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DSSS在計算機網路中的意思

發布時間: 2023-03-05 14:24:54

① 無線通信網路如何分類

無線根據國際上所採用的通信技術種類可將無線感測器網路劃分為無線廣域網(WWAN)、無線城域網(WMAN)、無線區域網(WLAN)、無線個域網(WPAN)、低速率無線個域網(LR-WPAN)。以下是對各類網路各自常見和常用的通信技術進行簡單介紹。
1、無線區域網(WLAN)
無線區域網是指以無線電波、紅外線等無線媒介來代替目前有線區域網中的傳輸媒介(比如電纜)而構成的網路。無線區域網內使用的通信技術覆蓋范圍一般為半徑100m左右,也就是說差不多幾個房間或小公司的辦公室。當然實際的覆蓋范圍受很多因素影響,比如通信區域中的高大障礙物。
2、IEEE
802.11系列標準是IEEE制訂的無線區域網標准,主要對網路的物理層和媒質訪問控制層進行規定,其中重點是對媒質訪問控制層的規定。目前該系列的標准有:IEEE802.11、IEEE
。802.11b、IEEE
802.11a、IEEE
802.11g、IEEE
802.11d、IEEE
802.11e、IEEE802.11f、IEEE
802.11h、IEEE
802.11i、IEEE
802.11j等,其中每個標准都有其自身的優勢和缺點。
3、WIFI
Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術。Wi-Fi是一個無線網路通信技術的品牌,由Wi-Fi聯盟(Wi-Fi
Alliance)所持有。目的是改善基於IEEE
802.11標準的無線網路產品之間的互通性。現時一般人會把Wi-Fi及IEEE
802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同於無線網際網路。
4、IEEE
802.11g
IEEE
802.11g是對IEEE
802.11b的一種高速物理層擴展,它也工作於2.4GHz頻帶,物理層採用直接序列擴頻(DSSS)技術,而且它採用了OFDM技術,使無線網路傳輸速率最高可達54Mbps,並且與IEEE802.11b完全兼容。IEEE802.11g和IEEE802.11a的設計方式幾乎是一樣的。

計算機網路-物理層-碼分復用技術

碼分復用CDM(Code Division Multiplexing)是另一種共享信道的方法。實際上,人們更常用的名詞是碼分多址CDMA(Code Division Multiple Access) 。每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。由於各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型,因此各用戶之間不會造成干擾。碼分復用最初用於軍事通信,因為這種系統發送的信號有很強的抗干擾能力,其頻譜類似於白雜訊,不易被敵人發現。現在已廣泛使用在民用的移動通信中,特別是在無線區域網中。採用CDMA可提高通信的話音質量和數據傳輸的可靠性,減少干擾對通信的影響,增大通信系統的容量(是使用全球移動通信系統GSM的4-5倍),降低手機的平均發射功率,等等。

在CDMA中,每一個比特時間再劃分為m個短的間隔,稱為碼片(chip) 。通常m的值是64或128。在下面的原理性說明中,為了畫圖簡單起見,我們設m為8。

使用CDMA的每一個站林指派一個唯一的mbit碼片序列(chip sequence)。一個站如果要發送比特1,則發送它自己的m bit碼片序列;如果要發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼。 例如,指派給S站的8bit碼片序列是00011011。當S發送比特1時,它就發送序列00011011,而當S發送比特0時,就發送11100100。為了方便,我們按慣例將碼片中的0寫為-1,將1寫為+1。因此S站的碼片序列是(-1-1-1+1+1-1+1+1)。

「現假定S站要發送信息的數據率為b bit/s。由於每一個比特要轉換成m個比特的碼片,因此S站實際上發送的數據率提高到mb bit/s,同時S站所佔用的頻帶寬度也提高到原來數值的m倍。這種通信方式是 擴頻 (spread spectrum)通信中的一種。擴頻通信通常有兩大類。一種是 直接序列擴DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) ,如上面講的使用碼片序列就是這一類。另一種是 跳頻擴頻FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) 。」

1) 每一個站分配的碼片序列 必須 各不相同

2) 任意兩站的碼片序列 還必須互相正交(orthogonal) 。 在實用的系統中是使用偽隨機碼序列。

用數學公式可以很清楚地表示碼片序列的這種正交關系。令向量S表示站S的碼片向量,再令T表示其他任何站的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交,就是向量S和T的碼片序列的規格化內積(inner proct)都是0 :

例如,向量S為(-1-1-1+1+1-1+1+1),同時設向量T為(-1-1+1-1+1+1+1-1),這相當於T站的碼片序列為00101110,將向量S和T的各分量值代入 (1) 式就可看出這兩個碼片序列是正交的。

3) 一個站點與各站碼片反碼的向量的內積正交(等於0)。 上例中,向量S和T碼片反碼的向量的內積也是0。

4) 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規格化內積都是1。

5) 一個碼片向量和該碼片反碼的向量的規格化內積值是 -1。

現假定有一個X站要接收S站發送的數據。X站必須知道S站所特有的碼片序列:X站使用它得到的碼片向量S與接收到的未知信號進行求內積的運算。X站接收到的信號是各個站發送的碼片序列之和。根據上面的公式(1)和(2),再根據疊加原理(假定各種信號經過信道到達接收端是疊加的關系),那麼求內積得到的結果是:所有其他站的信號都被過濾掉(其內積的相關項都是0),而只剩下S站發送的信號。當S站發送比特1時,在X站計算內積的結果是+1,當S站發送比特0時,內積的結果是-1。

設S站要發送的數據是1 1 0三個碼元,再設CDMA將每一個瑪元擴展為8個碼片,而S站選擇的碼片序列為(-1-1-1+1+1-1+1+1),S站發送的擴頻信號為Sx。我們應當注意到,S站發送的擴領信號Sx.中,只包含互為反碼(發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼)的兩種碼片序列。T站選擇的碼片序列為(-1-1+1-1+1+1+1-1),T站也發送1 1 0三個碼元,而T站的擴頻信號為Tx。因所有的站都使用相同的頻率,因此每一個站都能夠收到所有的站發送的擴須信號。對於我們的例子,所有的站收到的都是疊加的信號Sx+Tx。

當接收站打算收 S 站發送的信號時,就用S站的碼片序列與收到的信號求規格化內積。這相當於分別計算S*Sx 和 T*Tx,顯然,S*Sx就是S站發送的數據比特,因為在計算規格化內積時,按(2) (3)式相加的各項,或者都是+1,或者都是-1:而S*Tx,一定是零,因為相加的8項中的+1和-1各佔一半,因此總和一定是零。

已知S,T,R×(接收到的擴頻信號),求S發,T發

頻分復用:不同用戶,相同時間,不同頻率,適用於電磁信號傳輸 。

時分復用:不同用戶,不同時間,相同頻率,適用於電磁信號傳輸,時分復用相比頻分復用則更有利於數字信號的傳輸 。

波分復用:不同用戶,相同時間,不同波長,適用於光波傳輸 。

碼分復用:不同用戶,相同時間,相同頻率,適用於移動通信中,特別是在無線區域網中。

③ 計算機網路——2.物理層

確定與傳輸媒體的 介面 的一些特性,解決在各種傳輸媒體上傳輸 比特流 的問題
1.機械特性 :介面的形狀尺寸大小。
2.電氣特性 :在介面電纜上的各條線的電壓范圍。
3.功能特性 :在某一條線上出現的某個電平電壓表示的意義。
4.過程特性 :對於不同功能的各種可能事件的出現順序。
傳輸媒體主要可以分為 導引型傳輸媒體 非導引型傳輸媒體
導引型傳輸媒體 :信號沿著固體媒體(銅線或光纖,雙絞線)進行傳輸, 有線傳輸
非導引型傳輸媒體 :信號在自由空間傳輸,常為 無線傳輸

數據通信系統:包括 源系統 (發送方), 傳輸系統 (傳輸網路), 目的系統 (接收方)。
一般來說源系統發出的信號(數字比特流)不適合直接在傳輸系統上直接傳輸,需要轉化(模擬信號)。
調制 :數字比特流-模擬信號
解調 :模擬信號-數字比特流

數據 ——運送消息的實體。
信號 ——數據的電氣化或電磁化的表現。
模擬信號 ——代表消息的參數的取值是 連續 的。
數字信號 ——代表消息的參數的取值是 離散 的。
碼元 ——在使用時間域代表不同離散值的基本波形。

信道 :表示向某一個方向傳送信息的媒體。
單向通信(單工通信) :只有一個方向的通信,不能反方向。
雙向交替通信(半雙工通信) :能兩個方向通信,但是不能同時。
雙向同時通信(全雙工通信) :能同時在兩個方向進行通信。
基帶信號 :來自信源的信號(源系統發送的比特流)。

基帶調制 :對基帶信號的波形進行變換,使之適應信道。調制後的信號仍是基帶信號。基帶調制的過程叫做 編碼
帶通調制 :使用載波進行調制,把基帶信號的頻率調高,並轉換為模擬信號。調制後的信號是 帶通信號

1.歸零制 :兩個相鄰信號中間信號記錄電流要恢復到 零電平 正脈沖表示1,負脈沖表示0 。在歸零制中,相鄰兩個信號之間這段磁層未被磁化,因此在寫入信息之前必須去磁。
2.不歸零制 正電平代表1,負電平代表0 ,不用恢復到零電平。難以分辨開始和結束,連續記錄0或者1時必須要有時鍾同步,容易出現直流分量出錯。
3.曼徹斯特編碼 :在每一位中間都有一個跳變。 低->高表示0,高->低表示1
4.差分曼徹斯特編碼 :在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,沒有跳變代表1。 位中間的跳變代表時鍾,位前跳變代表數據

調幅( AM ):載波的 振幅 隨著基帶數字信號而變化。
調頻( FM ):載波的 頻率 隨著基帶數字信號而變化。
調相( PM ):載波的 初始相位 隨著基帶數字信號而變化。

失真 :發送方的數據和接收方的數據並不完全一樣。
限制碼元在信道上的傳輸速率的因素:信道能夠通過的 頻率范圍 信噪比

碼間串擾 :由於系統特性,導致前後碼元的波形畸變。
理想低通信號的最高碼元傳輸速率為 2W ,單位是波特,W是理想低通信道的 帶寬 ,理想帶通特性信道的最高碼元傳輸速率為W。
信噪比 :信號的平均功率與雜訊的平均功率的比值,單位是 dB 值=10log10(S/N)
信噪比對信道的 極限 信息傳輸速率的影響:速率 C=Wlog2(1+S/N)——香農公式 ,單位為 bit/s
信噪比越大,極限傳輸速率越高。實際速率比極限速率低不少。還可以用編碼的方式來提高速率(讓一個碼元攜帶更多的比特量)。

所謂 復用 就是一種將若干個彼此獨立的信號合並成一個可以在 同一信道 上同時傳輸的 復合信號 的方法。
比如,傳輸的語音信號的頻譜一般在300~3400Hz內,為了使若干個這種信號能在 同一信道(相當於共享信道,能夠降低成本,提高利用率) 上傳輸,可以把它們的頻譜調制到不同的頻段,合並在一起而不致相互影響,並能在接收端彼此分離開來( 分用 )。
信道復用技術就是將一個物理信道按照一定的機制劃分多個互不幹擾互不影響的邏輯信道。信道復用技術可分為以下幾種: 頻分復用,時分復用和統計時分復用,波分復用,碼分復用

1.頻分復用技術FDM(也叫做頻分多路復用技術): 條件是傳送的信號的帶寬是有限的,而 信道的帶寬要遠遠大於信號的帶寬 ,然後採用 不同頻率 進行調制的方法,是各個信號在信道上錯開。頻分復用的各路信號是在 時間 上重疊而在 頻譜 上不重疊的信號。將整個帶寬分為多份,用戶分配一定的帶寬後通信過程 自始至終都佔用 這個頻帶。另外,為保證各個子信道傳輸不受干擾,可以設立 隔離帶
2.時分復用技術TDM:採用同一物理連接的不同時段來傳輸不同的信號。 也就是在信道帶寬上劃分出幾個子信道後,A用戶在某一段時間使用子信道1,用完之後將子信道1釋放讓給用戶B使用,以此類推。將整個信道傳輸時間劃分成若干個時間片(時隙),這些時間片叫做 時分復用幀 。每一個時分用戶在每一個TDM幀中佔用 固定時序 的時隙。

4.波分復用技術WDM: 將兩種或多種不同波長的光載波信號在發送端經過 復用器匯合 在一起,並耦合到光線路的 同一根光纖 中進行傳輸,在接收端經過 分波器 將各種波長的光載波分離進行 恢復 。整個過程類似於頻分復用技術的共享信道。波分復用其實就是光的頻分復用。

1.比特時間,碼片
1比特時間就是發送 1比特 需要的時間,如數據率是10Mb/s,則100比特時間就等於10微秒。
每一個比特時間劃分為m個短的間隔,稱為碼片。每個站被指派一個唯一的m bit 的碼片序列(例如S站的8 bit 碼片序列是00011011)。
如果發送 比特1 ,則發送自己的m bit 碼片序列。如果發送 比特0 ,則發送該碼片序列的二進制反碼。
S站的碼片序列:(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1) -1代表0,+1代表1
用戶發送的信號先受 基帶數字信號 的調試,又受 地址碼 的調試。就比如數據發送後受到基帶數字信號的調試之後變為10,然後又受到地址碼的調試後1就變為了00011011(上面的S站碼片序列),0就變成了11100100。
由於每個比特要轉換成m個比特的碼片序列,因此原本S站的數據率b bit/s要提高到mb bit/s,同時S站所佔用的頻帶寬度也提高到原本數值的m倍。這種方式是擴頻通信中的一種。
擴頻通信通常有兩大類:直接序列擴頻DSSS(上述方式);跳頻擴頻FHSS。
2.碼分多址(CDMA)
CDMA的重要特點 :每個站分配的碼片序列不僅必須 各不相同 ,並且還必須 相互正交 。在實用系統中使用的是 偽隨機碼序列
碼片的互相 正交 的關系:令向量S表示站S的碼片向量,令T表示其他任何站的碼片向量。兩個不同站的碼片序列正交,就是向量S和T的 規格化內積 等於0。

即S T=(S1 T1+S2 T2+......Sm Tm)/m(其實就相當於 兩個向量垂直 ,/m對結果其實也沒多大關系)
推論 1. 一個碼片向量和另一碼片反碼的向量的規格化內積值為0(如果ST=0,那麼ST'也=0)
2. 任何一個碼片向量和該碼片向量自己的規格化內積都是1,即S S=1
3. 一個碼片向量和該碼片向量的規格化內積值是-1,即S
S'=-1
CDMA的工作原理:
用一個列子來說明,假設S站的碼片序列為(-1,-1,-1,+1,+1,-1,+1,+1),S站的擴頻信號為Sx,即若數據比特=1那麼S站發送的是碼片序列本身Sx=S,若數據比特=0那麼S站發送的是碼片序列的反碼Sx=S』。T站的碼片序列為(-1,-1,+1,-1,+1,+1,+1,-1),T站的擴頻信號為Tx。因為所有的站都使用相同的頻率,因此每一個站都能夠收到所有的站發送的擴頻信號。所有的站收到的都是疊加的信號 Sx+Tx
當接收站打算收S站發送的信號時,就用S站的碼片序列與收到的信號求規格化內積,即S (Sx+Tx)=S Sx+S Tx。前者等於+1或0,後者一定等於0,具體看下面(參考上面的 CDMA的工作原理 ):
當數據比特=1時,Sx=S,那麼S
Sx=S S=1;同理 ,當數據比特=0時,Sx=S』,那麼S Sx=S S』=0
當數據比特=1時,Tx=S,那麼S
Tx=S T=0(參考上面 碼片序列的正交關系 );同理 ,當數據比特=0時,Sx=S』,那麼S Tx=S*T』=0

④ 直接序列擴頻是如何實現通信的,它具有哪些特點

一、接序列擴頻通信原理

直接序列擴頻(DSSS),(Direct seqcuence spread
spectrdm)是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列採用各種調制方式在發端與擴展信號的頻譜,而在收端,用相同的擴頻碼序去進行解碼,把擴展寬的擴頻信號還原成原始的信息。它是一種數字調制方法,具體說,就是將信源與一定的PN碼(偽雜訊碼)進行摸二加。例如說在發射端將"1"用11000100110,而將"0"用00110010110去代替,這個過程就實現了擴頻,而在接收機處只要把收到的序列是11000100110就恢復成"1"是00110010110就恢復成"0",這就是解擴。這樣信源速率就被提高了11倍,同時也使處理增益達到10dB以上,從而有效地提高了整機倍噪比。

直接序列擴頻的優點:

直擴系統射頻帶寬很寬。小部分頻譜衰落不會使信號頻譜嚴重衰落

多徑干擾是由於電波傳播過程中遇到各種反射體(高山,建築物)引起,使接受端接受信號產生失真,導致碼間串擾,引起噪音增加。而直擴系統可以利用這些干擾能量提高系統的性能。

直擴系統除了一般通信系統所要求的同步以外,還必須完成偽隨機碼的同步,以便接受機用此同步後的偽隨機碼去對接受信號進行相關解擴。直擴系統隨著偽隨機碼字的加長,要求的同步精度也就高,因而同步時間就長。

直擴和跳頻系統都有很強的保密性能。對於直擴系統而言,射頻帶寬很寬,譜密度很低,甚至淹沒在噪音中,就很難檢查到信號的存在。由於直擴信號的頻譜密度很低,直擴系統對其它系統的影響就很小。

直擴系統一般採用相干解調解擴,其調制方式多採用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等調制方式。而跳頻方式由於頻率不斷變化、頻率的駐留時間內都要完成一次載波同步,隨著跳頻頻率的增加,要求的同步時間就越短。因此跳頻多採用非相干解調,採用的解調方式多為FSK或ASK,從性能上看,直擴系統利用了頻率和相位的信息,性能優於跳頻。

二、直接序列擴頻通信技術特點:

直接序列擴頻(Direct Sequence Spread
Spectrum)系統是將要發送的信息用偽隨機碼(PN碼)擴展到一個很寬的頻帶上去,在接收端,用與發端擴展用的相同的偽隨機碼對接收到的擴頻信號進行相關處理,恢復出發送的信息。

直接序列擴頻通信開始出現於第二次世界大戰,是美軍重要的無線保密通信技術。現在直擴技術被廣泛應用於包括計算機無線網等許多領域。

抗干擾性強

抗干擾是擴頻通信主要特性之一,比如信號擴頻寬度為100倍,窄帶干擾基本上不起作用,而寬頻干擾的強度降低了100倍,如要保持原干擾強度,則需加大100倍總功率,這實質上是難以實現的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關解擴處理才能得到,所以即使以同類型信號進行干擾,在不知道信號的擴頻碼的情況下,由於不同擴頻編碼之間的不同的相關性,干擾也不起作用。正因為擴頻技術抗干擾性強,美國軍方在海灣戰爭等處廣泛採用擴頻技術的無線網橋來連接分布在不同區域的計算機網路。

隱蔽性好

因為信號在很寬的頻帶上被擴展,單位帶寬上的功率很小,即信號功率譜密度很低,信號淹沒在白雜訊之中,別人難以發現信號的存在,加之不知擴頻編碼,很難拾取有用信號,而極低的功率譜密度,也很少對於其他電訊設備構成干擾。

易於實現碼分多址(CDMA)

直擴通信佔用寬頻頻譜資源通信,改善了抗干擾能力,是否浪費了頻段?其實正相反,擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由於直擴通信要用擴頻編碼進行擴頻調制發送,而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關解擴才能得到,這就給頻率復用和多址通信提供了基礎。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關特性,分配給不同用戶不同的擴頻編碼,就可以區別不同的用戶的信號,眾多用戶,只要配對使用自己的擴頻編碼,就可以互不幹擾地同時使用同一頻率通信,從而實現了頻率復用,使擁擠的頻譜得到充分利用。發送者可用不同的擴頻編碼,分別向不同的接收者發送數據;同樣,接收者用不同的擴頻編碼,就可以收到不同的發送者送來的數據,實現了多址通信。美國國家航天管理局(NASA)的技術報告指出:採用擴頻通信提高了頻譜利用率。另外,擴頻碼分多址還易於解決隨時增加新用戶的問題。

抗多徑干擾

無線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問題,利用擴頻編碼之間的相關特性,在接收端可以用相關技術從多徑信號中提取分離出最強的有用信號,也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強,從而達到有效的抗多徑干擾。

直擴通信速率高

直擴通信速率可達
2M,8M,11M,無須申請頻率資源,建網簡單,網路性能好。

⑤ 【山外筆記-計算機網路·第7版】第02章:物理層

[學習筆記]第02章_物理層-列印版.pdf

本章最重要的內容是:

(1)物理層的任務。

(2)幾種常用的信道復用技術。

(3)幾種常用的寬頻接入技術,主要是ADSL和FTTx。

1、物理層簡介

(1)物理層在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流,而不是指具體的傳輸媒體。

(2)物理層的作用是盡可能地屏蔽掉傳輸媒體和通信手段的差異。

(3)用於物理層的協議常稱為物理層規程(procere),其實物理層規程就是物理層協議。

2、物理層的主要任務 :確定與傳輸媒體的介面有關的一些特性。

(1)機械特性:指明介面所用接線器的形狀和尺寸、引腳數目和排列、固定和鎖定裝置等。

(2)電氣特性:指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。

(3)功能特性:指明某條線上出現的某一電平的電壓的意義。

(4)過程特性:指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

3、物理層要完成傳輸方式的轉換。

(1)數據在計算機內部多採用並行傳輸方式。

(2)數據在通信線路(傳輸媒體)上的傳輸方式一般都是串列傳輸,即逐個比特按照時間順序傳輸。

(3)物理連接的方式:點對點、多點連接或廣播連接。

(4)傳輸媒體的種類:架空明線、雙絞線、對稱電纜、同軸電纜、光纜,以及各種波段的無線信道等。

1、數據通信系統的組成

一個數據通信系統可劃分為源系統(或發送端、發送方)、傳輸系統(或傳輸網路)和目的系統(或接收端、接收方)三大部分。

(1)源系統:一般包括以下兩個部分:

(2)目的系統:一般也包括以下兩個部分:

(3)傳輸系統:可以是簡單的傳輸線,也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。

2、通信常用術語

(1)通信的目的是傳送消息(message),數據(data)是運送消息的實體。

(2)數據是使用特定方式表示的信息,通常是有意義的符號序列。

(3)信息的表示可用計算機或其他機器(或人)處理或產生。

(4)信號(signal)則是數據的電氣或電磁的表現。

3、信號的分類 :根據信號中代表消息的參數的取值方式不同

(1)模擬信號/連續信號:代表消息的參數的取值是連續的。

(2)數字信號/離散信號:代表消息的參數的取值是離散的。

1、信道

(1)信道一般都是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。

(2)一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

(3)單向通信只需要一條信道,而雙向交替通信或雙向同時通信則都需要兩條信道(每個方向各一條)。

2、通信的基本方式

(1)單向通信又稱為單工通信,只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。如無線電廣播、有線電廣播、電視廣播。

(2)雙向交替通信又稱為半雙工通信,即通信的雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送/接收。

(3)雙向同時通信又稱為全雙工通信,即通信的雙方可以同時發送和接收信息。

3、調制 (molation)

(1)基帶信號:來自信源的信號,即基本頻帶信號。許多信道不能傳輸基帶信號,必須對其進行調制。

(2)調制的分類

4、基帶調制常用的編碼方式 (如圖2-2)

(1)不歸零制:正電平代表1,負電平代表0。

(2)歸零制:正脈沖代表1,負脈沖代表0。

(3)曼徹斯特:編碼位周期中心的向上跳變代表0,位周期中心的向下跳變代表1。也可反過來定義。

(4)差分曼徹斯特:編碼在每一位的中心處始終都有跳變。位開始邊界有跳變代表0,而位開始邊界沒有跳變代表1。

5、帶通調制的基本方法

(1)調幅(AM)即載波的振幅隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於無載波或有載波輸出。

(2)調頻(FM)即載波的頻率隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於頻率f1或f2。

(3)調相(PM)即載波的初始相位隨基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於相位0度或180度。

(4)多元制的振幅相位混合調制方法:正交振幅調制QAM(Quadrature Amplitude Molation)。

1、信號失真

(1)信號在信道上傳輸時會不可避免地產生失真,但在接收端只要從失真的波形中能夠識別並恢復出原來的碼元信號,那麼這種失真對通信質量就沒有影響。

(2)碼元傳輸的速率越高,或信號傳輸的距離越遠,或雜訊干擾越大,或傳輸媒體質量越差,在接收端的波形的失真就越嚴重。

2、限制碼元在信道上的傳輸速率的因素

(1)信道能夠通過的頻率范圍

(2)信噪比

3、香農公式 (Shannon)

(1)香農公式(Shannon):C = W*log2(1+S/N) (bit/s)

(2)香農公式表明:信道的帶寬或信道中的信噪比越大,信息的極限傳輸速率就越高。

(3)香農公式指出了信息傳輸速率的上限。

(4)香農公式的意義:只要信息傳輸速率低於信道的極限信息傳輸速率,就一定存在某種辦法來實現無差錯的傳輸。

(5)在實際信道上能夠達到的信息傳輸速率要比香農的極限傳輸速率低不少,是因為香農公式的推導過程中並未考慮如各種脈沖干擾和在傳輸中產生的失真等信號損傷。

1、傳輸媒體

傳輸媒體也稱為傳輸介質或傳輸媒介,是數據傳輸系統中在發送器和接收器之間的物理通路。

2、傳輸媒體的分類

(1)導引型傳輸媒體:電磁波被導引沿著固體媒體(雙絞線、同軸電纜或光纖)傳播。

(2)非導引型傳輸媒體:是指自由空間,電磁波的傳輸常稱為無線傳輸。

1、雙絞線

(1)雙絞線也稱為雙扭線, 即把兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起,然後用規則的方法絞合(twist)起來。絞合可減少對相鄰導線的電磁干擾。

(2)電纜:通常由一定數量的雙絞線捆成,在其外麵包上護套。

(3)屏蔽雙絞線STP(Shielded Twisted Pair):在雙絞線的外面再加上一層用金屬絲編織成的屏蔽層,提高了雙絞線抗電磁干擾的能力。價格比無屏蔽雙絞線UTP(Unshielded Twisted Pair)要貴一些。

(4)模擬傳輸和數字傳輸都可以使用雙絞線,其通信距離一般為幾到十幾公里。

(5)雙絞線布線標准

(6)雙絞線的使用

2、同軸電纜

(1)同軸電纜由內導體銅質芯線(單股實心線或多股絞合線)、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層(也可以是單股的)以及保護塑料外層所組成。

(2)由於外導體屏蔽層的作用,同軸電纜具有很好的抗干擾特性,被廣泛用於傳輸較高速率的數據。

(3)同軸電纜主要用在有線電視網的居民小區中。

(4)同軸電纜的帶寬取決於電纜的質量。目前高質量的同軸電纜的帶寬已接近1GHz。

3、光纜

(1)光纖通信就是利用光導纖維(簡稱光纖)傳遞光脈沖來進行通信。有光脈沖為1,沒有光脈沖為0。

(2)光纖是光纖通信的傳輸媒體。

(3)多模光纖:可以存在多條不同角度入射的光線在一條光纖中傳輸。光脈沖在多模光纖中傳輸時會逐漸展寬,造成失真,多模光纖只適合於近距離傳輸。

(4)單模光纖:若光纖的直徑減小到只有一個光的波長,則光纖就像一根波導那樣,可使光線一直向前傳播,而不會產生多次反射。單模光纖的纖芯很細,其直徑只有幾個微米,製造起來成本較高。

(5)光纖通信中常用的三個波段中心:850nm,1300nm和1550nm。

(6)光纜:一根光纜少則只有一根光纖,多則可包括數十至數百根光纖,再加上加強芯和填充物,必要時還可放入遠供電源線,最後加上包帶層和外護套。

(7)光纖的優點

1、無線傳輸

(1)無線傳輸是利用無線信道進行信息的傳輸,可使用的頻段很廣。

(2)LF,MF和HF分別是低頻(30kHz-300kHz)、中頻(300kHz-3MH z)和高頻(3MHz-30MHz)。

(3)V,U,S和E分別是甚高頻(30MHz-300MHz)、特高頻(300MHz-3GHz)、超高頻(3GHz-30GHz)和極高頻(30GHz-300GHz),最高的一個頻段中的T是Tremendously。

2、短波通信: 即高頻通信,主要是靠電離層的反射傳播到地面上很遠的地方,通信質量較差。

3、無線電微波通信

(1)微波的頻率范圍為300M Hz-300GHz(波長1m-1mm),但主要使用2~40GHz的頻率范圍。

(2)微波在空間中直線傳播,會穿透電離層而進入宇宙空間,傳播距離受到限制,一般只有50km左右。

(3)傳統的微波通信主要有兩種方式,即地面微波接力通信和衛星通信。

(4)微波接力通信:在一條微波通信信道的兩個終端之間建立若干個中繼站,中繼站把前一站送來的信號經過放大後再發送到下一站,故稱為「接力」,可傳輸電話、電報、圖像、數據等信息。

(5)衛星通信:利用高空的人造同步地球衛星作為中繼器的一種微波接力通信。

(6)無線區域網使用ISM無線電頻段中的2.4GHz和5.8GHz頻段。

(7)紅外通信、激光通信也使用非導引型媒體,可用於近距離的筆記本電腦相互傳送數據。

1、復用(multiplexing)技術原理

(1)在發送端使用一個復用器,就可以使用一個共享信道進行通信。

(2)在接收端再使用分用器,把合起來傳輸的信息分別送到相應的終點。

(3)復用器和分用器總是成對使用,在復用器和分用器之間是用戶共享的高速信道。

(4)分用器(demultiplexer)的作用:把高速信道傳送過來的數據進行分用,分別送交到相應的用戶。

2、最基本的復用

(1)頻分復用FDM(Frequency Division Multiplexing)

(2)時分復用TDM(Time Division Multiplexing):

3、統計時分復用STDM (Statistic TDM)

(1)統計時分復用STDM是一種改進的時分復用,能明顯地提高信道的利用率。

(2)集中器(concentrator):將多個用戶的數據集中起來通過高速線路發送到一個遠地計算機。

(3)統計時分復用使用STDM幀來傳送數據,每一個STDM幀中的時隙數小於連接在集中器上的用戶數。

(4)STDM幀不是固定分配時隙,而是按需動態地分配時隙,提高了線路的利用率。

(5)統計復用又稱為非同步時分復用,而普通的時分復用稱為同步時分復用。

(6)STDM幀中每個時隙必須有用戶的地址信息,這是統計時分復用必須要有的和不可避免的一些開銷。

(7)TDM幀和STDM幀都是在物理層傳送的比特流中所劃分的幀。和數據鏈路層的幀是完全不同的概念。

(8)使用統計時分復用的集中器也叫做智能復用器,能提供對整個報文的存儲轉發能力,通過排隊方式使各用戶更合理地共享信道。此外,許多集中器還可能具有路由選擇、數據壓縮、前向糾錯等功能。

1、波分復用WDM (Wavelength Division Multiplexing)

波分復用WDM是光的頻分復用,在一根光纖上用波長來復用兩路光載波信號。

2、密集波分復用DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)

密集波分復用DWDM是在一根光纖上復用幾十路或更多路數的光載波信號。

1、碼分復用CDM (Code Division Multiplexing)

(1)每一個用戶可以在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。

(2)各用戶使用經過特殊挑選的不同碼型,因此各用戶之間不會造成干擾。

(3)碼分復用最初用於軍事通信,現已廣泛用於民用的移動通信中,特別是在無線區域網中。

2、碼分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。

(1)在CDMA中,每一個比特時間再劃分為m個短的間隔,稱為碼片(chip)。通常m的值是64或128。

(2)使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列(chip sequence)。

(3)一個站如果發送比特1,則發送m bit碼片序列。如果發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼。

(4)發送信息的每一個比特要轉換成m個比特的碼片,這種通信方式是擴頻通信中的直接序列擴頻DSSS。

(5)CDMA系統給每一個站分配的碼片序列必須各不相同,並且還互相正交(orthogonal)。

(6)CDMA的工作原理:現假定有一個X站要接收S站發送的數據。

(7)擴頻通信(spread spectrum)分為直接序列擴頻DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)和跳頻擴頻FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)兩大類。

早起電話機用戶使用雙絞線電纜。長途干線採用的是頻分復用FDM的模擬傳輸方式,現在大都採用時分復用PCM的數字傳輸方式。現代電信網,在數字化的同時,光纖開始成為長途干線最主要的傳輸媒體。

1、早期的數字傳輸系統最主要的缺點:

(1)速率標准不統一。互不兼容的國際標准使國際范圍的基於光纖的高速數據傳輸就很難實現。

(2)不是同步傳輸。為了節約經費,各國的數字網主要採用准同步方式。

2、數字傳輸標准

(1)同步光纖網SONET(Synchronous Optical Network)

(2)同步數字系列SDH(Synchronous Digital Hierarchy)

(3)SDH/SONET定義了標准光信號,規定了波長為1310nm和1550nm的激光源。在物理層定義了幀結構。

(4)SDH/SONET標準的制定,使北美、日本和歐洲三種不同的數字傳輸體制在STM-1等級上獲得了統一,第一次真正實現了數字傳輸體制上的世界性標准。

互聯網的發展初期,用戶利用電話的用戶線通過數據機連接到ISP,速率最高只能達到56kbit/s。

從寬頻接入的媒體來看,寬頻接入技術可以分為有線寬頻接入和無線寬頻接入兩大類。

1、非對稱數字用戶線ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

(1)ADSL技術是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬頻數字業務。

(2)ADSL技術把0-4kHz低端頻譜留給傳統電話使用,把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。

(3)ADSL的ITU的標準是G.992.1(或稱G.dmt,表示它使用DMT技術)。

(4)「非對稱」是指ADSL的下行(從ISP到用戶)帶寬都遠遠大於上行(從用戶到ISP)帶寬。

(5)ADSL的傳輸距離取決於數據率和用戶線的線徑(用戶線越細,信號傳輸時的衰減就越大)。

(6)ADSL所能得到的最高數據傳輸速率還與實際的用戶線上的信噪比密切相關。

2、ADSL數據機的實現方案 :離散多音調DMT(Discrete Multi-Tone)調制技術

(1)ADSL在用戶線(銅線)的兩端各安裝一個ADSL數據機。

(2)「多音調」就是「多載波」或「多子信道」的意思。

(3)DMT調制技術採用頻分復用的方法,把40kHz-1.1MHz的高端頻譜劃分為許多子信道。

(4)當ADSL啟動時,用戶線兩端的ADSL數據機就測試可用的頻率、各子信道受到的干擾情況,以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。

(5)ADSL能夠選擇合適的調制方案以獲得盡可能高的數據率,但不能保證固定的數據率。

3、數字用戶線接入復用器DSLAM (DSL Access Multiplexer)

(1)數字用戶線接入復用器包括許多ADSL數據機。

(2)ADSL數據機又稱為接入端接單元ATU(Access Termination Unit)。

(3)ADSL數據機必須成對使用,因此把在電話端局記為ATU-C,用戶家中記為ATU-R。

(4)ADSL最大的好處就是可以利用現有電話網中的用戶線(銅線),而不需要重新布線。

(5)ADSL數據機有兩個插口:

(6)一個DSLAM可支持多達500-1000個用戶。

4、第二代ADSL

(1)ITU-T已頒布了G系列標准,被稱為第二代ADSL,ADSL2。

(1)第二代ADSL通過提高調制效率得到了更高的數據率。

(2)第二代ADSL採用了無縫速率自適應技術SRA(Seamless Rate Adaptation),可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下,根據線路的實時狀況,自適應地調整數據率。

(3)第二代ADSL改善了線路質量評測和故障定位功能。

5、ADSL技術的變型 :xDSL

ADSL並不適合於企業,為了滿足企業的需要,產生了ADSL技術的變型:xDSL。

(1)對稱DSL(Symmetric DSL,SDSL):把帶寬平均分配到下行和上行兩個方向,每個方向的速度分別為384kbit/s或1.5Mbit/s,距離分別為5.5km或3km。

(2)HDSL(High speed DSL):使用一對線或兩對線的對稱DSL,是用來取代T1線路的高速數字用戶線,數據速率可達768KBit/s或1.5Mbit/s,距離為2.7-3.6km。

(3)VDSL(Very high speed DSL):比ADSL更快的、用於短距離傳送(300-1800m),即甚高速數字用戶線,是ADSL的快速版本。

1、光纖同軸混合網HFC (Hybrid Fiber Coax)

(1)光纖同軸混合網HFC是在有線電視網的基礎上改造開發的一種居民寬頻接入網。

(2)光纖同軸混合網HFC可傳送電視節目,能提供電話、數據和其他寬頻交互型業務。

(3)有線電視網最早是樹形拓撲結構的同軸電纜網路,採用模擬技術的頻分復用進行單向廣播傳輸。

2、光纖同軸混合網HFC的主要特點:

(1)HFC網把原有線電視網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖,光纖從頭端連接到光纖結點(fiber node)。

(2)在光纖結點光信號被轉換為電信號,然後通過同軸電纜傳送到每個用戶家庭。

(3)HFC網具有雙向傳輸功能,而且擴展了傳輸頻帶。

(4)連接到一個光纖結點的典型用戶數是500左右,但不超過2000。

3、電纜數據機 (cable modem)

(1)模擬電視機接收數字電視信號需要把機頂盒(set-top box)的設備連接在同軸電纜和電視機之間。

(2)電纜數據機:用於用戶接入互聯網,以及在上行信道中傳送交互數字電視所需的一些信息。

(3)電纜數據機可以做成一個單獨的設備,也可以做成內置式的,安裝在電視機的機頂盒裡面。

(4)電纜數據機不需要成對使用,而只需安裝在用戶端。

(5)電纜數據機必須解決共享信道中可能出現的沖突問題,比ADSL數據機復雜得多。

信號在陸地上長距離的傳輸,已經基本實現了光纖化。遠距離的傳輸媒體使用光纜。只是到了臨近用戶家庭的地方,才轉為銅纜(電話的用戶線和同軸電纜)。

1、多種寬頻光纖接入方式FTTx

(1)多種寬頻光纖接入方式FTTx,x可代表不同的光纖接入地點,即光電轉換的地方。

(2)光纖到戶FTTH(Fiber To The Home):把光纖一直鋪設到用戶家庭,在光纖進入用戶後,把光信號轉換為電信號,可以使用戶獲得最高的上網速率。

(3)光纖到路邊FTTC(C表示Curb)

(4)光纖到小區FTTZ(Z表示Zone)

(5)光纖到大樓FTTB(B表示Building)

(6)光纖到樓層FTTF(F表示Floor)

(7)光纖到辦公室FTTO(O表示Office)

(8)光纖到桌面FTTD(D表示Desk)

2、無源光網路PON (Passive Optical Network)

(1)光配線網ODN(Optical Distribution Network):在光纖干線和廣大用戶之間,鋪設的轉換裝置,使得數十個家庭用戶能夠共享一根光纖干線。

(2)無源光網路PON(Passive Optical Network),即無源的光配線網。

(3) 無源:表明在光配線網中無須配備電源,因此基本上不用維護,其長期運營成本和管理成本都很低。

(4)光配線網採用波分復用,上行和下行分別使用不同的波長。

(5)光線路終端OLT( Optical Line Terminal)是連接到光纖干線的終端設備。

(6)無源光網路PON下行數據傳輸

(7)無源光網路PON上行數據傳輸

當ONU發送上行數據時,先把電信號轉換為光信號,光分路器把各ONU發來的上行數據匯總後,以TDMA方式發往OLT,而發送時間和長度都由OLT集中控制,以便有序地共享光纖主幹。

(8)從ONU到用戶的個人電腦一般使用乙太網連接,使用5類線作為傳輸媒體。

(9)從總的趨勢來看,光網路單元ONU越來越靠近用戶的家庭,即「光進銅退」。

3、無源光網路PON的種類

(1)乙太網無源光網路EPON(Ethernet PON)

(2)吉比特無源光網路GPON(Gigabit PON)

⑥ 802.11a 802.11b 802.11g三種無線電區域網的標准

802.11a
IEEE 無線網路標准,指定最大 54Mbps 的數據傳輸速率和 5GHz 的工作頻段。
802.11a標準是已在辦公室、家庭、賓館、機場等眾多場合得到廣泛應用的802.11b無線聯網標準的後續標准。它工作在5GHzU-NII頻帶,物理層速率可達54Mb/s,傳輸層可達25Mbps。可提供25Mbps的無線ATM介面和10Mbps的乙太網無線幀結構介面,以及TDD/TDMA的空中介面;支持語音、數據、圖像業務;一個扇區可接入多個用戶,每個用戶可帶多個用戶終端。

802.11的第二個分支被指定為802.11a。承受著風險將802.11帶入了不同的頻帶——5.2GHzU-NII頻帶,並被指定高達54Mbps的數據速率。與單個載波系統802.11b不同,802.11a運用了提高頻率信道利用率的正交頻率劃分多路復用(OFDM)的多載波調制技術。由於802.11a運用5.2GHz射頻頻譜,因此它與802.11b或最初的802.11WLAN標准均不能進行互操作。
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b無線區域網的帶寬最高可達11Mbps,比兩年前剛批準的IEEE 802.11標准快5倍,擴大了無線區域網的應用領域。另外,也可根據實際情況採用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps帶寬,實際的工作速度在5Mb/s左右,與普通的10Base-T規格有線區域網幾乎是處於同一水平。作為公司內部的設施,可以基本滿足使用要求。IEEE 802.11b使用的是開放的2.4GB頻段,不需要申請就可使用。既可作為對有線網路的補充,也可獨立組網,從而使網路用戶擺脫網線的束縛,實現真正意義上的移動應用。
IEEE 802.11b無線區域網與我們熟悉的IEEE 802.3乙太網的原理很類似,都是採用載波偵聽的方式來控制網路中信息的傳送。不同之處是乙太網採用的是CSMA/CD(載波偵聽/沖突檢測)技術,網路上所有工作站都偵聽網路中有無信息發送,當發現網路空閑時即發出自己的信息,如同搶答一樣,只能有一台工作站搶到發言權,而其餘工作站需要繼續等待。如果一旦有兩台以上的工作站同時發出信息,則網路中會發生沖突,沖突後這些沖突信息都會丟失,各工作站則將繼續搶奪發言權。而802.11b無線區域網則引進了CSMA/CA(載波監聽多路訪問/沖突避免)技術和RTS/CTS(請求發送/清除發送)技術,從而避免了網路中沖突的發生,可以大幅度提高網路效率。這里的CSMA/CA技術與正常情況下的CSMA/CD技術原理有所不同,原理是:站點在發送報文後等待來至接入點AP(基本模式)或來至另外站點(對等模式)的確認幀(ACK)。如果在一定的時間內沒有受到確認幀,則假定發生了沖突並從發該數據。如果站點注意到信道上有活動,就不發送數據。RTS/CTS的工作方式與數據機類似,在發送數據之前,站點將一個請求發送幀發送到目的站點,如果信道上沒有活動,那麼目的站點將一個清除發送幀發送回源站點。這個過程成為「預熱」其他站點,從而防止不必要的沖突。RTS/CTS只用於特別大的報文和重發數據時可能出現嚴重帶寬問題的場合。
功能 & 優點
速度:2.4ghz直接序列擴頻無線電提供最大為11mbps的數據傳輸速率,無須直線傳播
動態速率轉換:當射頻情況變差時,降低數據傳輸速率為5.5mbps、2mbps和1mbps
使用范圍:802.11b支持以百米為單位的范圍(在室外為300米;在辦公環境中最長為100米)
可靠性:與乙太網類似的連接協議和數據包確認提供可靠的數據傳送和網路帶寬的有效使用
互用性:與以前的標准不同的是,802.11b只允許一種標準的信號發送技術。weca將認證產品的互用性
電源管理:802.11b網路介面卡可轉到休眠模式,訪問點將信息緩沖到客戶,延長了筆記本電腦的電池壽命 漫遊支持:當用戶在樓房或公司部門之間移動時,允許在訪問點之間進行無縫連接
載入平衡:802.11b nic更改與之連接的訪問點,以提高性能(例如,當前的訪問點流量較擁擠,或發出低質量的信號時)
可伸縮性:最多三個訪問點可以同時定位於有效使用范圍中,以支持上百個用戶同時語音和數據支持
安全性:內置式鑒定和加密
基本運作模式:
802.11b運作模式基本分為兩種:點對點模式(ad-hoc mode)和基本模式(infrastructure mode),如圖1所示。點對點模式是指站點(如:無線網卡)和站點之間的通信方式。只要PC插上無線網卡即可與另一具有無線網卡的PC連接,對於小型的無線網路來說,是一種方便的連接方式,最多可連接256台PC。而基本模式是指無線網路規模擴充或無線和有線網路並存時的通信方式,這是802.11b最常用的方式。此時,插上無線網卡的PC需要由接入點(AP)與另一台PC連接。接入點負責頻段管理及漫遊等指揮工作,一個接入點最多可連接1024台PC(無線網卡)。當無線網路節點擴增時,網路存取速度會隨著范圍擴大和節點的增加而變慢,此時添加接入點可以有效控制和管理頻寬與頻段。無線網路需要與有線網路互連,或無線網路節點需要連接和存取有線網的資源和伺服器時,接入點可以作為無線網和有線網之間的橋梁。
應用
功能 優點
不易接線的區域 在不易接線或接線費用較高的區域(如有歷史意義的建築物,有石棉的建築物,以及教室)中提供網路服務靈活的工作組 為經常進行網路配置更改的工作區降低了總擁有成本網路化的會議室 用戶可在從一個會議室移動到另一個會議室時進行網路連接,以獲得最新的信息,並且可
在決策時相互交流
特殊網路 現場顧問和小工作組的快速安裝和兼容軟體可提高工作效率
子公司網路 為遠程或銷售辦公室提供易於安裝、使用和維護的網路
部門范圍的網路移動 漫遊功能使企業可以建立易於使用的無線網路,可覆蓋所有部門
一般地說,802.11b允許使用任何現有在有線網路上運行的應用程序或網路服務。
多接入點解決方案
當網路規模較大,超過了單個接入點的覆蓋半徑時,可以採用多個接入點分別與有線網路相連,從而形成以有線網路為主幹的多接入點的無線網路,所有無線終端可以通過就近的接入點接入網路,訪問整個網路的資源,從而突破無線網覆蓋半徑的限制。
無線中繼解決方案
無線接入器還有另外一種用途,即充當有線網路的延伸。比如在工廠車間中,車間具有一個網路介面連接有線網,而車間中許多信息點由於距離很遠使得網路布線成本很高,還有一些信息點由於周邊環境比較惡劣,無法進行布線。由於這些信息點的分布范圍超出了單個接入點的覆蓋半徑,我們可以採用兩個接入點實現無線中繼,以擴大無線網路的覆蓋范圍。
無線冗餘解決方案
對於網路可靠性要求較高的應用環境,比如金融、證券等,接入點一旦失效,整個無線網路會癱瘓,將帶來很大損失。因此,可以將兩個接入點放置在同一位置,從而實現無線冗餘備份的方案。
多蜂窩漫遊工作方式
在一個大樓中或者在很大的平面裡面部署無線網路時,可以布置多個接入點構成一套微蜂窩系統,這與行動電話的微蜂窩系統十分相似。微蜂窩系統允許一個用戶在不同的接入點覆蓋區域內任意漫遊,隨著位置的變換,信號會由一個接入點自動切換到另外一個接入點。整個漫遊過程對用戶是透明的,雖然提供連接服務的接入點發生了切換,但對用戶的服務卻不會被中斷。
802.11g
IEEE802.11工作組近年來開始定義新的物理層標准IEEE802.11g。與以前的IEEE802.11協議標准相比,IEEE802.11g草案有以下兩個特點:在2.4GHz頻段使用正交頻分復用(OFDM)調制技術,使數據傳輸速率提高到20Mbit/s以上;能夠與IEEE802.11b的Wi-Fi系統互聯互通,可共存於同一AP的網路里,從而保障了後向兼容性。這樣原有的WLAN系統可以平滑地向高速WLAN過渡,延長了IEEE802.11b產品的使用壽命,降低了用戶的投資。2003年7月IEEE802.11工作組批准了IEEE802.11g草案,該標准成為人們關注的新焦點。
IEEE802.11WLAN實現的關鍵技術
隨著WLAN技術的應用日漸廣泛,用戶對數據傳輸速率的要求越來越高。但是在室內這個較為復雜的電磁環境中,多經效應、頻率選擇性衰落和其它干擾源的存在使得無線信道中高速數據傳輸的實現比有線信道困難,因此WLAN需要採用合適的調制技術。
IEEE802.11WLAN是一種能支持較高數據傳輸速率(1~54Mbit/s),採用微蜂窩、微微蜂窩結構,自主管理的計算機區域網絡。其關鍵技術大致有3種,直序列擴頻調制技術(DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum)及補碼鍵控(CCK:Complementary Code Keying)技術、包二進制卷積(PBCC:Packet Binary Convolutional Code)和正交頻分復用技術OFDM:Orthogonal Frequency Division Mustiplexing。每種技術皆有其特點,目前擴頻調制技術正成為主流,而OFDM技術由於其優越的傳輸性能成為人們關注的新焦點。
1.DSSS調制技術
基於DSSS的調制技術有3種。最初IEEE802.11標准制定在1Mbit/s數據速率下採用差分二相相移鍵控(DBPSK:DifferentialBinary Phase Shift Keying)。如果要提供2 Mbit/s的數據速率,可採用差分正交相移鍵控(DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying),這種方法每次處理兩個比特碼元,成為雙比特。第三種是基於CCK的QPSK,是IEEE802.11b標准採用的基本數據調制方式。它採用了補碼序列與直序列擴頻技術,是一種單載波調制技術,通過相移鍵控(PSK)方式傳輸數據,傳輸速率分為1,2,5.5和11 Mbit/s。CCK通過與接收端的Pake接收機配合使用,能夠在高效率傳輸數據的同時有效克服多徑效應。IEEE802.11b通過使用CCK調制技術來提高數據傳輸速率,最高可達11 Mbit/s。但是當傳輸速率超過11 Mbit/s,CCK為了對抗多徑干擾,需要更復雜的均衡及調制,實現起來非常困難。因此,IEEE802.11工作組為了推動WLAN的發展,又引入了新的調制技術。
2.PBCC調制技術
PBCC調制技術是由德州儀器(TI)公司提出的,已作為IEEE802.11g的可選項被採納。PBCC也是單載波調制,但與CCK不同,它採用了更多復雜的信號星座圖。PBCC採用8PSK,而CCK使用BPSK/QPSK;另外PBCC使用了卷積碼,而CCK使用區塊碼。因此,它們的解調過程是十分不同的。PBCC可以完成更高速率的數據傳輸,其傳輸速率為11,22,33Mbit/s。
3.OFDM技術
OFDM技術其實是多載波調制(MCM:Multi-CarrierMolation)的一種。其主要思想是:將信道分成許多正交子信道,在每個子信道上進行窄帶調制和傳輸,這樣減少了子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小於信道的相關帶寬,因此每個子信道上的頻率選擇性衰落是平坦的,大大消除了符號間干擾。
由於在OFDM系統中各個子信道的載波相互正交,於是它們的頻譜是相互重疊的,這樣不但減少了子載波間的相互干擾,同時還提高了頻譜利用率。在各個子信道中的這種正交調制和解調可以採用反向快速傅里葉變換(IFFT)和快速傅里葉變換(FFT)方法來實現,隨著大規模集成電路技術與DSP技術的發展,IFFT和FFT都是非常容易實現的。FFT的引入,大大降低了OFDM實現的復雜性,提升了系統的性能。
無線數據業務一般都存在非對稱性,即下行鏈路中傳輸的數據量要遠遠大於上行鏈路中的數據傳輸量。因此無論從用戶高速數據傳輸業務的需求,還是從無線通信自身來考慮,都希望物理層支持非對稱高速數據傳輸,而OFDM很容易通過使用不同數量的子信道來實現上行和下行鏈路中不同的傳輸速率。
由於無線信道存在頻率選擇性,所有的子信道不會同時處於比較深的衰落情況中,因此可以通過動態比特分配以及動態子信道分配的方法,充分利用信噪比高的子信道,從而提升系統性能。由於窄帶干擾只能影響一小部分子載波,因此OFDM系統在某種程度上能抵抗這種干擾。
OFDM技術有非常廣闊的發展前景,已成為第四代移動通信的核心技術。IEEE802.11a/g標准為了支持高速數據傳輸都採用了OFDM調制技術。目前,OFDM結合時空編碼、分集、干擾〔包括碼間干擾(ISI)和信道間干擾(ICI)〕抑制以及智能天線技術,最大程度提高了物理層的可靠性。如再結合自適應調制、自適應編碼以及動態子載波分配、動態比特分配演算法等技術,可以使其性能得到進一步優化。
4.IEEE802.11g協議幀結構及其技術細節
從網路邏輯結構上來看,IEEE802.11隻定義了物理層及MAC子層。MAC層提供對共享無線介質的競爭使用和無競爭使用,具有無線介質訪問、網路連接、數據驗證和保密等功能。
物理層為數據鏈路層提供物理連接,實現比特流的透明傳輸,所傳數據單位為比特。物理層定義了通信設備與介面硬體的機械、電氣功能和過程的特性,用以建立、維持和釋放物理連接。物理層由三部分組成:物理層管理層、物理層會聚協議(PLCP)和物理介質依賴子層(PMD)。
IEEE802.11g的物理幀結構分為前導信號(Preamble)、信頭Header和負載Payload。Preamble主要用於確定移動台和接入點之間何時發送和接收數據,傳輸進行時告知其它移動台以免沖突,同時傳送同步信號及幀間隔。Preamble完成,接收方才開始接收數據。Header在Preamble之後 用來傳輸一些重要的數據比如負載長度、傳輸速率、服務等信息。由於數據率及要傳送位元組的數量不同,Payload的包長變化很大,可以十分短也可以十分長。
在一幀信號的傳輸過程中,Preamble和Header所佔的傳輸時間越多,Payload用的傳輸時間就越少,傳輸的效率越低。
綜合上述3種調制技術的特點,IEEE802.11g採用了OFDM等關鍵技術來保障其優越的性能,分別對Preamble,Header,Payload進行調制,這種幀結構稱為OFDM/OFDM方式。
另外,IEEE802.11g草案標准規定了可選項與必選項,為了保障與IEEE802.11b兼容也可採用CCK/OFDM和CCK/PBCC的可選調制方式。因此,OFDM調制為必選項保障傳輸速率達到54Mbit/s;採用CCK調製作為必選保障後向兼容性;CCK/PBCC與CCK/OFDM作為可選項。IEEE802.11g的幀結構比較見表1。
(1)OFDM/OFDM
Preamble,Header和Payload都使用OFDM進行調制傳輸,其傳輸速率可達54Mbit/s。OFDM的一個好特點是它有短的Preamble,CCK調制信號的幀頭是72μs,而OFDM調制信號的幀頭僅為16μs。幀頭是一個信號的重要組成部分,幀頭佔有時間的減少,提高了信號傳送數據的能力。OFDM允許較短的Header給更多的時間用於傳輸數據,具有較高的傳輸效率。因此,對於11Mbit/s的傳輸速率,CCK調制是一個好的選擇,但要繼續提升速率必須使用OFDM調制技術。它的最高傳輸速率可達54Mbit/s。IEEE802.11g協議中的OFDM OFDM方式也可以和Wi-Fi共存,不過它需使用RTS/CTS協議來解決沖突問題。
(2)CCK/OFDM
它是一種混合調制方式,是IEEE802.11g的可選項。其Header和Preamble用CCK調制方式傳輸,OFDM技術傳送負載。由於OFDM技術和CCK技術是分離的,因此在Preamble和Payload之間要有CCK和OFDM的轉換。
IEEE802.11g用CCK/OFDM技術來保障與IEEE802.11b共存。IEEE802.11b不能解調OFDM格式的數據,所以難免會發生數據傳輸沖突,IEEE802.11g使用CCK技術傳輸Header和Preamble就可以使IEEE802.11b兼容,使其可以接收IEEE802.11g的Header從而避免沖突。這樣保障了與IEEE802.11bWi-Fi設備的後向兼容性,但由於Preamble/Header使用CCK調制,增大了開銷,傳輸速率比OFDM OFDM方式的有所下降。
(3)CCK/PBCC
CCK/PBCC和CCK/OFDM一樣,PBCC也是混合波形,包頭使用CCK調制而負載使用PBCC調制方式,這樣它可以工作於高速率上並與IEEE802.11b兼容。PBCC調制技術最高數據傳輸速率是33Mbit/s,比OFDM或CCK/OFDM的傳送速率低。
IEEE802.11g的性能分析
尚未正式成為標準的IEEE802.11g草案由於其不同的特點,成為人們關注的焦點。IEEE802.11g與IEEE802.11b的兼容性,與同頻設備的共存能力及OFDM技術自身的問題將成為研究熱點。
1.IEEE802.11g的兼容性
IEEE802.11g兼容性指的是IEEE802.11g設備能和IEEE802.11b設備在同一個AP節點網路里互聯互通。IEEE802.11g的一個最大特點就是要保障與IEEE802.11bWi-Fi系統兼容。IEEE802.11g可以接收OFDM和CCK數據,但傳統的Wi-Fi系統只能接收CCK信息,這就產生了一個問題,即在兩者共存的環境中如何解決由於IEEE802.11b不能解調OFDM格式信息幀頭所帶來的沖突問題。而為了解決上述問題,IEEE802.11g採用了RTS/CTS技術。
最初,IEEE802.11引入RTS/CTS機制是為了解決隱蔽站問題,即發送站檢測不到另一個站在發送數據,因而在接收站發生碰撞的情況。
IEEE802.11b與IEEE802.11g混合工作的情況與隱蔽站問題非常相似,IEEE802.11b設備無法接收OFDM格式的IEEE802.11g的信息幀頭,因此可以採用RTS/CTS機制來解決。

IEEE 802.11n
IEEE 802.11n :使用2.4GHz頻段和5GHz頻段,傳輸速度300Mbps,最高可達600Mbps,可向下兼容802.11b、802.11g,目前還不是一個正式的標准,
1月19日訊,Broadcom公司推出新型無線LAN(WLAN)晶元組Intensi-fi系列,這是和IEEE 802.11n標准(草案)兼容的首個解決方案. Intensi-fi技術提供了在家庭或辦公室優異的性能和功能強大的無線連接,使得下一代Wi-Fi設備能提供完美的多媒體體驗,支持新興的語音,視頻和數據應用.
Intensi-fi技術集成了IEEE 802.11n標准(草案)所有強制性的元件,一當標准完成即可進行軟體升級.忠於標準是Broadcom的工作重點,因為它不需要考慮兼容性和使用戶煩惱的非標准產品的性能問題.Broadcom和業界其它一流廠商緊密配合,當草案802.11n產品變成現實時,在分支中演示真實的互連性.Broadcom還向Wi-Fi聯盟提供技術資源,來加速802.11n互連測試程序.
Intensi-fi技術支持在多個發送和接收天線上多個同時發生的數據(或"空間")流,提供的數據速率高達300Mbps,比以前的802.11產品(它採用一個發送器和一個接收器,支持單一數據流),其覆蓋范圍更廣.它提供了足夠的帶寬,范圍和可靠性,對家庭中每個房間提供高清晰視頻(HD).為了提供完美的多媒體體驗, Intensi-fi技術把傳統的PC和網路設備擴充到消費電子和娛樂設備,在線纜/DSL/衛星機頂盒,個人視頻記錄儀,DVD播放器,游戲系統,音頻設備照相機,手機和其它手提設備提供了發送電影,照片,音樂,語音呼叫和數據所需的基礎設備.
Intensi-fi解決方案包括MAC/基帶晶元以及能配置各種高速無線應用的無線電晶元.Broadcom還提供兩個網路處理器,使用戶能優化無線路由器設計的性價比.完整的系列產品包括下面所有的CMOS器件:
BCM4321:業界首個和802.11n標准(草案)兼容的MAC和基帶,提供超過300Mbps的PHY速率,並和PCI,Cardbus和主機PCI-Express介面,
BCM2055:Broadcom第五代802.11無線電,集成了多個2.4GHz和5GHz無線電,支持用於802.11n產品的同時發生的空間數據流,並具有2x2,3x3或4x4天線配置.BCM2055是最佳性能的802.11無線電,具有更小的晶元尺寸,更低的功耗,更低的相位噪音和誤差向量幅度(EVM).所有這些對於高吞吐量的802.11n(草案)系統都是至關重要的.
BCM4704:Broadcom已驗證過的第五代無線網路處理器,提供先進的路由/橋接功能,並能滿足802.11n(草案)晶元組的目標性能,用於路由器和網關的設計.
BCM4705:Broadcom第六代無線網路處理器,支持同時工作的2.4GHz和5GHz無線電,集成的吉比特乙太網MAC使得802.11n(草案)和乙太網網路間的吞吐量大於200Mbps.
現在可提供Intensi-fi晶元組的樣品,以及參考設計.
美國Atheros公司於2月16日在日本召開了記者招待會,推出了其符合IEEE 802.11n規格的無線網路晶元組「AR5008」,這款晶元組已經於1月24日在美國上市。
Atheros公司將其面向IEEE 802.11n的產品群總稱為「XSPAN」,這款AR5008保持了其公司原來對應IEEE 802.11a/b/g產品的連續性,無線傳輸的最高速度達到300Mbps。不過這只是理論上的最高速度,在實際的通訊過程中,載入了如TCP之類的協議後,實際速度應為此速度的60%左右。不過即使如此,802.11n的效率也比目前最快的802.11g要高上許多。實際速度802.11n預計能夠比802.11g提高8~9倍。
據Atheros Communications稱,AR5008系列晶元組為架構於國際電機電子工程師學會(IEEE)1月20日確認的802.11n草案規格之首款產品。這些新一代的WLAN解決方案,將充份利用MIMO技術潛力,發揮突破性性能與業界互通性。AR5008解決方案將以更大的覆蓋范圍及更佳的可靠性,達到802.11g與802.11a/g產品的6倍數據傳輸量。由於802.11n規格草案已制定,消費者終於能在家庭、辦公室以及行動時的各種裝置與應用上,享受MIMO的互通技術。
Atheros創新的XSPAN引進訊號持續技術(Signal-Sustain Technology,SST)大幅加強訊號可靠性與覆蓋范圍內的數據傳輸量,全面釋放MIMO的潛力。這一切皆因全球首顆單晶元三射頻設計而獲得實現。AR5008的實體數據速率為300 Mbps (每秒兆位)而實際終端使用者數據傳輸量可達150至180 Mbps,較2x2 MIMO系統平均多出50%的覆蓋范圍持續數據傳輸量。
訊號持續技術同時通過不同空間訊號路徑進行傳送,並且在接收器進行訊號處理時,同時合並來自三個接收器的資訊,因此大幅增加聯機強度與數據傳輸量。若只是在額外的天線間切換較少的同時發射器,是無法達到這樣的強度。Atheros將三組完整的射頻發射鏈與接收鏈整合至單一晶元的作法,加上內建SST基頻處理,以接近於強度較差而不具競爭力的2x2 MIMO方案之價格,實現無法匹敵的覆蓋范圍與強度。

⑦ 計算機網路(2)| 物理層

首先要知道的是,物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體上傳輸數據比特流,而不是指具體的傳輸媒體。因為現在的計算機網路中的硬體設備和傳輸媒體的種類非常的多。而物理層的作用就是要盡可能地屏蔽掉這些不同的差異,從而使得物理層上面的數據鏈路層感覺不到這些差異,這樣就可以讓數據鏈路層「安心」的完成自己的本職工作而不必考慮網路的具體傳輸媒體和通信手段是什麼

物理層的主要任務描述為確定與傳輸媒體介面有關的一些特性,即以下幾個方面:
(1) 機械特性 :指明介面所用的接線器的形狀與尺寸,引腳數目和排列,固定和鎖定裝置等等
(2) 電氣特性 :指明在介面電纜的各條線上出現的電壓的范圍。
(3) 功能特性 :指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義。
(4) 過程特性 :指明對於不同功能的各種可能事件的出現順序。

因為物理連接的方式有很多,所以具體的物理協議的種類也有很多,從而傳輸媒體的種類也是非常之多,所以在介紹物理層時,我們應該先對「介面與通信」有一定的了解。

一個通信系統可以劃分為三大部分,即 源系統 傳輸系統 目的系統

首先介紹源系統,源系統一般包括以下兩個部分:
源點: 源點設備產生要傳輸的數據,例如從計算機的鍵盤輸入漢字,計算機產生輸出的數字比特流。源點又稱為 源站 或者 信源
發送器: 通常源點生成的數字比特流要通過發送器編碼後才能夠在傳輸系統中進行傳輸。最典型的發送器就是調制器,現在的很多計算器使用的都是內置的解調器(包括調制器和解調器)。

目的系統一般也包括以下兩個部分:
接收器: 接收傳輸系統傳送過來的信號,並把它轉換為能夠被目的設備處理的信息。典型的接收器就是解調器,
終點: 終點設備從接收器獲取傳送來的數字比特流,然後把信息輸出。終點又稱為 目的站 或者 信宿

在源系統和目的系統之間的傳輸系統可以是簡單的傳輸線,也可以是連接在源系統和目的系統之間的復雜網路系統。

然後我們要來辨別一下下面的常用術語:
消息: 指語音,文字,圖像等等。
數據: 指使用特定方式表示的信息,通常是有意義的符號序列。這種信息的表示可用計算機或其他機器處理或者產生。
信號: 指數據的電氣或電磁的表現。

根據信號中代表消息的參數的取值方式不同,信號可以分為以下兩大類:
(1)模擬信號: 代表消息的參數的取值是連續的。
(2)數字信號: 代表消息的參數的取值是離散的。

信道 是用來表示向某一個方向傳送消息的媒體,一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

從通信的雙方信息交互的方式來看,可以有以下三種基本方式:
(1)單向通信: 又稱為單工通信,即只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。無線電廣播或有線電廣播就是這種類型。
(2)雙向交替通信: 又稱為半雙工通信,即通信雙方都可以發送消息,但不能雙方同時發送(也不能同時接收)。這種通信方式是一方發送另一方接收。
(3)雙向同時通信: 也稱為全雙工通信,即通信雙方都可以同時發送和接收消息。

來自信源的信號稱為 基帶信號 。像計算機輸出的代表各種文字或文件的數據信號都屬於基帶信號。由於基帶信號往往包含有較多的低頻成分和直流成分,但是許多信道並不能傳輸這種低頻分量或是直流分量。所以為了解決這一問題,就必須對基帶信號進行 調制

調制主要是分為兩大類。一類是對基帶信號的波形進行變換,使它能夠與信道的特徵相適應,但是變換後的信號仍然是基帶信號,這一類的調制稱為 基帶調制 ,這一過程也被稱為編碼。還有一類調制則是需要使用載波進行調制,將基帶信號的頻率范圍搬移到較高的頻段,並轉換為模擬信號,這樣就能更好的在模擬信道中傳輸,經過載波調制的信號稱為帶通信號,而使用載波的調制稱為 帶通調制

不歸零制: 正電平代表1,負電平代表0。
歸零制: 正脈沖代表1,負脈沖代表0。
曼徹斯特編碼: 位周期中心的向上跳變代表0,位周期中心的向下跳變代表1,但是也可以反過來定義。
差分曼徹斯特編碼: 在每一位的中心處始終有跳變。位開始邊界有跳變代表0,而位開始邊界沒有跳變代表1。

調幅(AM): 即載波的振幅隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於無載波或有載波的輸出。
調頻(FM): 即載波的頻率隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於頻率的 f1 f2
調相(PM): 即載波的初始相位隨著基帶數字信號而變化。例如,0或1分別對應於相位0度或180度。
當然,有時為了達到更高的信息傳輸速率,也必須採用技術上更為復雜但傳輸效果更好的混合調制方法,例如正交振幅調制等等。

限制信息在信道上的傳輸速率的因素主要是以下兩個。
(1)信道能夠通過的范圍頻率
具體信道所能通過的頻率范圍總是有限的。信號中的許多高頻分量往往不能通過信道,就是因為它的頻率超過了信道所能承受的最大頻率,因此就會造成失真現象。

(2)信噪比
雜訊存在於所有的電子設備和通信信道中。由於雜訊是隨機產生的,因此它的瞬時值有時會很大,所以雜訊會使接收端對碼元的判決產生錯誤。但是雜訊的影響是相對的,當信號較強時,雜訊的影響就相對較小。所以我們就要了解到 信噪比 的概念。信噪比就是指信號的平均功率和雜訊的平均功率之比,單位是分貝:

W是帶寬,S是信道內所傳信號的平均功率,N為信道內高斯雜訊的功率。香農公式指出:信道的帶寬或者信噪比越大,則信息的極限傳輸速率就越高。

傳輸媒體也稱傳輸介質或傳輸媒介。傳輸媒體大致可以分為兩大類: 導引型傳輸媒體和非導引型傳輸媒體 。下面來具體介紹。

雙絞線就是指將兩根互相絕緣的銅導線並排放在一起,然後用規則的方法絞合起來。絞合可以減少對相鄰導線的電磁干擾。電話系統是使用雙絞線最多的地方,從用戶電話機到交換機的雙絞線稱為 用戶線

模擬傳輸和數字傳輸都會用到雙絞線,其通信距離一般是為幾到幾十公里。

為了提高雙絞線的對抗電磁干擾能力,可以在雙絞線外面再加一層用金屬絲編織而成的屏蔽層,這就是屏蔽雙絞線。,簡稱為 STP

同軸電纜內由導體銅質芯線、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層以及保護塑料外層組成。由於其特有的構造,所以同軸電纜有著良好的抗干擾特性,被廣泛用於傳輸較高速率的數據。目前同軸電纜主要用在有線電視網的信號傳輸當中。它的帶寬是取決於它的質量的。

光纖是光纜通信的傳輸媒體,由於可見光的頻率非常之高,因此一個光纖通信系統的傳輸帶寬遠遠大於目前其他各種傳輸媒體的帶寬。

當光纖從高折射率的傳輸媒體到低折射率的傳輸媒體時,其折射角就會大於入射角。因此如果當入射角足夠大時,就會產生全反射,光也就能沿著光纖傳輸下去。

正是由於上面的原理,所以只要將入射角的角度把握好,就能夠產生全反射來進行傳輸,這也就是光纖傳輸的原理。

光纖不僅具有通信容量大的特點,還有其他的一些特點:
1.傳輸損耗小。
2.抗雷電和電磁干擾性能好。
3.無串音干擾,保密性很高。
4.體積小,重量輕。

我們將自由空間稱為非導引型傳輸媒體,簡單來說就是指無線傳輸。無線傳輸可以使用的頻段很廣,人們已經利用了好幾個波段來進行通信,但是紫外線以及更高的波段現在暫時還是不能用於通信。

短波通信(高頻通信)主要是靠電離層的反射來進行傳輸。但是短波信道的通信質量較差,傳輸速率較低。

無線電微波通信在數據通信中佔有重要的地位。微波在空間中主要是以直線傳播。傳統的微波通信主要有兩種方式,即 地面微波接力通信和衛星通信

要使用某一段無線電頻譜進行通信,通常必須得到本國政府有關無線電頻譜管理機構的許可證。但是也有一些無線電頻段是可以自由使用的。例如ISM,各國的ISM標准可能略有差異。

復用是通信中的基本概念,它是指允許用戶使用一個共享信道來進行通信,達到降低成本,提高利用率的效果。

先來介紹 頻分復用FDM ,頻分復用是指將帶寬分為多份,用戶在分到一定的頻帶後,在通信過程中自始至終都佔用著這一條頻帶,也就是說頻分復用的用戶是在同樣的時間佔用不同的帶寬資源。

然後是 時分復用TDM ,它是指將時間劃分為一段段等長的時分復用幀(TDM幀)。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中佔用固定序號的時隙。而每一個用戶所佔用的時隙是周期性地出現(其周期就是TDM幀的長度)。時分復用的所有用戶是在不同的時間佔用同樣的頻帶寬度。

最後是 統計時分復用STDM ,它是有一點類似於TDM的,只是STDM幀不是固定分配時隙,而是按需動態的分配時隙。因此統計時分復用可以提高線路的利用率。

波分復用WDM 就是光的頻分復用,也就是使用一根光纖來同時傳輸多個光載波信號。

碼分復用CDM 是另一種共享信道的方法。而人們更常使用碼分多址CDMA來稱呼它。這種復用方式的具體做法是可以讓每一個用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信,由於各個用戶使用經過特殊的不同碼型,因此各用戶之間不會造成干擾。而且通過這種方式發送的信號具有很強的抗干擾能力,其頻譜類似於白雜訊,不容易被他人發現。

碼分復用的工作原理是將每一個比特時間再劃分為m個短的間隔,稱之為碼片。一般情況下m的值是64或128。

使用CDMA的每一個站被指派一個唯一的m bit碼片序列。一個站如果要發送比特1,則發送它自己的m bit碼片序列。如果要發送比特0,則發送該碼片序列的二進制反碼。舉例來說:

有時為了方便起見,我們會將碼片中的0寫為-1,1寫為+1。

現假定S站要發送信息的數據率為b bits/s,由於每一個比特要轉換成m個比特的碼片,因此S站實際上發送的數據率提高到mb bit/s,同時S站所佔用的頻帶寬度也提高到原來數值的m倍。這種方式就是 擴頻 的一種。擴頻通信通常有兩大類,一種是直接序列擴頻DSSS,另一種是跳頻擴頻FHSS。

CDMA系統的重要特點是每個站分配的碼片序列不僅必須各不相同,並且還必須互相正交,並且在實用的系統中是使用偽隨機碼序列。

在早期的電話網當中,從電話局到用戶電話機的用戶線採用最廉價的雙絞線電纜,而長途干線採用的是頻分復用FDM的模擬傳輸方式。由於數字通信與模擬通信相比,無論數傳輸質量上還是從經濟上都有明顯的優勢,所以現在長途干線大都採用時分復用PCM的數字傳輸方式。

但是早期的數字傳輸系統有著許多的缺點,其中最主要的是以下兩個:
(1)速率標准不統一: 由於歷史的原因,多路復用的速率體系有兩個互不兼容的國際標准。所以國際范圍的基於光纖高速數據傳輸就很難實現。
(2)不是同步傳輸: 在過去各國的數字網主要是採用准同步的方式,所以當數據傳輸速率很高時,收發雙方的時鍾同步就成為很大的問題。

所以為了解決這些問題,美國推出了一個數字傳輸標准,叫做同步光纖網SONET。整個的同步網路的各級時鍾都來自一個非常精確的主時鍾。同時,SONET為光纖傳輸系統定義了同步傳輸的線路速率等級結構:

寬頻的接入技術主要包括有線寬頻接入和無線寬頻接入。在這里先來介紹有線寬頻接入。

ADSL技術的全稱是非對稱數字用戶線技術,具體指的是用數字技術對現有的模擬電話用戶線進行改造,使它能夠承載寬頻數字業務。具體來說ADSL技術就是把0-4 kHZ這一段低端頻譜留給傳統電話使用,而把原來沒有被利用的高端頻譜留給用戶上網使用。

ADSL的 傳輸距離 取決於數據率和用戶線的線徑(用戶線越細,信號傳輸時的衰減就越大)。而ADSL所能得到的最高數據傳輸速率還與實際的用戶線上的信噪比密切相關。

ADSL在 數據率 方面由於用戶在線的具體條件相差較大,因此ADSL採用自適應調制技術使用戶線能夠傳送盡可能高的數據率。當ADSL啟動時,用戶線兩端的ADSL數據機就測試可用的頻率、各子信道受到干擾的情況以及在每一個頻率上測試信號的傳輸質量。但是ADSL不能保證固定的數據率,所以對於用戶線很差的甚至無法開通ADSL。

基於ADSL的接入網由以下三大部分組成:數字用戶線接入復用器,用戶線和用戶家中的一些設施。

ADSL技術也在發展,現在已經有了更高速率的ADSL標准,稱之為 第二代ADSL ,第二代ADSL改進的地方主要是:
1. 通過提高調制效率得到了更高的數據率。
2. 採用了無縫速率自適應技術SRA,可在運營中不中斷通信和不產生誤碼的情況下,自適應的調整數據率。
3. 改善了線路質量評測和故障定位功能。

HFC網是目前覆蓋面很廣的有線電視網CATV的基礎上開發的一種居民寬頻接入網,除了可以傳送CATV外,還能提供電話、數據和其他寬頻交互型業務。

為了提高傳輸的質量,HFC網將原有線電視網中的同軸電纜主幹部分改換為光纖,而光纖從頭端連接到光纖結點,在光纖結點光信號被轉換為電信號,最後信號被送到每一個用戶的家庭。

FTTx是一種實現寬頻居民接入網的方案,代表多種寬頻接入的方式。這里的x代表不同的光纖接入地點,例如FTTH光纖到戶,FTTB光纖到大樓等等。

現在的長距離信號傳輸大都是採用光纖傳輸,只有在到了臨近用戶家中時,才將光纖轉換為銅纜。但是一個用戶是遠用不了一根光纖的通信容量,因此我們在光纖干線和用戶之間安裝一種轉換裝置即 光配線網 ,使得許多用戶能夠共享一根光纖的通信容量。由於光配線網無需使用電源,因此我們將其稱為無源光網路。

⑧ 電腦術語縮寫

1394介面
1394介面,全稱IEEE 1394介面,也稱火線介面(Firewire),是一種廣泛應用於計算機,通信以及家庭數字娛樂的高速低成本的數字介面。IEEE 1394介面最早是由美國蘋果公司開發的Firewire用於網路互聯,後由IEEE標准化組織進行標准化而形成現行標准
3D Sound
3D即數字混響、數字錄音和數字製作。3D SOUND是指採用數碼技術進行混響、錄音和製作,用以保證能夠充分發揮多媒體音響的3D環繞立體聲技術。 全面採用帶有3D SOUND立體聲的音效卡,將家電的技術引入高科技的計算機領域,使筆記本聲音表現更加逼真。
AC Adapter
即AC適配器。AC是Alternating Current,的縮寫,即交流電。按照規律性的時間間隔改變其流動方向的電流。AC適配器用來將外部交流電的電壓轉化為IT設備中工作所需的額定電壓以供應設備電力需要。
ACPI
ACPI(Advanced Configuration Management)是1997年由INTEL/MICROSOFT/TOSHIBA提出的新型電源管理規范,意圖是讓系統而不是BIOS來全面控制電源管理,使系統更加省電。 其特點主要有:提供立刻開機功能,即開機後可立即恢復到上次關機時的狀態,光碟機、軟碟機和硬碟在未使用時會自動關掉電源,使用時再打開;支持在開電狀態下既插即拔,隨時更換功能。 ACPI主要支持三種節電方式,1、(suspend即掛起)顯示屏自動斷電;只是主機通電。這時敲任意鍵即可恢復原來狀態。2、(save to ram 或suspend to ram 即掛起到內存)系統把當前信息儲存在內存中,只有內存等幾個關鍵部件通電,這時計算機處在高度節電狀態,按任意鍵後,計算機從內存中讀取信息很快恢復到原來狀態。3、(save to disk或suspend to disk即掛起到硬碟)計算機自動關機,關機前將當前數據存儲在硬碟上,用戶下次按開關鍵開機時計算機將無須啟動系統,直接從硬碟讀取數據,恢復原來狀態。
AGP
Accelerated Graphics Port的縮寫,即「加速圖形埠」,是英特爾開發的新一代局部圖形匯流排技術。AGP技術的兩個核心內容是:一、使用PC的主內存作為顯存的擴展延伸,這樣就大大增加了顯存的潛在容量;二、使用更高的匯流排頻率66MHz、133HZ甚至266MHz,極大地提高數據傳輸率。AGP匯流排是一種專用的顯示匯流排,並且將顯示卡從POI:上獨立出去,使得PCI音效卡、SCSI設備、網路設備、I/S設備等的工作效率隨之得到提高。從AGP中受益最大的是以3D游戲為主的一些3D程序。 其發展已經經歷了AGP 1×,AGP 2×,AGP 4×,AGP 8×幾個階段。
All-In-One
即全內置設計。1997年開始流行的一種新的筆記本設計標准,軟盤、硬碟、光碟機、數據機等部件均可同時內置在A4紙張大小的超薄主機結構中,不需抽換或外接,功能齊全直逼台式機型。唯一的缺點就是比較重,維護升級不是很方便,若有一個配件有問題可能要整台送修。
BB,本本
這是筆記本電腦愛好者對筆記本電腦的愛稱。
BIOS
BIOS(基本輸入輸出系統)是PC中不可或缺的組成部分,是在計算機開機後微處理器啟動計算機使用的一種程序。它還負責管理計算機操作系統與外設之間的數據傳輸。
筆記本電腦電池
目前一般筆記本電腦電池使用約2-4小時,若長時間使用可選擇具有省電功能設計或准備備份電池,即可有效延長電池的使用時間。電池可分為鎳鎘(NI-Cd)電池、鎳氫(Ni-Mh)電池、鋰(Li)電池,Ni-Cd 有嚴重的記憶效應,Ni-Mh電池改善很多,而Li電池則沒有記憶效應。目前市面上常見筆記本電腦型號多採用智能型鎳氫電池或鋰離子電池,可正確顯示電池剩餘容量,連續使用時間也比較持久。
筆記本電腦內存
筆記本電腦所使用的內存與台式機的內存是不一樣的,價位上也比台式機要高一些,有些機型的筆記本電腦機器內已經有On Board RAM用來滿足用戶擴充內存的需要,一般機器上有一個到兩個的插槽。有些筆記本電腦所使用的內存是專用的,所以價位上會比通用的SDRAM內存高很多,所以購買時要問清楚經銷商。
筆記本電腦顯示器
筆記本電腦顯示器目前絕大部分是TFT-LCD,以解析度作為主要技術指標來劃分,主要有以下幾種:
VGA:英文全稱是Video Graphics Array,這種屏幕現在一般在本本裡面已經絕跡了,是很古老的本本使用的屏幕,支持最大像素為640×480,但現在仍有一些小的便攜設備還在 使用這種屏幕。
SVGA:全稱Super Video Graphics Array,屬於VGA屏幕的替代品,最大支持800×600像素,屏幕大小為12.1英寸,現在仍有部分本本還在使用。
XGA:全稱Extended Graphics Array,現在最常見的本本屏幕,80%以上的本本採用這種屏幕,支持最大1024×768像素,屏幕大小有10.4英寸、11.3英寸、12.1英寸、13.3英寸和14.1英寸。其升級版本為SXGA,即Super XGA,支持最大1400×1050像素。
UVGA:全稱Ultra Video Graphics Array,也有被稱作UXGA(Ultra Extended Graphics Arry),這種屏幕應用在15英寸的屏幕的本本上,支持最大1600×1200像素,價格也是比較昂貴。
WXGA:全稱Wide Extended Graphics Array,按16:10比例的加寬本本屏幕,適合於DVD影片的長寬比,所以看DVD時不會有圖象變形或兩邊圖象顯示不出來的問題,這種屏幕支持1280×800和1680×1050兩種像素的15.4英寸的屏幕,現在大多數寬屏幕的本本採用這種屏幕。
筆記本電腦硬碟
筆記本電腦所使用的硬碟是2.5英寸,而台式機為3.5英寸,價格上也比台式機高一些。由於應用程序越來越龐大,硬碟容量也有愈來愈高的趨勢,因此在選購機器時,硬碟的容量應有一個擴展的考慮。硬碟是筆記本電腦最脆弱、最易壞的部件,平時使用中要格外注意防震防摔,多做備份。對於筆記本電腦的硬碟來說,不但要求其容量大,還要求其體積小。為解決這個矛盾,筆記本電腦的硬碟普遍採用了磁阻磁頭(MR)技術或擴展磁阻磁頭(MRX)技術,MR磁頭以極高的密度記錄數據,從而增加了磁碟容量、提高數據吞吐率,同時還能減少磁頭數目和磁碟空間,提高磁碟的可靠性和抗干擾、震動性能。
但是筆記本硬碟的性能目前跟台式機硬碟的性能差距仍然是巨大的,在台式機硬碟已經達到7200轉的主流轉速時,筆記本硬碟仍然是只有4200轉的主流轉速,硬碟成為了絕大多數的筆記本的性能瓶頸。為了追求更加的輕薄,已經有1.8英寸的筆記本硬碟出現了,東芝的Portege R100正是採用了這種硬碟才實現了極限的輕薄,但是1.8寸硬碟的性能更加慘不忍睹。
筆記本電腦主板
筆記本電腦的主板與台式機不同,筆記本電腦採用All-in-One設計, 只有一塊主板,集中安裝了CPU、顯示控制器、軟硬碟控制器、輸入輸出控制器等一系列部件。它與筆記本專用CPU一起,通過高性能散熱技術,保證筆記本電腦的正常運轉。Bluetooth
即藍牙技術,是一種短距離無線通信技術,遵循IEEE 802.x標准,最大傳輸速度為1Mb/s,傳輸距離為10米,使用增益天線可擴大為100米。利用藍牙技術,能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和行動電話手機等移動通信終端設備之間的通信,也能夠成功地簡化以上這些設備與Internet之間的通信,從而使這些現代通信設備與網際網路之間的數據傳輸變得更加迅速高效,為無線通信拓寬道路。
BNC
區域網中同軸電纜介面,但只有在10M網中才用,現100M網只用RJ45介面。目前絕大多數區域網都是使用RJ45介面,BNC極少被使用。
BTO
Build To Order,即產品按照客戶訂單生產,按照用戶的需求製作。這是由Intel領頭的一個大規模的計劃,這種攜帶型系統通常允許系統集成商根據客戶的要求,加入處理器、內存和硬碟以實現按需求生產,可以升級,可以定製,並且以後還將過渡到機型外殼和顏色也自由選擇。整款機器將是完全在Intel構架上組裝完成,使用Intel的Mobile移動處理器、使用Intel的晶元組主板。
Cache
即高速緩沖存儲器,是位於CPU與主內存間的一種容量較小但速度很高的存儲器。由於CPU的速度遠高於主內存,CPU直接從內存中存取數據要等待一定時間周期,Cache中保存著CPU剛用過或循環使用的一部分數據,當CPU再次使用該部分數據時可從Cache中直接調用,這樣就減少了CPU的等待時間,提高了系統的效率。Cache又分為一級Cache(L1 Cache)和二級Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU內部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,現在也都集成在CPU內部,常見的容量有256KB或512KB L2 Cache。
CardBus
一種32位個人計算機卡的工業標准匯流排。它允許用戶通過32位介面使用FastEtherent和高速SCSI及圖像捕捉等技術。Cardbus可使32位PCI設備包裝成16位PC卡形式,以插進PC卡插槽。Cardbus在33MHz匯流排上達到132M/s的傳輸速率。16位PC卡介面提供的modem和10MbDsLAN連接不能適應快速乙太網技術。Cardbus插槽使用3.3V技術,以提高筆記本電池的使用壽命。
CD-ROM/CD-R/CD-RW
CD-ROM是只讀光碟是一種能夠存儲大量數據的外部存儲媒體,一張壓縮光碟的直徑大約是4.5英寸,1/8英寸厚,能容納約660兆位元組的數據。所有的CD-ROM盤都是用一張母盤壓制而成,然後封裝到聚碳酸酯的保護外殼里。記錄在母盤上的數據呈螺旋狀,由中心向外散開,磁碟表面有許許多多微小的坑,那就是記錄的數字信息。讀CD-ROM上的數據時,是利用激光束掃描光碟,根據激光在小坑上的反射變化得到數字信息。CD-ROM驅動器的速率以「X倍速」表示,其速率的標准有2倍速,4倍速,8倍速等,目前可達到52倍速。但CD-ROM已經趨於淘汰,逐漸被DVD-ROM所代替。
CD-R即可寫入式CD光碟,可以對其進行寫入操作,但不能擦寫已寫入的內容;CD-RW則既可以寫入,又可以擦寫,但可擦寫的次數是有限的。對CD-RW進行寫入和擦寫操作需要使用CD-RW驅動器,也就是我們常說的CD刻錄機。刻錄機也可以寫入CD-R碟片。
CDMA無線上網卡
CDMA是碼分多址(Code-DivisionMultiple Access)技術的縮寫,是近年來在數字移動通信進程中出現的一種先進的無線擴頻通信技術。CDMA無線上網卡類似於GPRS無線上網卡,採用PC卡介面,可以插入筆記本電腦實現無線Internet接入。在一般環境下最快的可達153K,幾乎是GPRS速度的四倍。雖然CDMA 1X比GPRS快了數倍,但目前由於國內CDMA 1X網路尚不是很成熟,往往達不到這個速度。
Centrino Mobile Technology
即迅馳移動技術。2003年1月9日,英特爾正式宣布即將推出的無線移動計算技術的品牌名稱:迅馳移動計算技術。這一全新品牌代表了英特爾為筆記本電腦提供的最佳技術,基於全新移動處理器微架構和無線連接功能,並在電池壽命、輕薄外形和移動性能方面具有增強特性。
迅馳並非是一款CPU,而是一整套的技術,包括三大組成部分:
一個微處理器:代號Banias,沒有採用傳統的P-3,P-4的標記,而是直接被稱為Pentium-M,主頻從1.3GHz起,目前最高的為1.7GHz。
與P-M處理器配套的Intel I855晶元組
Intel Pro/Wireless LAN無線網卡
以上三者欠缺或修改了任何一項都不能被稱為迅馳筆記本。迅馳品牌是英特爾首次將一系列技術用一個名字來命名。
觸摸屏
為了操作方便,人們用觸摸屏代替滑鼠或鍵盤,根據手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用於檢測用戶觸摸位置,接受後送觸摸屏控制器,然後把接受的信息送主機。目前,在高級PDA(如PALM和PPC)上,已經幾乎全部使用觸摸屏作為顯示和輸入設備,在少部分DV和DC上,也可以找到觸摸屏的身影。
COMBO光碟機
COMBO是結合體的意思,COMBO光碟機是結合了CD-ROM,CD-R,CD-RW,DVD-ROM等多種功能的新型光碟機,目前在中高端筆記本電腦中常見這種光碟機。
CPU
Central Processing Unit,中央處理器。是電腦中的核心,中央處理器在計算機的功能就如同人的大腦。在筆記本電腦內部產生熱量的大戶,除了硬碟之外就是CPU了,而使用低電壓工作的CPU所產生的熱量比較少,計算機也比較穩定,所以雖然都同為Pentium IV的CPU,但台式機與筆記本電腦所用的中央處理器是不同的。筆記本電腦所使用的是低電壓的CPU。有些高檔機型使用的是專為筆記本電腦設計的Pentium-M中央處理器。
CPU主頻
處理器主頻以每秒處理器周期可運行的百萬次計算。通常,帶有較高MHz或GHz的處理器能夠提高電腦運行創新、娛樂、通信和生產力應用的性能。但主頻只是影響系統整體性能的一個方面,並非越高的主頻就一定帶來越高的機器整體性能。
DC 電源
直流電,即使用各類電池為數碼設備供電。
讀卡器
讀卡器是一種專用設備。有插槽可以插入存儲卡,有埠可以聯接到計算機。把適合的存儲卡插入插槽,埠與計算機相連並安裝所需的驅動程序之後,計算機就把存儲卡當作一個可移動存儲器,從而可以通過讀卡器讀寫存儲卡。讀卡器分為專用讀卡器和復合型讀卡器,專用讀卡器只能讀寫某種特定存儲卡,而復合型讀卡器可以讀寫多種存儲卡。目前,已經有8合一的讀卡器。
DVD光碟機
指讀取DVD光碟的設備。DVD碟片的容量為4.7GB,相當於CD-ROM光碟的七倍,可以存儲133分鍾電影,包含七個杜比數字化環繞音軌。DVD碟片可分為:DVD-ROM、DVD-R(可一次寫入)、DVD-RAM(可多次寫入)和DVD-RW(讀和重寫)。 目前的DVD光碟機多採用EIDE介面,能像CD-ROM光碟機一樣連接到IDE1或IDE2口上。
Enhanced Port Replicator II/III
增強型埠轉接器II/III。一種介面設備,使到許多外設的一點連接成為可能,並提供附加的埠和插槽。
解析度
解析度是指構成一個圖像的像素[Pixels]總數。對於顯示設備,如電腦顯示器,PDA的LCD顯示屏,我們以X*Y的格式表示其顯示解析度,1024*768即表示顯示設備的長邊上有1024個像素,而寬邊上有768個像素,總像素數為1024*768。以640* 480為例,即將整個屏幕分為640個水平點乘以480個垂直點。若以800 * 600來看,可將整屏分為800個水平點乘以600個垂直點。由上例可知解析度愈高,我們可看到的圖像愈細膩。
Fn-esse
可讓你將筆記本電腦的某項功能賦予熱鍵的東芝實用程序。目前其他廠商也都有類似的程序。
Function Keys
功能鍵。標有F1到F12的鍵,用於通知計算機執行某項功能。如一般的,F1鍵用於打開應用程序中的幫助文件。
GPRS
通用分組無線業務(GPRS)是一個無線通信標准,其傳輸速率為115Kbps;而目前的全球通(GSM)系統的傳輸速率僅為9.6Kbps。GPRS是專門為了在更大地區內發送數據而設計的。目前一些專門為筆記本電腦設計的GPRS無線上網卡可以使得筆記本電腦具有在只要有GSM手機信號的地方都能實現Internet接入的功能。
光軟互換機型
「光軟互換」是光碟機和軟碟機是可以互換使用的,用機器上的同一個插槽,
光軟外掛機型
「光軟外掛」是光碟機和軟碟機均通過介面和機器相連,使用時均須外接。