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計算機網路第7版並行傳輸

發布時間: 2023-06-13 23:53:16

1. 計算機網路技術相關問題

主要課程說不清楚,有點多,計算機發展歷史,計算機硬體基礎知識,計算機網路,計算機編程c++,java,工作行業主要就是it行業撒,能維護網路安全的,能編程的,做手機軟體的都可以,當然你也可以留校

2. 計算機網路系統規劃與設計研究|計算機網路 第7版 pdf

摘要:在這個網路更新如此迅速的年代,我國的信息化程度也日益完善,國民經濟總值也在日新月異的增長著,這種飛速發展的前景,計算機網路系統是首要的功臣,計算機網路系統的巨大特點是結構比較復雜多變,並且規模相當大,翻新程度特別快,所以,計算機網路系統的規劃變得愈發的重要。於是越來越多的人開始重視研究計算機網路系統的設計與研究,讓我國的計算機領域在世界也逐漸贏得一席角落,慢慢的得到全球網路信息界的認可與好評。通過對計算機網路系統規劃與設計的研究,體現了當代信息化社會的迅速與蓬勃發展,同時也襯託了計算機網路系統規劃越發的完善,設計也有著質的突破和飛躍。
關鍵詞:計算機信息網路系統蘆凳規劃研究設計方案
中圖分類號:TP39文獻標識碼:A文章編號:1007-3973(2012)006-100-02
1 計算機網路系統的結構特點
1.1 計算機網路系統規劃的分布形式
計算機網路系統規劃是由分布式逐漸向集中式慢慢過度的發展過程,為了充分的適應我國國情,計算機網路逐漸有分布式慢慢的向更加具體化更加易於管理的集中式做詳細調整。由於網路分布式過於散亂,在整體規劃和布局過程中會出現麻煩或者偏差,所以更容易造成人力物力的資源浪費,以及成本的無謂提高。所以,趨向集中式管理是計算機網路系統的必然轉折過程。
這種形式的轉化不僅可以在很大程度上提高效率,還可以在經濟水平等方面逐步完善節約的理念以及風險意識。統籌兼顧計算機網路的運營成本以及運營方式,讓計算機運營理念可以進步一得到快速更新交疊,向集中式管理模式逐漸轉換。
1.2 計算機網路系統規劃的基本特點以及功能
隨著計算機領域的革新和逐步調整,在邏輯上的網路轉換真正意義上實現了高效穩定的群集集中式的網路系統,這樣的系統在業務的具體需要上不斷的擴充並適當的延伸,各地區的區域網也可以通過路由器與集中式管理的控制中心進行大規模的數據交換以及數據剖析和上傳。
資料庫的清點以及審核已經變成了客戶管用的模式,為了隨時更新方便客戶的操作,計算機網路系統必須擁有及時反饋並提供最新信息的功能特點,第一時間總匯所有的信息內容並且實現資源共享。由網路總部進行統一管理並且嚴格篩選,然後迅速傳送。
在網路每天的點擊率和信息傳播速度等方面可以清晰的觀察到集群網路的一些特點,供求環境在網路的大平台上進行綜合以及迅速迅嘩枝收集新信息並且重新擴散,迅速並准確,第一時間把所有的信息網重組而且按照一定的邏輯順序和方式發布。
1.3 計算機網路系統規劃的實際運行效果
由於計算機網路系統的進一步組建並且整個網路平台的管理模式得到了新的改善以及網路業務管理系統的初具規模,所以集中式分布網路系統的發展已經如火如荼。促使了很多企業和運用網路了解資源信息的領域都被帶動起來,所以,集中分布的網路系統與各項業務關系以及業績的提升都緊密相聯。計算機網路系統的作用不斷的被認可並且得到進一步的積極發展運用。
無論是商界,金融界,以及證券和交易市場,乃至於學校或者娛樂場所等都以及得到了越來越強大的市場經濟水平的佔有量。尤其是有關金融行業的發展更是史無前例的在曾經一貫的經濟競爭中如魚得水,運行效果極佳,口碑早已不再是一個完美的句子,而是變成了數以萬計甚至億萬計的龐大數字系統。
2 計算機網路系統的規劃研究具體原則
2.1 計算機網路系統的總體原則
區域網的設計原則是根據越來越被人們認可的,現代科技速度以及前沿經濟能力建設發展方向畝敏還有理念所實施的。(1)計算機網路系統的首要原則要遵循當代網路的實用性,統一性以及靈活時效性。(2)還有兼顧其開放性的具體運營手段和可擴充性及安全性的基本運營理念。設計原則要根據標准規范作為系統分析的研究策略要求掌握,還要同時開展各項可持續運營的網路利用新型行業,以高效節能並且迅速時效的最基本原則作為奠基理由,再通過網路渠道制定適合於計算機區域網可以展開的發展方向。這樣的計算機網路系統才能真正的服務社會,成為全球公用首要的利用渠道。
2.2 計算機網路系統規劃的具體實施
其計算機網路系統開放性的發展原則提前是符合國際化標准網路平台的各項統一規則,同時區域網通過網路之間的互通原則實現開放的總體理念。以規范化作為先決條件才能真正的把開放性原則實施到位,並且在運用中表現的更加合理井井有條。
可擴充性原則在計算機網路系統實施中的體現同樣十分明顯,使之變得更具良好的網路服務平台,基礎優秀並且符合現代的前沿服務信息化的標准理念。同時更需要注意的是時刻遵循可靠性原則,這是整個計算機信息網路規劃研究設計的基礎,只有具備這一項實質性原則,並且落實的翔實有效才是不中斷用戶正常使用的條件,所以把容錯率降低到最小,是計算機網路系統的本職任務。
同時,計算機網路系統對於可管理性原則也必須無條件遵循。只有在一定的管理強度下,計算機網路才能真正意義上為大家更好的服務,才能便於隨時維護並且監管運行狀態和運行速率。
3 計算機網路系統的研究與設計方案
3.1 計算機網路系統的設計方案
如今,計算機網路系統的運用已然十分廣泛,其廣域網接入方式也不再單一,主要接入方式有三種:(1)電話線數據機接入法,這種方法比較傳統,接入方式簡單。(2)電纜數據機,這種方法也越來越普遍。(3)無線微波接入法,這種接入方法比較適於大家方便快捷的應用,方便大家在出行或者會議等各種場合隨時隨地使用,這種方式特別受到廣大計算機研究愛好者的贊譽。
目前,計算機在校園或者在室內應用的廣域網在結構或者安全方便具備極高的性能,網路結構完好,可以基本上保證連接過程中無斷點,無故障。可以自覺的均衡網路伺服器使用流量,大大減少甚至杜絕了網路杜塞的現象,可以使網路變得更加暢通更加快捷、方便,以便於在使用過程中減少數據的丟失現象。
3.2 計算機網路系統設計方案存在的安全問題
為了可以確保計算機網路系統使用的安全性,可以合理的通過路由器進行微控制,有效的充當外部防火牆,阻止或者直接屏蔽了很多外部的不良信息侵擾,還可以通過加密的形式對計算機網路系統管理設計規劃進行內部保護,防止更多的惡性信息滋擾計算機的正常工作。
還要考慮到計算機網路系統的布線設計可靠強度,這種布線設計避免了電磁波的干擾,同時在布線的過程中應該考慮到來自於各種方面想干擾情況,除此之外,電源和消防報警系統也需要同步進行完善。為了從根本上消除計算機網路遭到外界入侵的干擾現象,正確的報警信號以及傳輸至消防中心是至關重要的一項研究課題。
在正確修正報警以及放侵擾的設計同時,對於病毒的防範意識需要同步加強,這一點對於網路安全性不可小覷。因為網路病毒也同樣會受到網路使用的限制,所以,DOS病毒是比較需要用戶注意的一種常見網路病毒現象,是病毒入侵的主要防範對象。當然,我們在使用計算機網路系統的同時,也要逐步完善計算機網路的更新,隨時發現問題,解決問題,為計算機的使用提供了更好的安全保障,使我們對計算機的應用更加行之有效,更加的安全、方便、快捷。
4 結語
綜上所述,在這個變化萬千的信息時代,計算機網路系統的應用領域越來越廣泛,所以對於計算機是使用也適當的越來越重要,人們的目光多數都自然而然的慢慢聚焦在了對計算機網路系統的規劃與設計上面。所以在事態萬千的年代,計算機網路系統的設計更是要必須配合當代人發展的眼光,來為各項服務系統提供日益擴張的需求以及平台。

參考文獻:
[1]黃海水,黃貞益,王大龍.環境信息系統的設計與實踐[J].計算機應用研究,2000(11).
[2]周興東,普鋼.數據管理和網路備份設計[J].雲南電力技術,2000(03).
[3]吳迪,陳貴生,王學珍,等.數字圖書館資源遠程訪問模式與共享研究[J].圖書館論壇,2009(03).
[4]閆曉弟,耶健.基於VPN的電子資源遠程訪問系統的研究與實現[J].情報雜志,2009(08).

3. 計算機網路(3)

課程筆記,筆記主要來源於《計算機網路(第7版)》,侵刪

簡述/引言:
信道是鏈路的一個抽象,並非實際的描述。
數據鏈路層有兩種類型:

鏈路:一個結點到相鄰接待您的一段物理線路(有限或無線),中間沒有其他的交換結點。
數據鏈路:實現協議的硬體和軟體 + 鏈路 = 數據鏈路
網路適配器:一般都包括了數據鏈路層和物理層這兩層的功能
*規程:早期的數據通信協議
幀:點對點信道的數據鏈路層的協議數據單元
IP數據報:網路層協議數據單元(數據報、分組、包)

三個基本問題:封裝成幀、透明傳輸、差錯檢測

目前點對點鏈路中,使用最廣泛的數據鏈路層協議就是PPP協議
PPP協議:用戶計算機和ISP進行通信時所使用的數據鏈路層協議
PPP協議應滿足的需求(主要部分):

PPP協議的三個組成部分:

首部和尾部分別為四個欄位和兩個欄位
首部:

區域網的主要特點:網路為一個單位所擁有,且地理范圍和站點數目均有限
*區域網具有的優點:

區域網按網路拓撲進行分類有:星形網、環線網、匯流排網(現使用最多)

共享信道的方法:

乙太網的兩個標准:DIX Ethernet V2 和 IEEE的802.3標准
802.3標准把區域網的數據鏈路層拆成兩個子層:邏輯鏈路控制LLC子層(偏網路層)、媒體接入控制MAC子層(偏物理層)

適配器(網路介面卡/網卡)的作用:連接計算機與外界區域網

早期的乙太網是多個計算機連接在一條匯流排上的
匯流排的特點:廣播通信方式,實現一對一通信

為了通信的簡便,乙太網採取了兩種措施:

CSMA/CD協議(載波監聽多點接入/碰撞檢測):

CSMA/CD協議特性:

關於碰撞:

集線器:在星型拓撲網路的中心增加的一種可靠性非常高的設備
集線器的特點:

令 , 為單程端到端時延, 為幀的發送時間
則 越小,乙太網的信道利用率就越高
極限信道率
只有當參數 遠小於1才能得到盡可能的信道利用率

MAC地址:48位(IEEE 802標准),是區域網中的硬體地址/物理地址,是每個站的「名字」或標識符(固化在適配器的ROM中的地址,一般不可更改)
IP地址:32位,代表了一台計算機,是終端地址(可更改)

MAC幀之間傳送要有一定的時間間隔
適配器對接收到的MAC幀的處理:先檢查MAC幀中的目的地址,若是本站的則收下再進行其它處理,否則直接丟棄
接收到的MAC幀有三種:

MAC幀的格式
兩種MAC幀格式標准:DIX Ethernet V2標准(乙太網V2標准)、IEEE的802.3標准
MAC幀的類型欄位用來標志上一層用的什麼協議,以便把接收到的MAC幀的數據上交給上一層的這個協議
IEEE 802.3標准規定的無效MAC幀:

(原理不變,擴大距離)

使用光纖和一對光纖調節器

使用多個集線器
好處:

缺點:

最初使用網橋
網橋的傳輸不會改變MAC幀的源地址
網橋的作用:對MAC幀的目的地址進行轉發和過濾

網橋的優點:

網橋的缺點:

後改用乙太網交換機
乙太網交換機 / 交換式集線器:工作在數據鏈路層,實質上就是一個多介面的網橋
乙太網交換機特點:是一種透明網橋(一種即插即用設備),其內部的幀交換表(地址表)是通過自學習演算法自動轉建立起來的

乙太網交換機可實現虛擬區域網(VLAN)
虛擬區域網:由一些區域網網段構成的與物理位置無關的邏輯組

4. 數據通信的傳輸方式有哪些

數據通信方式

計算機網路中傳輸的信息都是數字數據,計算機之間的通信就是數據通信方式,數據通信是計算機和通信線路結合的通信方式。
根據所允許的傳輸方向,數據通信方式可分成單工通信、半雙工通信、雙工通信三種方式。
基本信息
中文名 數據通信方式
分類 通信
主要應用 數據傳輸
通信方式
按照數據在線路上的傳輸方向,通信方式可分為:單工通信、半雙工通信與全雙工通信。
單工通信只支持數據在一個方向上傳輸,又稱為單向通信。如無線電廣播和電視廣播都是單工通信。
半雙工通信允許數據在兩個方向上傳輸,但在同一時刻,只允許數據在粗派纖一個方向上傳輸,它實際上是一種可切換方向的單工通信。即通信雙方都可以發送信息,但不能雙方同時發送,(當然也不能同時接受)。這種方式一般用於計算機網路的非主幹線路中。
全雙工通信允許數據同時在兩個方向上傳輸,又稱為雙向同時通信,即通信的雙方可以同時發送和接收數據。如現代電話通信提供了全雙工傳送。這種通信方式主要用於計算機與計算機之間的通信。
傳輸方式
並行傳輸
並行傳輸指的是數據以成組的方式,在多條並行信道上同時進行傳輸。常用的就是將一個字元代碼的幾位二進制碼,分別在幾個並行行道上進行傳輸。例如,採用8單位代碼的字元,可以用8個信道並行傳輸,一次傳送一個字元,因此收、發雙方不存在字元的同步問題,不需要加「起」、「止」信號或者其他信號來實現收、發雙方的字元同步,這是並行傳輸的一個主要優點。但是,並行傳輸必須有並行信道,這帶來了設備上或實施條件的限制。
串列傳輸
串列傳輸是構成字元的二進制代碼在一條信道上以位(碼元)為單位,按時間順序逐位傳輸的方式。按位發送,逐位接收,同時還要確認字元,所以要採取同步措施。速度雖慢,但只需一條傳輸信道,投資小,易於實現,是數據傳輸採用的主要傳輸方式。也是計算機通信採取的一種主要方式。
非同步傳輸
非同步傳輸是字元同步傳輸的方式,又稱起止式同步。當發送一個字元代碼時,字元前面要加一個「起」信號,長度為1個碼元寬,極性為「0」,即空號極性;而在發完一個字元後面加一個「止」信號,長度為1,1.5(國際2號代碼時用)或2個碼元寬,極性為「1」,即傳號極性。接收端通過檢測起、止信號,即可區分出所傳輸的字元。字元可以連續發送,也可單獨發送,不發送字元時,連續發送止信號。每一個字元起始時刻可以是任意的,一個字元內碼元長度是相等的,接收端通過止信號到起信號的跳變(「1」 「0」)來檢測一個新字元的開始。該方式簡單,收、發雙方時鍾信號不需要精確同步。缺點是增加起、止信號,效率低,使用於低速數據傳輸中。
同步傳輸
同步傳輸是位(碼元)同步傳輸方式。該方式必須在收、發雙方建立精確的位定時信號,以便正確區分每位數據信號。在傳輸中,數據要分成組(或稱幀),一幀含岩仿多個字元代碼或多個獨立碼元。在發送數據前,在每幀開始必須加上規定的幀同步碼元序列,接收端檢測出該序列標志羨培後,確定幀的開始,建立雙方同步。接收端DCE從接收序列中提取位定時信號,從而達到位(碼元)同步。同步傳輸不加起、止信號,傳輸效率高,使用於2 400 bit/s以上數據傳輸,但技術比較復雜。

5. 在計算機網路中,採用串列還是並行方式傳輸信息,為什麼

目前的乙太網,無論是銅纜的還是無線的,都是串列信號載波,
比如100Mbps的百兆銅纜,傳輸的就是100MHz的1位寬串列信號。

例外的是使用多模光纖WDMA的超高速乙太網或者FDMA的無線網路如802.11n

6. 【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)

7. 計算機網路技術及應用的目錄

第1章基本通信技術
1.1通信系統簡介
1.1.1通信技術發展簡史
1.1.2通信系統的組成
1.2通信媒體
1.2.1雙絞線
1.2.2同軸電纜
1.2.3光纖
1.2.4微波通信
1.2.5衛星傳輸
1.3信息的符號表示與信息編碼
I.3.1信息的符號表示
1.3.2信息編碼
1.4模擬信號與數字信號
1.4.1數字信號
1.4.2模擬信號
1.4.3數據編碼技術與調制解調
1.4.4數據機及其標准
1.5多路復用
1.5.1多路復用器
1.5.2頻分多路復用
1.5.3時分多路復用
1.6數據傳輸模式
1.6.1並行傳輸
1.6.2串列傳輸
1.6.3單工、半雙工、全雙工通信
1.7標准、標准化組織和介面標准
1.7.1標准與標准化組織
1.7.2DTE與DCE之間的物理介面
1.7.3空數據機
1.8通信服務與通信設備
1.8.1電話系統
1.8.2綜合業務數字網1SDN
1.8.3移動通信與蜂窩式電話
思考題
第2章計算機網路
2.1計算機網路概述
2.1.1網路的功能
2.1.2網路標准
2.1.3網路的分類
2.1.4網路拓撲結構
2.1.5網路協議
2.2網路傳輸介質
2.2.1雙絞線
2.2.2同軸電纜
2.2.1光纖
2.3網路硬體和網路設備
2.3.1網卡
2.3.2中繼器
2.3.3集線器
2.3.4橋連接器
2.3.5交換機
2.3.6路由器
2.1.7機櫃
2.4網路的架設
2.4.1乙太網(Ithernet)
2.4.210BaseT網路的架設
2.5網路操作系統
思考題
第3章網路操作系統
3.1網路操作系統概述
3.1.1網路系統軟體和網路操作系統的概念
3.1.2網路操作系統的發展
3.1.3網路操作系統的功能
3.2幾種網路操作系統的比較
……
第4章常用網路服務及其配置
第5章Web伺服器的架設和管理
第6章ETP伺服器的架設和管理
第7章郵件服務的配置和管理
第8章HTML標記語言
第9章JavaS腳本語言
第10章擴展標記語言XML
第11章ASP技術及其應用
第12章網路安全與防火牆技術