五大技术
2020-11-22 12:46:54 61 举报AI智能生成
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大纲/内容
五大技术
同步技术
位同步
外同步法
发送端在发送数据之前，先向接收端发出一串同步时钟，接收端按照这个时钟脉冲频率调整接收时序，并把接收时钟频率锁定在同步频率上，在接收数据时，直接使用同步频率的时钟作为外同步信号即可接收数据。
自同步法
在编码器进行编码信号传输系统中，从编码信号的码元中提取同步信号。
字符同步
同步制
无须任何附加位，但要求每组字符必须由一个或多个预先确定的同步字符开始。传输效率有所提高。
异步制
每个字符都按照独立的整体进行发送，一个字符的最后一位与下一字符的第一位之间所间隔的时间是不固定的
优点：
对线路的发送、接收设备要求较低，数据传输的可靠性较高
缺点：
传输效率不高，一般只用于低速通信（<=56Kbps）
帧同步
在字符正确同步的基础上，还必须将线路上的字符流划分成一定大小的具有格式的数据块，按块进行传输。能正确地识别出帧起始标志和帧结束标志就表示已经实现了帧的同步。
数据交换技术
电路交换
优点
数据传输可靠，传输延迟小，实时性强
缺点
传输效率低，在整个数据传输期间，传输信道一直被占用，这意味着这个传输通道所占用的线路资源不能用于其他传输
实现方式
空分交换方式
传统的模拟电话交换机
时分交换方式
数字式交换机
主要用于
电话通信网络、远程用户或移动用户连接企业局域网，或用作高速线路的备份
经历3个阶段
建立电路
数据传输
拆除电路
概念：在两个用户要进行通信时，首先要建立一条临时的专用线路，用户通信时独占这条临时线路，不与其他用户共享，直到通信一方释放这条专用线路
存储——转发
报文交换
没有建立和拆除电路所需的等待时间
线路利用率搞，不同用户的报文可共享节点间的通信线路
传输可靠性高
能够对报文进行差错检查
如果中间节点发现某条线路有故障，它可以选择其他转发路径
控制简单，没有报文的拆分和装配问题，易于实现
节点存储转发的时延较大，并且有时延抖动现象
实际应用中报文的大小变化很大，为存储报文的缓冲器的分配带来困难
一旦出错就需从头全部重发，影响传输效率且带来更大的时延
概念：以报文为单位进行存储交换的技术。
一个报文
报头
报文号
源地址
目的地址
正文
要发送的数据块
报尾
包含报文的校验信息
分组交换
概念：把要传输的报文拆分成若干个较小的数据块，以分组为单位按照与报文交换同样的方法进行传输。
优点：对中间节点存储容量要求不高，转发延时小，传输差错少以及容易进行差错处理等
缺点：增加了目的站点加工处理的时间和处理的复杂性
类型
数据报
优点：对短报文传输效率高、通信开销小等，对网络故障有较强的适应能力
缺点：分组传输时延较大，因网络堵塞容易丢失分组以及不能保证分组按序到达
子主题
特点：对各分组独立进行处理，而不考虑它与同一报文中其他分组的关联关系
虚电路
特点：两个端用户相互通信前必须建立一条逻辑连接，结束时需要有拆除虚电路的操作
实现方法：在建立虚电路时，虚电路路径上的所有交换机都会在内部路由表中登记该虚电路的编号和转发路径，并根据需要预留一些必需资源。交换机收到分组时，就会根据分组中的虚电路号查找路由表来决定转发路径，同时执行存储转发操作。
优点：能保证分组按序传输，提高网络的通信容量以及强化对网络的管理和控制
类型：
永久虚电路（PVC）
需要长期频繁交换信息的站点之间使用
交换虚电路（SVC）
间歇性的应用以及高度网状连接的网络
快速分组交换
帧中继
以帧为单位进行交换的技术
异步传输模式（ATM）
以信元为单位进行交换的技术
数据编码技术
数字数据的数字信号编码
不归零制编码
规则：低电平表示0 高电平表示1
1.难以决定一个数据位的结束和另一数据位的开始，需要有某种方法来使发送器和接收器进行定时或同步
2.如果连续传输1或0，那么在每位时间内将有积累的直流分量。使用变压器，并在数据通信设备和所处环境之间提供良好的绝缘和交流耦合是不可能的
3.直流分量可使连接点产生电蚀或其他损坏
曼彻斯特编码
规则：从高电平跳向低电平表示1，从低电平跳向高电平表示0
差分曼彻斯特编码
规则：每个位周期的开始边界有跳变代表0，无跳变则代表1
数字数据的调制编码
幅移键控法（ASK）
振幅为零的载波表示二进制数字“0”，用振幅不为零的载波表示二进制数字“1”
频移键控法（FSK）
用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制的值
相移键控法（PSK）
用相同的相位表示“0”，用相反的相位表示“1”
模拟数据的数字编码
采样定理
采样频率F=1/T，若满足F>=2Fmax，那么采样后的离散序列就能不失真地恢复出原始的模拟信号
PCM编码
采样
采样频率fs>=2fmax
量化
编码
2^n个量化级 需要用n位二进制编码表示
信道复用技术
频分复用（FDM）
发送方将每路信息以某种调制方式调制到不同频率的载波上，然后合并成一个信号送到信道上传输。接收方把接收到的信号送入带通滤波器，分理出各载波信号，这些载波信号经过解调，最后借助于低通滤波器将原始信息恢复出来。
特点：适合模拟信号传输
时分复用（TDM）
发送端将时间域划分为若干段等长的时分复用帧。每一个时分复用的用户在周期性的TDM帧中占用固定序号的时间片，当时间片轮到某路时，该路就将数据送入信道，时间片结束后就轮到下一路。
缺点：信道利用率低
统计时分复用（STDM）
优点：明显提高线路利用率
发送端使用STDM帧来传送复用的数据，每一个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。每个用户只要有数据要发送就可以随时发往集中器的输入缓存，然后集中器按顺序依次扫描输入缓存，将缓存中的输入数据放入STDM帧中。对于没有数据的缓存就跳过去当一个帧的数据放满了，就发送出去。
波分复用（WDM）
发送端使用波长复用器将输入的光信号复用在一根光纤上，复用后的信号经光纤介质传送到接收端，再分离出不同的波长，由不同的检测器将各自的光信号转换成电信号，或者直接获取各自的波长信号，中继到其他的WDM线路上
码分多址访问（CDMA）
直接序列CDMA
跳频CDMA
广泛使用在民用的移动通信和无线局域网中。采用CDMA可提高通信的质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信的影响，增大系统的通信容量。
差错控制技术
差错起因
热噪声引起的随机错误
由电子的热运动产生，信噪比越高热噪声引起的差错就越少
特点：随机性
冲击噪声引起的突发错误
冲击噪声源是外界的电磁干扰
特点： 冲击噪声持续时间短，幅度大，引起一个位串出错
差错控制方法
自动请求重发（ARQ）
接收方的译码器只检测有无误码，有则利用反向信道要求发送方重发出错的信息
前向纠错（FEC）
接收方检测到接受的数据帧有错后，通过一定的运算确定差错位的具体位置并自动加以纠正
混合方式
停-等
发送方每发完一个数据报文必须等接收方确认后才能发送下一个
全部重发Go-back-N
发送方连续发送多个数据报文。若前面某个数据报文出错，从该数据报文以后的所有数据报文都需重发
选择重传
发送方可连续发送多个数据报文。若前面某个数据报文出错，只需重发该出错的数据报文
常见的检错码
奇偶校验码
第8位比特作为垂直奇偶校验位，每一行最右边1位作为水平奇偶校验位
循环冗余编码（CRC）
校验和
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