计算机网络期末重点复习-02

Posted 2022-01-31 Z_hongli

计算机网络期末重点复习-02

• 一、有关通信的几个概念
• • 1.数据通信系统的组成部分
  • 2.相关术语
  • 3.调制解调器的作用
  • 4.几种基本的调制方法
  • 5.正交振幅调制、星座图、码元速率与信息速率的关系
• 二、信道的最大传输速率：乃奎斯特定律和香农定律
• 三、常用的传输介质及其特点：双绞线、同轴电缆、光纤
• • 1.双绞线主要特点
  • 2.同轴电缆主要特点
  • 3.光纤的主要特点
• 四.信道复用技术
• • 1.频分复用 FDM
  • 2.时分复用TDM
  • 3.码分复用 CDM
• 五、常见的居民接入技术（了解）

一、有关通信的几个概念

1.数据通信系统的组成部分

2.相关术语

数据(data)——运送消息的实体
信号(signal)——数据的电气的或电磁的表现
“模拟的”(analogous)——代表消息的参数的取值是连续的
“数字的”(digital)——代表消息的参数的取值是离散的
码元(code)——在使用时间域（或简称为时域）的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形
单向通信（单工通信）——只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
双向交替通信（半双工通信）——通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送(当然也就不能同时接收)。
双向同时通信（全双工通信）——通信的双方可以同时发送和接收信息。
基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。
通带信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。

3.调制解调器的作用

基带信号往往包含有较多的低频成分，甚至有直流成分，而许多信道并不能传输这种低频分量或直流分量。为了解决这一问题，就必须对基带信号进行调制(modulation)。
调制解调器（modem）包括：
调制器(MOdulator)：把要发送的数字信号转换为模拟信号，以便在电话用户线上传送。
解调器(DEModulator)：把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。
调制器的主要作用就是波形变换器，它把基带数字信号的波形变换成适合于模拟信道传输的波形
解调器的主要作用就是波形识别器，它把经过调制器变换过的模拟信号恢复成原来的数字信号

4.几种基本的调制方法

最基本的二元制调制方法有以下几种：
调幅(AM)：载波的振幅随基带数字信号而变化。
调频(FM)：载波的频率随基带数字信号而变化。
调相(PM) ：载波的初始相位随基带数字信号而变化。

5.正交振幅调制、星座图、码元速率与信息速率的关系

二、信道的最大传输速率：乃奎斯特定律和香农定律

香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。
信道的极限信息传输速率 C 可表达为
C = W log2(1+S/N) b/s
W 为信道的带宽（以 Hz 为单位）；
S 为信道内所传信号的平均功率；
N 为信道内部的高斯噪声功率。

香农定律表明：
1.信道的带宽或信道中的信噪比越大，则极限传输速率就越高
2.只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。
3.若信道带宽 W 或信噪比 S/N 没有上限（当然实际信道不可能是这样的），则信道的极限信息传输速率 C 也就没有上限，实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低

三、常用的传输介质及其特点：双绞线、同轴电缆、光纤

1.双绞线主要特点

1.结构简单，容易安装，普通UTP较便宜
2.有一定的传输速率
3.信号随距离衰减较大，传输距离受限
4.有辐射，容易被窃听

2.同轴电缆主要特点

1.频带较宽，传输率较高。
2.损耗较低，传输距离较远。
3.辐射低，保密性好，抗干扰能力强。
4.宽带电缆可实现多路复用传输。

3.光纤的主要特点

1.传输损耗小，中继距离长，对于远距离传输特别经济
2.抗雷电和电磁干扰性能好
3.无串音干扰，保密性好，也不容易被窃听和被截取数据
4.体积小，重量轻

四.信道复用技术

1.频分复用 FDM

1.用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。
2.频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源（请注意，这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率）

2.时分复用TDM

1.时分复用则是将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM 帧）。每一个时分复用的用户在每一个 TDM 帧中占用固定序号的时隙。
2.每一个用户所占用的时隙是周期性地出现（其周期就是 TDM 帧的长度）。
3.TDM 信号也称为等时(isochronous)信号。
4.时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

3.码分复用 CDM

1.常用的名词是码分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。
2.各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此彼此不会造成干扰。
3.这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力，其频谱类似于白噪声。
4.每一个比特时间划分为 m 个短的间隔，称为码片(chip)。

码片序列
1.每个站被指派一个唯一的 m bit 码片序列。
如发送比特 1，则发送自己的 m bit 码片序列。
如发送比特 0，则发送该码片序列的二进制反码。
2.例如，S 站的 8 bit 码片序列是 00011011。
发送比特 1 时，就发送序列 00011011，
发送比特 0 时，就发送序列 11100100。
S 站的码片序列：(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1)

每个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交。
在实用的系统中是使用伪随机码序列

五、常见的居民接入技术（了解）

xDSL
HFC
FTTx
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