △量化：對(duì)每個(gè)樣本舍入到量化級(jí)別上 △編碼：對(duì)每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼編碼后的信號(hào)稱為PCM信號(hào)　　多路復(fù)用技術(shù)復(fù)用：多個(gè)信息源共享一個(gè)公共信道。頻率通道之間留有防護(hù)頻帶以防相互干擾。由于每路數(shù)據(jù)總是使用每個(gè)時(shí)間片的固定時(shí)隙，所以這種時(shí)分復(fù)用也稱為同步時(shí)分復(fù)用。　　差錯(cuò)控制與語音、圖像傳輸不同，計(jì)算機(jī)通信要求極低的差錯(cuò)率。差錯(cuò)控制的基本方法是：接收方進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，并向發(fā)送方應(yīng)答，告知是否正確接收。　　循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC, Cyclic Redundancy Check) 差錯(cuò)檢測(cè)原理：將傳輸?shù)奈淮闯上禂?shù)為0或1的多項(xiàng)式。　　差錯(cuò)控制技術(shù) △自動(dòng)請(qǐng)求重傳Automatic Repeat Request (ARQ) △停等 ARQ △GobackN ARQ △選擇重傳 ARQ附:　　　　數(shù)據(jù)通信的任務(wù)是傳輸數(shù)據(jù)信息,希望達(dá)到傳輸速度快、出錯(cuò)率低、信息量大、可靠性高,并且既經(jīng)濟(jì)又便于使用維護(hù)。若一個(gè)碼元僅可取0和1兩種離散值,則該碼元只能攜帶一位(bit)二進(jìn)制信息。由此,可以引出另一個(gè)技術(shù)指標(biāo)一一39。,有兩種有效離散值,此時(shí)調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸速率相等。例如采用四相調(diào)制方式,即N=4,且T=833106秒,則可求出數(shù)據(jù)傳輸速率為: S=1/T?log2N=1/(833106)?log24=2400 (bps) 而調(diào)制速率為： B=1/T=1/(833106)=1200 (Baud) 通過上例可見,雖然數(shù)據(jù)傳輸速率和調(diào)制速率都是描述通信速度的指標(biāo),但它們是完全不同的兩個(gè)概念。信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別在于,前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率,是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限,而后者則表示實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。由此可推出表征信道數(shù)據(jù)傳輸能力的奈奎斯特公式: C =2?H?log2N (bpe) 此處,N仍然表示攜帶數(shù)據(jù)的碼元可能取的離散值的個(gè)數(shù),C即是該信道最大的數(shù)據(jù)傳輸速率。 實(shí)際的信道總要受到各種噪聲的干擾,香農(nóng)(Shannon)則進(jìn)一步研究了受隨機(jī)噪聲干擾的信道的情況,給出了計(jì)算信道容量的香農(nóng)舍式: C =H?log2(1+S/N) (bps) 其中,S表示信號(hào)功率,N為噪聲功率,S/N則為信噪比?！　?誤碼率是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo),它定義為二進(jìn)制數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)出錯(cuò)的概率。例如，聲音和視頻就是強(qiáng)度 連續(xù)變化的信號(hào)?！　≌{(diào)制解調(diào)：當(dāng)需要在只能傳輸模擬信號(hào)的線路上傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)(例如，通過一 條公用電話線將數(shù)據(jù)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)計(jì)算機(jī))，在發(fā)送方，數(shù)據(jù)開始是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，但是由于電話線只能傳輸模擬信號(hào)，所以數(shù)據(jù)必須進(jìn)行數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換?！　≌{(diào)制解調(diào)有三種基本形式：幅移鍵控法(AmplitudeShift Keying，ASK)、頻移鍵控法(Frequency Shift Keying，F(xiàn)SK)和相移鍵控法(PhaseShift Keying，PSK)。一個(gè)負(fù)電平到正電平的跳變代表0，而一個(gè)正電平到負(fù)電平的跳變則代表1?！　　　《嗦窂?fù)用：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，當(dāng)傳輸介質(zhì)的能力超過傳輸單一信號(hào)的情況時(shí)， 為了有效地利用傳輸系統(tǒng)，希望一個(gè)信道能夠同時(shí)傳輸多路信號(hào)?！　‘惒絺鬏敚菏腔谧止?jié)的，每字節(jié)作為一個(gè)單位通過鏈路傳輸，因?yàn)闆]有同步脈 沖，接收方不可能通過計(jì)時(shí)方式來預(yù)測(cè)下一個(gè)字節(jié)何時(shí)到達(dá)，因而在每個(gè)字節(jié)的開頭都要附加一個(gè)0，通常稱為起始位，在每個(gè)字節(jié)尾部還加上一個(gè)或多個(gè)1，被稱為停止位?！　　　〔铄e(cuò)的產(chǎn)生原因及其控制差錯(cuò)控制是指在數(shù)據(jù)通信過程中能發(fā)現(xiàn)或糾正差錯(cuò),把差錯(cuò)限制在盡可能小的允許范圍內(nèi)的技術(shù)和方法。噪聲有兩大類,一類是信道固有的、持續(xù)存在的隨機(jī)熱噪聲。 沖擊噪聲呈突發(fā)狀,由其引起的差錯(cuò)稱為突發(fā)錯(cuò)。從突發(fā)錯(cuò)誤發(fā)生的第一個(gè)碼元到有錯(cuò)的最后一個(gè)碼元間所有碼元的個(gè)數(shù),稱為該突發(fā)錯(cuò)的突發(fā)長(zhǎng)度。接收端收到該碼字后,檢查信息位和附加的冗余位之間的關(guān)系,以檢查傳輸過程中是否有差錯(cuò)發(fā)生,這個(gè)過程稱為校驗(yàn)過程。因此,差錯(cuò)控制編碼又可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。FEC方式必須用糾錯(cuò)碼,但它可以不需要反向信道來傳遞請(qǐng)求重發(fā)的信息,發(fā)送端也不需要存放以備重發(fā)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 ARQ方式只使用檢錯(cuò)碼,但必須有雙向信道才可能將差錯(cuò)信息反饋至發(fā)送端。在ARQ方式中,接收端檢測(cè)出有差錯(cuò)時(shí),就設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā),直到正確的碼字收到為止。最常用的差錯(cuò)控制方法是差錯(cuò)控制編碼。沖擊噪聲雖然持續(xù)時(shí)間很短,但在一定的數(shù)據(jù)速率條件下,仍然會(huì)影響到一串碼元。 熱噪聲引起的差錯(cuò)稱為隨機(jī)錯(cuò),所引起的某位碼元的差錯(cuò)是孤立的,與前后碼元沒有關(guān)系。在數(shù)據(jù)通信中,將會(huì)使接收端收到的二進(jìn)制數(shù)位和發(fā)送端實(shí)際發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)位不一致,從而造成由0變成1或由1變成0的差錯(cuò)?！　“腚p工通信：在通信鏈路上的兩個(gè)站點(diǎn)都可以發(fā)送和接收信息，但是不能同時(shí)發(fā) 送和接收，當(dāng)其中一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送信息時(shí)，另一個(gè)站點(diǎn)只能接收，反之亦然。一般普遍使用三種多路復(fù)用技術(shù)，即頻分多路復(fù)用(FDM)、時(shí)分多路復(fù)用(TDM)和統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用(STDM)?！　〔顒?dòng)曼徹斯特編碼：在差動(dòng)曼徹斯特編碼中，用兩個(gè)比特之間的跳變來代表不同 的數(shù)值，在間隙中有跳變的代表0，沒有跳變的代表1。一個(gè)正電壓值代表1，而一個(gè)負(fù)電壓值代表0，因而信號(hào)的電平依賴于它所代表的數(shù)值。在接收方需要進(jìn)行模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，使它還原為原來的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)這個(gè)過程叫作解調(diào)。　　數(shù)字信號(hào)：是指數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生離散的值?？扇粽`碼率達(dá)不到這個(gè)指標(biāo),可以通過差錯(cuò)控制方法進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。例如,信噪比為30dB,帶寬為3kHZ的信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為: C=3klog2(1+1030/10)=3klog2(1+1001)=30kbps. 由此可見,只要提高信道的信噪比,便可提高信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。例如,普通電話線路的帶寬約為3KHz,則其碼元速率的極限值為6kBaud。但表征的是不同的含義。如果一車裝一箱貨物,則單位時(shí)間經(jīng)過的卡車數(shù)與單位時(shí)間里卡車所裝運(yùn)的貨物箱數(shù)相等,如果→車裝多箱貨物,則單位時(shí)間經(jīng)過的卡車數(shù)便小于單位時(shí)間里卡車所裝運(yùn)的貨物箱數(shù)。由以上兩式合并可得到調(diào)制速率和數(shù)據(jù)傳輸速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系式: S =B ?log2N (bps) 或B =S/log2N(Baud) 一般在二元調(diào)制方式中,S和B都取同一值,習(xí)慣上二者是通用的。信號(hào)傳輸速率表示單位時(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元個(gè)數(shù),也就是信號(hào)經(jīng)調(diào)制后的傳輸速率。以此類推,若一個(gè)碼元可取N種離散值,則該碼元便能攜帶log2N位二進(jìn)制信息?！　?所謂數(shù)據(jù)傳輸速率,是指每秒能傳輸?shù)亩M(jìn)制信息位數(shù),單位為位/秒(bits per second),記作bps或b/s,它可由下式確定: s=1/T?log2N (bps) 式中T為一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度(全寬碼情況)或重復(fù)周期(歸零碼情況),單位為秒。接收方收到后，用G(x)除多項(xiàng)式，若有余數(shù)，則傳輸有錯(cuò)。例如1100010增加偶校驗(yàn)位后為11100010，若接收方收到的字節(jié)奇偶校驗(yàn)結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯(cuò)誤。 △信號(hào)反射，串?dāng)_?！　〗y(tǒng)計(jì)(異步)TDM——STDM TDM的缺點(diǎn)：某用戶無數(shù)據(jù)發(fā)送，其他用戶也不能占用該時(shí)隙，將會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。原理：整個(gè)波長(zhǎng)頻帶被劃分為若干個(gè)波長(zhǎng)范圍，每路信號(hào)占用一個(gè)波長(zhǎng)范圍來進(jìn)行傳輸。適用場(chǎng)合：當(dāng)信道的傳輸能力大于每個(gè)信源的平均傳輸需求時(shí)。　　模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼采樣定理：如果模擬信號(hào)的最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對(duì)其采樣，則采樣得到的離散信號(hào)序列就能完整地恢復(fù)出原始信號(hào)。載波 S(t) = Acos(ωt+ψ) S(t)的參量包括： 幅度A、頻率ω、初相位ψ，調(diào)制就是要使A、ω或ψ隨數(shù)字基帶信號(hào)的變化而變化。這種編碼也稱為自同步碼(SelfSynchronizing Code)。缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器。 △C = W log2(1+S/N) 無論采樣頻率多高，信號(hào)編碼分多少級(jí)，此公式給出了信道能達(dá)到的最高傳輸速率。損耗引起信號(hào)強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致信噪比S/N降低。 △面向字符的——以同步字符(SYN，16H)來標(biāo)識(shí)一個(gè)幀的開始，適用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。 △增加了輔助位，所以效率低?！　∽址?以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收，也稱為起止式或異步制。　　數(shù)據(jù)同步方式：目的是使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致 (包括開始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等)?！　?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸方式　　基帶傳輸：不需調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號(hào)直接在信道上傳送。例如，某鏈路的時(shí)延帶寬乘積為100萬比特，這意味著第一個(gè)比特到達(dá)目的端時(shí)，源端已發(fā)送了100萬比特。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般使用每秒位數(shù)(b/s 或bps) 作為帶寬的計(jì)量單位。換句話說，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特。波特率為每秒傳送的碼元數(shù)(即信號(hào)傳送速率)。比特率為每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位個(gè)數(shù)。2011年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記（12）　　　　數(shù)據(jù)(Data)：傳遞(攜帶)信息的實(shí)體?！　」饫w作為傳輸媒體,與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優(yōu)點(diǎn):頻帶寬、速率高、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤碼率低等,因此,在國(guó)際和國(guó)內(nèi)長(zhǎng)話傳輸中的地位日益提高,并已廣泛用于高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。　　 傳輸媒體的選擇取決于以下諸因素:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)、實(shí)際需要的通信容量、可靠性要求、能承受的價(jià)格范圍。衛(wèi)星通信可以克服地面微波通信距離的限制,一個(gè)同步衛(wèi)星可以覆蓋地球的1/3以上表面,三個(gè)這樣的衛(wèi)星就可以覆蓋地球上全部通信區(qū)域,這樣,地球上的各個(gè)地面站之間都可互相通信。這三種視線媒體由于都不需要鋪設(shè)電纜,對(duì)于連接不同建筑物內(nèi)的局域網(wǎng)特別有用。直接傳播的距離與天線的高度有關(guān),天線越高傳播距離越遠(yuǎn),超過一定距離后就要用中繼站來接力?！　∥⒉ㄍㄐ诺妮d波頻率為2GHz~40GHz范圍。由于光纖通信具有損耗低、頻帶寬、數(shù)據(jù)傳輸率高、抗電磁干擾強(qiáng)等特點(diǎn),對(duì)高速率、距離較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)也是很適用的?！　?4)地理范圍。　　(3)連通性。光纖通過內(nèi)部的全反射來傳輸一束經(jīng)過編碼的光信號(hào),內(nèi)部的全反射可以在任何折射指數(shù)高于包層媒體折射指數(shù)的透明媒體中進(jìn)行。按波長(zhǎng)范圍(近紅外范圍內(nèi))可分為三種:(~)、(~)(~)。相對(duì)于金屬導(dǎo)線來說具有重量輕、線徑細(xì)的特點(diǎn)。寬帶電纜的傳輸距離可達(dá)幾十公里?；鶐?00電纜每段可支持幾百臺(tái)設(shè)備,在大系統(tǒng)中還可以用轉(zhuǎn)接器將各段連接起來。寬帶同軸電纜既可用于模擬信號(hào)傳輸又可用于數(shù)字信號(hào)傳輸,對(duì)于模擬信號(hào),帶寬可達(dá)300~450陽(yáng)也。　　(1)物理特性。同軸電纜分為基帶同軸電纜(阻抗500)和寬帶同軸電纜(阻抗750)。　　(5)抗干擾性?！　?4)地理范圍。通常將多對(duì)雙絞線封裝于一個(gè)絕緣套里組成雙絞線電纜,局域網(wǎng)中常用的3類雙絞線和5類雙絞線電纜均由4對(duì)雙絞線組成,其中3類雙絞線通常用于10BASET總線局域網(wǎng),5類雙絞線通常用于100BASET總線局域網(wǎng)。　　(2)傳輸特性?！　?雙絞線由螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導(dǎo)線組成,線對(duì)扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。防止噪音、電磁干擾對(duì)數(shù)據(jù)傳輸影響的能力。采用點(diǎn)到點(diǎn)連接還是多點(diǎn)連接。說明傳輸媒體的特征。2011年軟考網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)筆記（11）　　三. 通信網(wǎng)絡(luò)常用傳輸介質(zhì)的構(gòu)成和特性　　傳輸媒體是通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送方和接收方之間的物理通路,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸媒體可分為有線和元線兩大類。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)之間的通信。、N64kbist/s(N=131)，以