【正文】 09:58:1809:58:1809:583/8/2023 9:58:18 AM ? 1越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。 2023年 3月 8日星期三 上午 9時(shí) 58分 18秒 09:58: ? 1比不了得就不比，得不到的就不要。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 96/103 八 .數(shù)據(jù)交換技術(shù)（廣域網(wǎng)） （ Circuit Exchanging）技術(shù) 電路交換是 面向連接的服務(wù) ；兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過通信子網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前， 首先要在通信子網(wǎng)中建立一個(gè)實(shí)際的物理線路連接 ；電路交換在數(shù)據(jù)傳輸過程中要經(jīng)過 建立連接、數(shù)據(jù)傳輸與釋放連接 的三個(gè)階段。 S =（ 1,1,1,1） LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 86/103 七 .多路復(fù)用技術(shù) TDMA技術(shù) 例如 ， 貝爾系統(tǒng)的 T1載波采用 TDMA技術(shù)將 24路音頻信道 復(fù)用在一條通信線路上； 每路音頻模擬信號(hào)在送到多路復(fù)用器前要通過一個(gè) PCM編碼器 ， 編碼器每秒取樣 8000次； 24路 PCM信號(hào)的 每一路輪流將一個(gè)字節(jié)插入到幀（ Frame） 中 ；每個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度為 8位 ， 其中 7位是數(shù)據(jù)位 ， 1位用于信道控制；每幀由 24 8=192位組成 ，附加一位作為幀開始標(biāo)志位 ， 所以每幀共有 193位； 每次取樣發(fā)送一幀 ， 因此 ， 發(fā)送一幀需要 125微秒；因此 ， T1載波的數(shù)據(jù)傳輸速率為 （ =193位 /125微秒 ） 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 78/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 四種常見的基于振幅和相位組合的調(diào)制方法及其 星座圖 表示 。 在數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸系統(tǒng)中 ， 為了在模擬信道中傳輸數(shù)字信號(hào) ， 必須先 在發(fā)送端將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào) ， 然后再 在接收端將模擬數(shù)據(jù)信號(hào)還原成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào) 。 ※ 不管帶寬是否相同 ， 如果 信號(hào)的所有頻率分量都不在信道的通帶范圍內(nèi) ， 則信號(hào)將無法通過 。 在曼徹斯特編碼中 ， 每一位的中間有一跳變 ， 該跳變既可作為時(shí)鐘信號(hào) ， 又可作為數(shù)據(jù)信號(hào) 。 例如：無線電廣播和電視廣播都是單工通信 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 44/103 三 .傳輸介質(zhì) ※ 衛(wèi)星微波 ：衛(wèi)星通信是微波通信與空間電子技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物 ， 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由地球和衛(wèi)星站兩部分組成 。 通常 ， 雙絞線可分為 屏蔽 STP（ Shielded Twisted Pair） 和 非屏蔽 UTP（ Unshielded Twisted Pair） 的兩種 ， 其中：非屏蔽雙絞線 （ UTP） 定義了五種質(zhì)量類別 ，而在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的有以下三種： 第三類 （ 傳輸特性最高規(guī)定 16MHz） 、 第四類 （ 20MHz） 、 第五類非屏蔽雙絞線 （ 155MHz） 。 這樣得到的數(shù)字信號(hào) ， 才可通過電纜 、 微波干線 、 衛(wèi)星通道等數(shù)字線路傳輸 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 20/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) ?數(shù)據(jù)通信 是指在不同的計(jì)算機(jī)之間傳送表示字符 、 數(shù)字 、 語音 、 圖像的二進(jìn)制代碼的過程 。 在基帶傳輸中 ， 整個(gè)信道只傳輸一種信號(hào) ， 因此 ， 基帶傳輸?shù)男诺览寐屎艿?。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 6/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) 、數(shù)據(jù)與信號(hào)的基本概念 ?信息 （ Information） 是指對(duì)客觀事物的反映 ， 可以是對(duì)物質(zhì)的形態(tài) 、 大小 、 結(jié)構(gòu) 、 性能等的描述 ， 也可以是物質(zhì)與外部的聯(lián)系 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 10/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) ※ 數(shù)字信號(hào) （ Digital Signal） ：是指 在時(shí)間上與幅度上都是離散的 、 不連續(xù)的信號(hào) ， 因此通常又稱為 離散信號(hào) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 17/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) 小知識(shí)：為什么在遠(yuǎn)距離通信時(shí) ， 要采用 頻帶傳輸 ？ 即：為什么在遠(yuǎn)距離通信時(shí) ， 要將基帶信號(hào)變換 （ 調(diào)制 ） 成 具有較高頻率范圍 的 頻帶信號(hào) ，才便于在模擬信道中進(jìn)行傳輸 ？ 由 電磁波速率＝電磁波波長(zhǎng) *電磁波頻率 可知 ，當(dāng)電磁波頻率越高時(shí) ， 電磁波波長(zhǎng)越短 ， 此時(shí)的電磁波由于波長(zhǎng)短 ， 能量大 ， 因此能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 25/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) （ Cont.） ?數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸通信系統(tǒng) ：數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸通信系統(tǒng)的組成模型如下圖所示 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 35/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) ※ 系統(tǒng)設(shè)備比較復(fù)雜 ：在數(shù)字通信中 ，為了準(zhǔn)確地恢復(fù)信號(hào) ， 接收端需要嚴(yán)格的同步系統(tǒng) ， 以保持接收端和發(fā)送端之間具有嚴(yán)格的節(jié)拍一致 、 編組一致 。 按光在光纖中的傳輸模式 ， 光纖可分為 單模光纖 （ Single Mode Fiber） 和 多模光纖 （ Multi Mode Fiber） 兩種 。 按照數(shù)據(jù)在線路上的傳輸方向 ， 則其通信方式又可分為 單工通信 、 半雙工通信與全雙工通信 。 ※ 異步通信 （ Asynchronous Communication） ：異步通信時(shí)不要求接收端時(shí)鐘和發(fā)送端時(shí)鐘同步 。 例如：一個(gè)信道允許的通帶為 15KHz， 其帶寬為 ， 由于 2KHz 14KHz15KHz，因此 ， 上面這個(gè)方波信號(hào)的所有頻率成分當(dāng)然能從該信道通過 ， 如果不考慮衰減 、 時(shí)延以及噪聲等因素 ，通過此信道的該信號(hào)會(huì)毫不失真 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 69/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ 奈奎斯特定理 描述了有限帶寬 、 無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 75/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ 相移鍵控 PSK（ Phase Shift Keying） ：即按數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的值調(diào)制 載波相位 。 通過多路復(fù)用技術(shù) ， 多個(gè)終端能共享一條高速信道 ， 從而達(dá)到節(jié)省信道資源的目的 。 則 每個(gè)芯片序列和其自身的點(diǎn)積結(jié)果為＋ 1（ 如： S 接收方 如果希望接收 A站點(diǎn)的信息 ，則只需要計(jì)算該站點(diǎn)對(duì)應(yīng)的芯片序列和空中信號(hào)的點(diǎn)積（ 1,1,1,1） 分組交換又稱為軟交換，軟交換技術(shù)的 優(yōu)點(diǎn)如下 ： LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 101/103 八 .數(shù)據(jù)交換技術(shù)（廣域網(wǎng)） （分組交換）技術(shù) ※ 由于通信子網(wǎng)中的通信控制處理機(jī)可以存儲(chǔ)分組， 多個(gè)分組可以共享通信信道，線路利用率高 ； ※ 通信子網(wǎng)中通信控制處理機(jī)具有路選功能， 可以動(dòng)態(tài)選擇報(bào)文分組通過通信子網(wǎng)的最佳路徑 ； LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 102/103 八 .數(shù)據(jù)交換技術(shù)（廣域網(wǎng)） （分組交換）技術(shù) ※ 可以 平滑通信量 ，提高系統(tǒng)效率； ※ 分組在通過通信子網(wǎng)中的每個(gè)通信控制處理機(jī)時(shí)，均要進(jìn)行 差錯(cuò)檢查與糾錯(cuò)處理 ，因此可以減少傳輸錯(cuò)誤，提高系統(tǒng)可靠性； ※ 通過通信控制處理機(jī) 可以對(duì)不同通信速率的線路進(jìn)行轉(zhuǎn)換 ，也 可以對(duì)不同的數(shù)據(jù)代碼格式進(jìn)行變換 。 :58:1809:58:18March 8, 2023 ? 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 3月 8日星期三 9時(shí) 58分 18秒 09:58:188 March 2023 ? 1一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 :58:1809:58Mar238Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。其形式上非常像報(bào)文交換。 當(dāng)有多個(gè)終端同時(shí)發(fā)送信號(hào)時(shí)，則信號(hào)將會(huì)在空中進(jìn)行疊加 。即：若 S和 T是兩個(gè)不同的芯片序列 ， 用 S 但是 ， 星座圖中的點(diǎn)越多 ， 也使得噪聲對(duì)信號(hào)影響也就越大 ， 因此 ， 星座圖中的點(diǎn)不可能無限制增多 。 例如：對(duì)應(yīng)二進(jìn)制 0的載波頻率為 F1， 而對(duì)應(yīng)二進(jìn)制 1的載波頻率為 F2。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 68/103 六 .模擬信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸速率 ※ 奈奎斯特準(zhǔn)則 ：二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)的最大數(shù)據(jù)傳輸速率 Rmax與通信信道帶寬 H（ 單位 Hz） 的關(guān)系為 Rmax=2H log2V， 其中 V表示不同碼元的個(gè)數(shù) 。 ※ 信號(hào)帶寬 ：是指 信號(hào)頻譜的寬度 ， 即：信號(hào)的 最高頻率分量 與 最低頻率分量 之 差 ， 例如：一個(gè)由數(shù)個(gè)正弦波疊加成的方波信號(hào) ， 該信號(hào)的最低頻率分量為其基頻 ， 假定為：f=2KHz， 其最高頻率分量為其 7次諧波頻率 ， 即為： 7f=7 2=14KHz， 因此 ， 該信號(hào)的帶寬為：7f f =142=12KHz。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 53/103 四 .數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的通信方式 ※ 同步通信 （ Synchronous Communication） ：同步通信方式要求接收端時(shí)鐘頻率和發(fā)送端時(shí)鐘頻率一致 。 但是 ， 由于激光 不具有穿透性 ， 對(duì)環(huán)境變化比較敏感 ，霧 、 雪和雨等大氣變化都會(huì)影響傳輸效果 ， 因此 ， 實(shí)際應(yīng)用中可能需要隨時(shí)對(duì)激光發(fā)射器和接收器進(jìn)行調(diào)整與維護(hù) 。 由于光纖在任何時(shí)候都 只能單向傳輸 ， 因此 ，實(shí)現(xiàn)雙向通信時(shí)光纖必須 成對(duì)出現(xiàn) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 34/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) 數(shù)字通信的主要缺點(diǎn)如下： ※ 頻帶利用率不高 ：數(shù)字通信中 ， 數(shù)字信號(hào)占用的頻帶寬 ， 例如：以電話系統(tǒng)為例 ， 一路模擬電話通常只占據(jù) 4kHz 帶寬 ， 但一路接近同樣話音質(zhì)量的數(shù)字電話可能要占據(jù) 2060kHz的帶寬 。 ?若信源產(chǎn)生的是數(shù)字信號(hào) ， 而傳輸使用的也是數(shù)字信道 ， 則稱為 數(shù)字信號(hào)的數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng) 。 顯然 ， 模擬信道不適用于直接傳輸頻帶很寬 、 但能量集中在低頻段的數(shù)字基帶信號(hào) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 9/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) ※ 模擬信號(hào) （ Analog Signal） ：是指 在時(shí)間或幅度上連續(xù)的信號(hào) ， 因此 ， 通常又稱為 連續(xù)信號(hào) 。 計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備所產(chǎn)生和交換的信息都是由 二進(jìn)制代碼 表示的字母 、 數(shù)字或控制符號(hào)的組合 。 因此 ， 在傳輸距離較近時(shí) ， 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通常都采用基帶傳輸方式 。 其中 ， 信道中傳輸 模擬信號(hào) 的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng) ， 信道中傳輸 數(shù)字信號(hào) 的系統(tǒng)則稱為數(shù)字通信系統(tǒng) 。 LOGO 高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與安全 32/103 二 .信息、數(shù)據(jù)與信號(hào) 數(shù)字通信的主要優(yōu)點(diǎn)如下： ※ 抗干擾能力強(qiáng) ：由于在數(shù)字通信中 ， 傳輸?shù)男盘?hào)幅度是離散的 ， 以二進(jìn)制為例 ， 信號(hào)的取值只有兩個(gè) ， 這樣接收端只需判別兩種狀態(tài) 。 同軸電纜的頻帶寬 ， 損耗小 ， 具有比雙絞線更強(qiáng)的抗干擾能力和更好的傳輸性能 。 衛(wèi)星首先從一個(gè)頻率 （ 上行鏈 ） 接收地面?zhèn)鬏攣淼男盘?hào) ， 將其放大或再生之后 ， 再從另一個(gè)頻率（ 下行 ） 將信號(hào)發(fā)送到地面站 。