2017網(wǎng)絡(luò)工程師考試知識點(diǎn):數(shù)據(jù)通訊技術(shù)
數(shù)據(jù)通訊是兩個實(shí)體之間數(shù)據(jù)的傳輸和交換,數(shù)據(jù)傳輸必須要要有直接或間接的物理聯(lián)接 。下面小編為大家整理了關(guān)于數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的知識點(diǎn),一起來看看吧:
主要內(nèi)容
q 通訊基礎(chǔ)
q 調(diào)制與編碼
q 多路復(fù)用技術(shù)
q 差錯控制
q 傳輸介質(zhì)
通訊線路連接的方式
點(diǎn)點(diǎn)連接:點(diǎn)—點(diǎn)
分支式連接:采用詢問,選擇,有點(diǎn)像計(jì)算的總線的結(jié)構(gòu)
集線式連接:用集中器把各種低速的終端聯(lián)接起來,再用一條高速線路連接,非對稱的交換機(jī)
數(shù)據(jù)通訊方式
并行、串行
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并行 |
串行 |
特征 |
每一個時(shí)鐘周期能同時(shí)進(jìn)行多位的數(shù)據(jù)傳輸 |
每個時(shí)鐘周期只能傳送一個數(shù)據(jù)位 |
優(yōu)點(diǎn) |
能進(jìn)行高速的大數(shù)據(jù)量傳輸 |
能進(jìn)行遠(yuǎn)距的數(shù)據(jù)傳輸 |
缺點(diǎn) |
每一位要一根數(shù)據(jù)線,成本高 |
成本低 |
應(yīng)用 |
近距離高速率的場合:如主機(jī)的總線、與外設(shè)連接的連接線(IDE或SCSI、并口打印線等) |
遠(yuǎn)距離低速率的應(yīng)用,如串口線,電話線、! |
后注:由于串行的先天成本優(yōu)勢,近年來串行技術(shù)發(fā)展很快,串行也不再是低速的代名詞:如USB ,1394 都是串行技術(shù)的高速接口,另外現(xiàn)在最新的串行硬盤接口技術(shù)為155M,比最快的并口IDE硬盤接口133M還要快。
串行通訊的幾種方式
單工:數(shù)據(jù)始終往一個方向傳送
半雙工:數(shù)據(jù)可以雙向傳輸,但同一時(shí)刻只能往一個方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸
全雙工:數(shù)據(jù)可以同時(shí)雙向傳輸
幾個數(shù)據(jù)通訊的重要技術(shù)指標(biāo)及其計(jì)算
1、數(shù)據(jù)傳輸率
比特率: 每秒鐘能傳輸?shù)亩M(jìn)制代碼位數(shù) S=(1/T)
T為每個二進(jìn)制信號的周期,或 S=n/t 即在時(shí)間t內(nèi)傳送了n個比特位!
波特率:每一秒內(nèi)傳輸多少個電信號單元,B=1/T
波特率與比特率的關(guān)系是 : S=Blog2N
(其中N表示一個電信號所有可能的有效狀態(tài)!)
2、出錯率
誤比特率:指接收的錯誤比特?cái)?shù)占傳輸總比特?cái)?shù)的比例。
誤碼率:指接收碼元中錯誤碼元數(shù)占總碼元數(shù)的比例。
之間的關(guān)系 :一般沒有特別注明情況下,一個碼元就是指一個比特,當(dāng)明示了一個碼元包含了N個比特時(shí)。
誤碼率=1-(1-誤比特率)N
3、信道容量
理想信道 (奎斯特定理): 設(shè)理想通道的最大帶寬為H,則該通道的.最大波特率為2H。
有噪音信道最大數(shù)據(jù)率(香農(nóng)公式): C=Hlog2(1+S/N)
H為理想信道的最大帶寬,S/N為信道的信噪比。
之間的關(guān)系:奎研究的是傳送的是波特率為單位,一般指定了特定的信號格式,否則是計(jì)算其一般的數(shù)據(jù)率。
在一個帶寬為 3KHZ、沒有噪聲的信道,傳輸二進(jìn)制信號時(shí)能夠達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率為__(6)__。一個帶寬為 3KHZ、信噪比為 30dB 的信道,能夠達(dá)到的極限數(shù)據(jù)傳輸率為__(7)__。上述結(jié)果表明,__(8)__。(2002年度網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)師試題)
(6):A.3Kbps B.6Kbps C.56Kbps D.10Mbps
(7):A.12Kbps B.30Kbps C.56Kbps D.10Mbps
(8):A. 有噪聲信道比無噪聲信道具有更大的帶寬
B.有噪聲信道比無噪聲信道可達(dá)到更高的極限數(shù)據(jù)傳輸率
C.有噪聲信道與無噪聲信道沒有可比性
D.上述值都為極限值,條件不同,不能進(jìn)行直接的比較
調(diào)制與編碼
數(shù)據(jù): 有意義的實(shí)體
信號: 是數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼
幾個實(shí)例:
數(shù)據(jù)
信號 |
模擬 |
數(shù)字 |
模擬 |
有線電視、無線廣播 |
電話線上傳輸?shù)纳暇W(wǎng)信號、微波,手機(jī)信號 |
數(shù)字 |
光纖傳的電視信號,IP電話 |
以太網(wǎng)中傳送的信號 |
數(shù)字信號傳輸優(yōu)缺點(diǎn):代價(jià)少,干擾少,但衰減大。
調(diào)制:變換成模擬信號
編碼:編碼成數(shù)字信號
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幅移鍵控法ASK |
頻移鍵控法FSK |
相移鍵控法PSK |
調(diào)制原理 |
幅度 |
頻率 |
相位 |
優(yōu)缺點(diǎn) |
調(diào)制與解調(diào)簡單,效率低,易干撓 |
抗干找能力強(qiáng) |
能進(jìn)行多相位的調(diào)制,效率高,抗干找能力最強(qiáng)! |
示意圖 |
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數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字編碼
1. 單極性碼:只有正(或負(fù))的電壓表示數(shù)據(jù)
2. 極性碼:分別用正和負(fù)來表示1和0。或相反的應(yīng)用
3. 雙極性碼:三進(jìn)制碼,1為反轉(zhuǎn),0為保持零電平
4. 歸零碼:碼元中間的信號回歸到0電平
5. 不歸零: 遇1電平翻轉(zhuǎn),零時(shí)不變
6. 雙相碼:要求第一位都有電平轉(zhuǎn)換
7. 曼徹斯特編碼:是一種雙相碼,每一位中間有一個跳變,從高到低為1
8. 差動曼徹斯特:每一位周期有跳變?yōu)榱,沒有為1,中間跳變僅提供時(shí)鐘
9. 多電平碼:碼元可取多個電平之一
模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼
o 實(shí)現(xiàn)原理:以高于兩倍最高有效信號頻率的速率對信號進(jìn)行采樣!就能夠包含原始信號的全部信息。
o 方法
o 線性編碼:等分
o 非線性編碼:不等分,低幅值的進(jìn)行較多量化
o 優(yōu)缺點(diǎn):非線性還原性好,但實(shí)現(xiàn)困難
多路復(fù)用技術(shù)
o 多路復(fù)用技術(shù)是把多個低速信道合成一個高速信道的技術(shù),這種技術(shù)要用到兩個設(shè)備:多路復(fù)用器和多路分配器。
o 多路復(fù)用是雙向的概念
o 幾種復(fù)用技術(shù)
n 頻分(FDM)
n 時(shí)分(TDM)
n 統(tǒng)計(jì)時(shí)分(STDM)
n 波分(WDM)
n 碼分(CDMA)
n 空分(SDMA)
差錯控制
o 差錯控制的必要性
o 檢錯與糾錯
n 特點(diǎn)及應(yīng)用場合
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檢錯 |
糾錯 |
定義 |
傳輸中僅僅發(fā)送足以使接收端能檢測出差錯的附加位,如果接收端檢測到一個差錯,就請求重發(fā)這一信息 |
在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)送足夠的附加位,使接收端能以很高的概率檢測并糾正大多數(shù)差錯 |
常用方法 |
奇偶,CRC |
海明碼 |
應(yīng)用場合 |
雙向通訊,延時(shí)小! |
單向通訊,延時(shí)大,重發(fā)代價(jià)大 |
檢錯與糾錯
o 碼距的概念:任兩個合法碼字之間至少有多少位相同
n 海明碼
o 定義:如果海明距離是d,則所有少于d-1位的錯誤都可以檢查出來,所有少于d/2位的錯誤都可以糾正。
o 是一種糾錯誤
n CRC
o 定義及計(jì)算:F(X)=D(X)*2n/R(X)
F(X)為生成的CRC
D(X)為要校驗(yàn)的數(shù)
R(X)為生成多項(xiàng)式
o 常用的CRC生成多項(xiàng)式:
n CRC-12: =X12+X11+X3+X2+X+1
n CRC-16: =X16+X15+X2+1
n CRC-CCITT:=X16+X12+X5+1
n CRC-32: =X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+X+1
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