網路工程師考試備考-資料通訊基礎[2]
考試大
5.傳輸**的選擇
傳輸**的選擇取決於以下諸因素:
網路
拓撲的結構、實際需要的通訊容量、可靠性要求、能承受的**範圍。
雙絞線的顯著特點是**便宜,但與同軸電纜相比,其頻寬受到限制。對於單個
建築
物內的低通訊容量區域網來說,雙絞線的價效比可能是最好的。
同軸電纜的**要比雙絞線貴一些,對於大多數的區域網來說,需要連線較多裝置而且通訊容量相當大時可以選擇同軸電纜。
光纖作為傳輸**,與同軸電纜和雙絞線相比具有一系列優點:頻帶寬、速率高、體積小、重量輕、衰減小、能電磁隔離、誤位元速率低等,因此,在國際和國內長話傳輸中的地位日益提高,並已廣泛用於高速資料通訊網。隨著光纖通訊技術的發展和成本的降低,光纖作為區域網的傳輸**也得到了普遍採用,光纖分布資料介面fddi就是一例。
目前,可攜式計算機已經有了很大的發展和普及,由於可隨身攜帶,對可移動的無線網的需求將日益增加0元線數字網類似於蜂窩**網,人們隨時隨地可將計算機接入
網路
,傳送和接收資料。移動無線數字網的發展前景將是十分美好的。
四.資料通訊基本概念
●資料(data):傳遞(攜帶)資訊的實體。
●資訊(information):是資料的內容或解釋。
●訊號(signal):資料的物理量編碼(通常為電編碼)，資料以訊號的形式傳播。
●模擬訊號與數碼訊號
●基帶(base band)與寬頻(broad band)
●通道(channel):傳送資訊的線路(或通路)
●位元(bit):資訊量的單位。位元率為每秒傳輸的二進位制位個數。
●碼元(code cell):時間軸上的乙個訊號編碼單元
●同步脈衝:用於碼元的同步定時，識別碼元的開始。同步脈衝也可位於碼元的中部，乙個碼元也可有多個同步脈衝相對應。
●波特(baud):碼元傳輸的速率單位。波特率為每秒傳送的碼元數(即訊號傳送速率)。
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1 baud = log2m (bit/s)
其中m是訊號的編碼級數。也可以寫成:rbit = rbaud log2m
上式中:rbit-位元率，rbaud-波特率。
乙個訊號往往可以攜帶多個二進位制位，所以在固定的資訊傳輸速率下，位元率往往大於波特率。換句話說，乙個碼元中可以傳送多個位元。
例如，m=16，波特率為9600時，資料傳輸率為38.4kbit/s
●誤位元速率:通道傳輸可靠性指標，是概率值
資訊編碼:將資訊用二進位制數表示的方法。
資料編碼:將資料用物理量表示的方法。
例如:字元『a』的ascii編碼(是資訊編碼的一種)為01000001
●頻寬:頻寬是通訊通道的寬度，是通道頻率上界與下界之間之差，是介質傳輸能力的度量，在傳統的通訊工程
中通常以赫茲(hz)為單位計量。
在計算機網路
中，一般使用每秒位數(b/s 或bps) 作為頻寬的計量單位。主要單位:kb/s，mb/s，gb/s，乙個以太區域網理論上每秒可以傳輸1千萬位元，它的頻寬相應為10mb/s。
●時延
△資訊從網路
的一端傳送到另一端所需的時間
△時延之和=處理時延+排隊時延 +傳送時延+傳播時延
△處理時延=分組首部和錯誤校驗等處理(微秒)
△排隊時延=資料在中間結點等待**的延遲時間
△傳送時延=資料位數/通道頻寬
△傳播時延=d/s(毫秒)d:距離 s:傳播速度≈光速
●時延頻寬乘積:某一鏈路所能容納的位元數。
時延頻寬乘積=頻寬×傳播時延。例如，某鏈路的時延頻寬乘積為100萬位元，這意味著第乙個位元到達目的端時，源端已傳送了100萬位元。
●往返時延 (round-trip time ，rtt)
從信源傳送資料開始，到信源收到信宿確認所經歷的時間rtt≈2×傳播時延，傳輸可靠性兩個含義:
1、資料能正確送達
2、資料能有序送達(當採用分組交換時)
資訊通訊系統傳輸
1、通道及其主要特徵:數字通道和模擬通道
●數字通道:以數字脈衝形式(離散訊號)傳輸資料的通道。
●模擬通道:以連續模擬訊號形式傳輸資料的通道。
模擬訊號和數碼訊號
●模擬訊號:時間上連續，包含無窮多個訊號值
●數碼訊號:時間上離散，僅包含有限數目的訊號值
週期訊號和非週期訊號
●週期訊號:訊號由不斷重複的固定模式組成(如正弦波)
●非週期訊號:訊號沒有固定的模式和波形迴圈(如語音的音波訊號)。
2、數字資料的傳輸方式
●基帶傳輸:不需調製，編碼後的數字脈衝訊號直接在通道上傳送。例如:乙太網
●寬頻傳輸:數碼訊號需調製成頻帶模擬訊號後再傳送，接收方需要解調。例如:通過**模擬通道傳輸。例如:閉路電視的訊號傳輸。
3、資料同步方式:目的是使接收端與傳送端在時間基準上一致 (包括開始時間、位邊界、重複頻率等)。
有三種同步方法:位同步、字元同步、幀同步。
●位同步:目的是使接收端接收的每一位資訊都與傳送端保持同步，有下面兩種方式:
△外同步——傳送端傳送資料時同時傳送同步時鐘訊號，接收方用同步訊號來鎖定自己的時鐘脈衝頻率。
△自同步——通過特殊編碼(如曼徹斯特編碼)，這些資料編碼訊號包含了同步訊號，接收方從中提取同步訊號來鎖定自己的時鐘脈衝頻率。
●字元同步:字元為邊界實現字元的同步接收，稱為起止式或非同步制。每個字元的傳輸需要:1個起始位、5～8個資料位、1，1.5，2個停止位。
●字元同步的效能評估:
△頻率的漂移不會積累，每個字元開始時都會重新同步。
△每兩個字元之間的間隔時間不固定。
△增加了輔助位，所以效率低。例如，採用1個起始位、 8個資料位、 2個停止位時，其效率為8/11<72%。
●幀同步:識別乙個幀的起始和結束。
△幀(frame)資料鏈路中的傳輸單位——包含資料和控制資訊的資料塊。
△面向字元的——以同步字元(syn，16h)來標識乙個幀的開始，適用於資料為字元型別的幀。
△面向位元的——以特殊位序列(7eh，即01111110)來標識乙個幀的開始，適用於任意資料型別的幀。
4、通道最大資料傳輸率
●奈奎斯公式:用於理想低通訊道
c = 2w×log2 m
c = 資料傳輸率，單位bit/s
w = 頻寬，單位hz
m = 訊號編碼級數
奈奎斯公式為估算已知頻寬通道的最高資料傳輸速率提供了依據。
●非理想通道
實際的通道上存在損耗、延遲、雜訊。損耗引起訊號強度減弱，導致訊雜比s/n降低。延遲會使接收端的訊號產生畸變。雜訊會破壞訊號，產生誤碼。持續時間0.01s的干擾會破壞約560個位元(56kbit/s)
△夏農公式:有限頻寬高斯雜訊干擾通道
c = w log2 (1+s/n) s/n: 訊雜比
例:通道頻寬w=3.1khz，s/n=2000，則
c = 3100*log2(1+2000) ≈ 34kbit/s
即該通道上的最大資料傳輸率不會大於34kbit/s
●奈奎斯公式和夏農公式的比較
△c = 2w log2m
資料傳輸率c隨訊號編碼級數增加而增加。
△c = w log2(1+s/n)
無論取樣頻率多高，訊號編碼分多少級，此公式給出了通道能達到的最高傳輸速率。
原因:雜訊的存在將使編碼級數不可能無限增加
5、資料編碼
●編碼與調製的區別
△用數碼訊號承載數字或模擬資料——編碼
△用模擬訊號承載數字或模擬資料——調製
●數字資料的數碼訊號編碼:把數字資料轉換成某種數字脈衝訊號常見的有兩類:不歸零碼和曼徹斯特編碼。
△不歸零碼(nrz，non-return to zero)二進位制數字0、1分別用兩種電平來表示，常常用-5v表示1，+5v表示0。缺點:存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器;不具備自同步機制，傳輸時必須使用外同步。
△曼徹斯特編碼(manchester code)用電壓的變化表示0和1，規定在每個碼元的中間發生跳變:高→低的跳變代表0，低→高的跳變代表1。每個碼元中間都要發生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步訊號。這種編碼也稱為自同步碼(self-synchronizing code)。缺點:需要雙倍的傳輸頻寬(即訊號速率是資料速率的2倍)。
△差分曼徹斯特編碼(differential ～)每個碼元的中間仍要發生跳變，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。
●數字資料的調製編碼，三種常用的調製技術:
△幅移鍵控ask (amplitude shift keying)
△頻移鍵控fsk (frequency shift keying)
△相移鍵控psk (phase shift keying)
基本原理
:用數碼訊號對載波的不同參量進行調製。
載波 s(t) = acos(ωt+ψ)
s(t)的參量包括: 幅度a、頻率ω、初相位ψ，調製就是要使a、ω或ψ隨數字基帶訊號的變化而變化。
△ask:用載波的兩個不同振幅表示0和1。
△fsk:用載波的兩個不同頻率表示0和1。
△psk:用載波的起始相位的變化表示0 和1。
●模擬資料的數碼訊號編碼
取樣定理:如果模擬訊號的最高頻率為f，若以2f的取樣頻率對其取樣，則取樣得到的離散訊號序列就能完整地恢復出原始訊號。
要轉換的模擬資料主要是**語音頻號，語音頻號要在數字線路上傳輸，必須將語音頻號轉換成數碼訊號。這需要經過三個步驟:
△取樣:按一定間隔對語音頻號進行取樣
△量化:對每個樣本捨入到量化級別上
△編碼:對每個捨入後的樣本進行編碼
編碼後的訊號稱為pcm訊號
計算機軟考網路工程師考試第三章資料通訊基礎（1）
資料通訊的主要技術指標 傳輸速率 s 1 t log2n t 訊號脈衝重複週期或單位脈衝寬度 n 乙個脈衝訊號代表的有效狀態數，是2的整數值 log2n 單位脈衝能表示的位元數 通道容量 表徵乙個通道傳輸資料的能力。單位 bps 通道容量的計算 無雜訊 c 2h 2hlog2n 奈奎斯特定理 h 通...
網路基礎 資料通訊過程
1.訪問 過程 建立tcp連線 二層交換機的工作 二層交換機，基於mac位址表進行資料 負責pc和閘道器的連通性，記錄了pc的mac，和閘道器的mac，分別對應什麼介面 根據mac位址表，進行資料 實現pc和閘道器的連通性。三層交換機的工作 做pc的閘道器，在svi介面配置上pc的閘道器ip 做pc...
網路基礎（1） 資料通訊基礎
資料和資料通訊的區別 資料通訊 兩台裝置之間 或者多台 通過線纜，無線等形式的傳輸介質進行資料交換的過程就是資料通訊 通訊方式基本分為三種 單工 半雙工 全雙工 單工 只能a到b，或者b到a 的傳輸 比如收音機，電台能傳送訊號，而收音機只能收到資料，並不能相互傳輸 半雙工 時間1，a能傳送給b，時間...