神话娱乐


网站导航

联系我们

神话娱乐

联系人: 

电 话:021-64057486

公司网址:http://www.zhangshanggo.com

   址:成都市松江区漕河泾松江新兴产业园区研展路丰产支路55号B座803室

邮编:201165


通信知识

您的当前位置: 神话娱乐主页 > 通信知识 >

通信网络底层知识梳理

发布日期:2020-05-14 09:54 来源:未知 点击:

  有源器件:指工作时需要外部能量源的器件,该器件有个输出,并且是输入信号的一个函数,LED、比较器等

  1 无线通信中,为获得较高辐射效率,天线尺寸必须与波长差不多,因此只有高频(短波长)信号能满足要求。

  3 频率越高,衰落越大,因此对基站的发射机有更高要求,同时其频段内用户数量少,抗干扰能力自然更好。

  基带信号:频谱从零频附近开始的原始信号,如语音信号频谱300~3400Hz,图像信号频谱0~6MHz

  带宽定义二:单位时间内,通信网络中某一点到另一点所能传输的数据量。数字通信(二进制)带宽的计算公式是 时钟频率*总线

  PCM: pulse code modulation,脉冲编码调制。对音频、图像、视频信号的离散化、数字化的一种编码方式,由取样、量化和编码三个基本环节构成

  并行通信和串行通信:从原理上讲,并行通信拥有更多数据线,理应拥有更高的信息传输能力。但现实并非如此,因为并行传输的前提是各信号同一时序且同一时序接收,时钟频率过高时各信号难以合拍,布线稍有差异就会引起错误。另外,并行线占用了更多空间,消耗更多成本。因此近几年串行通信技术回归主流,典型代表无疑就是USB

  同步通信和异步通信:同步通信要求发收双方具有同频的时钟信号,只要传送报文前添加同步字符即可;异步通信无需同步时钟,两字符间的时间间隔是不固定的,所以比较,但要求接收方时刻做好接收准备,异步通信的优点正在于此,缺点是每个字符帧都包含起始位和停止位,有效信息位占比降低。

  信道中的干扰分为有源干扰和无源干扰:有源干扰即来自的因素产生的干扰,一般指噪声;无源干扰即与因素无关的干扰,即信道本身传输特性不良。

  天波:(2~30MHz)依赖电离层(距离地面60~400千米)反射,通过这种方式覆盖到地面上可能不是连续区域。经多次反射后距离可达10000千米以上。

  视线MHz以上,即像光波那样沿直线,为了扩大传输距离,最简单的办法就是提线,d为传输距离,由于视距传输距离有限通常可以采用无线电中继的方法,即多次转发实现远程通信。理论上有一个较好的方法全球覆盖,即用三个相对静止卫星做中继站,这样增加了一次转发可达距离,但是提升了对发射功率的要求,也增加了传输延时,另外发射卫星也是个巨大的工程。今年来一个类似的想法是平流层(17~22km)通信,即把基站用冲氮飞艇悬在半空,这样只要250个飞艇就能覆盖全球90以上人口和地区,性价比极高。

  信道特性的描述可以用幅频特性或者相频特性,无失真的传输要求幅频特性曲线是一条直线,即振幅与频率无关,相频曲线为一条过原点的直线,即传输时延与频率无关。幅频特性不理想则称有频率失真、相位特性不理想则称为有相位失真,两种失真都是线性的,故可以通过线性补偿解决。

  热噪声,一种自然噪声,导线、电阻、半导体内部电子热运动产生的噪声,不可避免,也称白噪声,由于其噪声是电子运动产生,具有正态分布特性,故又称高斯白噪声。

  vsb残留便带调制是介于dsb双边带调制和ssb单边带调制之间的一种调制方式,它既克服了dsb信号占用频带宽的缺点,又解决了ssb信号实现中的困难。

  数字调制与模拟调制基本原理相同,但数字信号具有取值离散的特点,一般有两种数字调制技术方法,一是用模拟调制的方法调制数字信号,将数字信号视为待调制信号的一个特例;而是使用键控法(2ASK,2FSK,2PSK)。

  模拟信号的数字化:抽样、量化、编码。其中量化分为均匀量化和非均匀量化,对小信号而言,信噪比较小,均匀量化并不科学,例如话音信号,因此有了A律和u律等非均匀量化法。我国采用的是A律13折线。美国日本使用的是u律。

  以A律13折线为例简要介绍编码方法,13折线个非均匀划分的段落,c5~c8表示16个均匀量化的电平。

  1 检错重发:在发送时附加监督码元,接收端利用这些码元检测到有错时,通知发送端重发,它的局限是不能判断错码以及如何纠正,如奇偶校验。

  2 前向纠错(FEC:forward error correction):能纠正错码,优点是不需重发,没有因反复重发引发的时延。

  3 检错删除:即以码元为单位,发现错误码元即删除,这种方式使用于少数特定系统,那些即使删除部分码元不影响接受的系统。

  4 反馈校验:无需差错码元或监督码元,接收端接到码元后回发给发送端,在发送端进行比较,如一致则认为无错,否则重发。这种技术优点是简单易理解,缺点是需要双向信道且传输时间翻倍,且有可能发送过来时无错回发时出错也被判错,降低了传输效率。

  在评价信道的检错能力时有一个矛盾点,即检错能力与冗余度(监督码元数目与总码元数目之比)的矛盾,一般来讲,检错能力越强,需要越多的监督码元,冗余度也越高,作选择时应根据具体情况取舍。

  2 码元同步:即在接收端产生一个与接收码元严格同步的时钟脉冲序列,确定接收码元的起止时刻,以便判决。

  4 网同步:在多个通信对象组成的数字通信网中,为了使各站点保持同步,还需解决网同步的问题。例如时分复用通信网中,为了正确地将来自不同地点的两时分多信号复接时,就需使各信号同步后开始合并。

   理论上讲,无线通信速率要优于通信,无线通信介质是空气或真空,传输速率接近光速,通信是不可能达到的,一来介质的限定,而来不可能实现直线。假若实现月亮和地球的点对点通信,无线通信必须建立中继站,否则月球背对我们的时候是无法通信的

  2 通信开通必须架设电缆,面临挖沟和架线的问题,时间成本和材料、人力成本较高,另外,除电信部门外,其他部门没有在城区内挖沟铺设电缆的,相比之下,搭建无线通信系统成本更低

  3 通信系统的通信质量会随着线公里后误码率提升,传输速率下降,而对于无线扩频通信(扩展带宽)方式,50公里内几乎没有影响

  6 当出现故障时,网络需沿线检查,难以及时找出故障点,而无线扩频通信很容易试出故障点,扩频即可,可快速恢复通信。

  7 安全方面,无线电可能被搭线,而无线扩频通信本身就起源于军事上的防,广袤的频带大大提升了的难度。

  综上,无线通信在时间、财力、人力上的低成本,安全性、灵活性、可性等方面具有很大优势。通信目前的优势在于媒介的限定提升了稳定性、减少了对人体辐射。无线通信信号较差原因在于母机与子机之间可能存在障碍物,而高频无线信号的衍射能力是比较弱的;此外也有可能是(来自家电)同频段信号的干扰

  IPV4:32位,约40亿个地址,这个分配常不均的,独占30亿个,中国才3千万,仅相当于一个麻省理工学院,擦

  通信链:占用给定空域和频域的通信渠道。其占用的空域可以是大气层、水下或者人造电磁传到煤质,前者为无线通信,后者为通信。

  频分复用:FDM frequency-division multiplexing 给定频带划分给不同用户使用,要求总频带大于各个子频带之和,同时为安全性,各个子频带之间会有一段隔离带

  信息(还有计费、信息等),即信令。终端设备:发送和接收信号的设备。包括电话机、传真机、、

  由器:网络通信的交通,负责信息的分流,与交换机的区别在于,交换机处于osi模型的第二层数据链层,而由器处于第三层网络层。两者工作时使用不同的

  随着视频、多信号传输需求的逼近,传统的低速率(2Mb/s以下)传输已经不能符合需求了,随之诞生了宽带综合业务数字网 Broadband ISDN ,故将前者又称为窄带综合业务数字网 Narrowband ISDN

  1 网形:要求任意两节点间都有一条链直接相连,故假设N个节点的线条链,当节点增加时,链条数急剧上涨,且链利用率低,经济性差,它可以不需要转发设备,但是若各节点有转能,则系统可靠性极高

  2 星形:除中心节点外,其他节点间的通信都需要中心节点转接。从可靠性上考虑,极度依赖中心节点,中心瘫痪,全局皆崩

  3 环形:每个节点都有转能,任意两点间有两条可达线,这一点好于于星形,但多次转发可能带来较长延时,可靠性也可能降低

  4 总线形:利用一条总线连接所有节点,总线一个时间段只为两个节点通信服务,节点数目较多时会有较大延时,故它跟环形一样不适合节点过多的网络

  本地网:一般各电话机通过用户线接到端局,一个端局内部一般是星形网,端局与汇接局通过(中继线)大容量电缆连接

  拨号脉冲:每个脉冲占100ms,脉冲个数表示数字(0用十个脉冲表示),平均拨号时长是0.55秒

  双音多频:16组频率组合使用,两位表示一个数字,共可表示16种,已经投入使用12种,除十个数字外还有*和#

  电交换要求通话时间内有一条通信电始终处于连接状态,这会造成时间上的浪费,信息交换是按照存储-转发方式工作的,即发送端发来的信息先保存起来再按信令转发,直到达到目的地,这节省了时间片,但也随之带来了延时的问题,一个缓冲延时问题的方法是分组交换,即将整个报文分成若干组,分别编号传输,这样多并行虽不能每组信息都准时到达,却能一定的实时性,另外,若分组数据都经过同一由并用同一方式处理,可以认为这是一条虚拟信道。

  通信协议:拨号脉冲长度、双音多频的频率、拨号音和忙音等的频率和持续、间隔时间等一系列终端和交换设备必须遵守的。

  TCP/IP四层:网络接口层(HDLC)、网络层(选择适当由和交换节点,使数据透明地传输到目的地IP,IPX)、传输层(TCP/UDP)、应用层(HTTP、SMTP、FTP)

  集线器分两大类:转发网络集线器(将某一台设备上发送的信号转发给所有其他连接的设备,目标设备选择接收,非目标设备选择放弃)和开关网络集线器(只向目标网络集线器发送信号)

  光纤电缆分两种:单模光缆(直径短,带宽高,但连接困难,一般用于远距离传输)和多模光缆(一般用于局域网)

  以太网中,数据是以帧为单位进行交换的,这里必须提到的一个技术是CSMA/CD带碰撞检测的载波侦听多址访问,即任何设备在发送数据前先确认网络是否忙碌,只有空闲状态下才发送信息,但是这里有个问题,如果两台机器同时判定空闲,同时发送信息就会引发冲突从而导致数据包,解决办法是确认空闲后等待一个随机决定的时间重新发送,这样随机数小的网络设备先发送,这个随机决定的时间叫做补偿时间。根据网络的拥挤程度,可以调整最大补偿时间值,当较为拥挤时扩大它的值,相反则可以减小之。

  以太网中的帧,即数据包包含两部分,报头和报文,类似于信封和信件内容,信封理所当然包含接收端和发送端的地址,以及监督码,报文则是有效信息内容。最开始是64位的前同步码(56位1010101010.。。)和帧首界定符(8位10101011),随后接收端mac址(48位,全部为1时表示址,即对所有相连设备发送)和发送端mac址(48位),类型字段(16位,上层协议),数据(最大12000位)和错误检验校正码(32位)。

  蜂窝网:移动通信网典型代表,1981年爱立信在北欧建立第一个蜂窝网。蜂窝网中每个小区域用一个六边形包含,这样的优点是可以无缝覆盖整个区域同时单位区域也接近圆形,在微波频段附近,电磁波仅在视距范围内,距离较远时使用同一频段相互之间没有影响,为安全性,相邻两个单元不使用同一频段,即便这样,也可以极大的复用频段,当用户激增时,可以减小服务半径(降低基站天线高度和发射功率)进一步复用频段。

  蜂窝网的缺陷是要求每个单元的中心建一个,即基站,理论上讲可以无缝的覆盖全球,但沙漠、海洋、山区是不大可能建立蜂窝网的,因此未来的希望可能是卫星移动通信网,典型代表是“铱”系统,它实现了全球覆盖,但如要提升性能则需要更高的技术,添加卫星、降低高度、提升速率等。

  这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号;任意两个移户之间进行通信都必须经过基站的中转,因而必须同时占用4个频道才能实现双工通信。不过,移动台在通信时所占用的频道并不是固定指配的,它通常是在通信建立阶段由系统控制中心临时分配的,通信结束后,移动台将退出它占用的频道,这些频道又可以重新给别的用户使用。

  原理就是时分复用,把信息按帧传输,每一帧分多个时隙(比如32个),每个时隙为一个特定用户传输信号。

  随着通信网发展,时分复用设备的各输入信号不再是单模拟信号,在通信网中又多次多重复用,低层次复用信号经过整合再次复用构成高层复用信号,这个过程称为复接。

  它不同于时分复用技术和频分复用技术,而是利用不同的如波形类特征来区信道,引用以前看到的网友的一个比方,一群人在一个大房子里,如果他们用一样的语言(波形)一起说话,我们就很难区分哪些信息是要接受的,但是如果他们使用不同的语言说话,我们就能够过滤掉那些不感兴趣的信息,这便是cdma的基础,因此不需要分频段或是时隙就可以同时传输多信号,提升了信道利用率,进一步提升了传输速率。

  数字通信相对于模拟通信有很多好处,主要是抗干扰能力强、传输差错可控、安全性高等,但数字通信有一个缺点就是一般需要较大的传输带宽,以电话为例,一模拟通线kHz带宽,但一接近同样话音质量的数字电线kHz带宽。

  现在我们正在历经通信技术的,其实纵观通信发展史,都是不断提升的用户需求拉动的变革,那话怎么说来着,没什么是性的,全是进化。通信、

  或者说整个IT行,就是这样。我们网页开的慢啊,网银安全问题啊,游戏延时啊等等都是拉动技术变革的动力。

  三、通信业划时代事件1 莫尔斯电报:1844年5月24日,莫尔斯向巴尔的摩发出了人类历史上的第一份电报:“创造了何等奇迹!”,此举开创了人类用电信号传输信息的历史。(说到这里,还有一个故事必须提到,1912年“泰坦尼克”号撞到冰山后,发出电报“SOS,速来,我们撞上了冰山。”几英里之外的“加利福尼亚”号客轮本应能够救起数百条生命,但是这条船上的报务员不值班,因此没有收到这条信息。从此以后,所有的轮船都开始了全天候的无线 电线年纽约的电话线开通。电话发明人贝尔第一个试音:“喂,”,这一历史性声音被记录下来。

      神话娱乐