網絡工程師考試知識點:數據通訊技術

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2017網絡工程師考試知識點:數據通訊技術

  數據通訊是兩個實體之間數據的傳輸和交換,數據傳輸必須要要有直接或間接的物理聯接 。下面小編為大家整理了關于數據通訊技術的知識點,一起來看看吧:

2017網絡工程師考試知識點:數據通訊技術

  主要內容

  q 通訊基礎

  q 調制與編碼

  q 多路復用技術

  q 差錯控制

  q 傳輸介質

  通訊線路連接的方式

  點點連接:點—點

  分支式連接:采用詢問,選擇,有點像計算的總線的結構

  集線式連接:用集中器把各種低速的終端聯接起來,再用一條高速線路連接,非對稱的交換機

  數據通訊方式

  并行、串行

并行

串行

特征

每一個時鐘周期能同時進行多位的數據傳輸

每個時鐘周期只能傳送一個數據位

優點

能進行高速的大數據量傳輸

能進行遠距的數據傳輸

缺點

每一位要一根數據線,成本高

成本低

應用

近距離高速率的場合:如主機的總線、與外設連接的連接線(IDESCSI、并口打印線等)

遠距離低速率的應用,如串口線,電話線、!

  后注:由于串行的先天成本優勢,近年來串行技術發展很快,串行也不再是低速的代名詞:如USB ,1394 都是串行技術的高速接口,另外現在最新的串行硬盤接口技術為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:數據始終往一個方向傳送

  半雙工:數據可以雙向傳輸,但同一時刻只能往一個方向進行數據傳輸

  全雙工:數據可以同時雙向傳輸

  幾個數據通訊的重要技術指標及其計算

  1、數據傳輸率

  比特率: 每秒鐘能傳輸的二進制代碼位數 S=(1/T)

  T為每個二進制信號的周期,或 S=n/t 即在時間t內傳送了n個比特位!

  波特率:每一秒內傳輸多少個電信號單元,B=1/T

  波特率與比特率的關系是 : S=Blog2N

  (其中N表示一個電信號所有可能的有效狀態!)

  2、出錯率

  誤比特率:指接收的錯誤比特數占傳輸總比特數的比例。

  誤碼率:指接收碼元中錯誤碼元數占總碼元數的比例。

  之間的關系 :一般沒有特別注明情況下,一個碼元就是指一個比特,當明示了一個碼元包含了N個比特時。

  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。

  有噪音信道最大數據率(香農公式): 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,否則是計算其一般的數據率。

  在一個帶寬為 3KHZ、沒有噪聲的信道,傳輸二進制信號時能夠達到的極限數據傳輸率為__(6)__。一個帶寬為 3KHZ、信噪比為 30dB 的信道,能夠達到的極限數據傳輸率為__(7)__。上述結果表明,__(8)__。(2002年度網絡設計師試題)

  (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到更高的極限數據傳輸率

  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,不能進行直接的比較

  調制與編碼

  數據: 有意義的實體

  信號: 是數據的電磁或電子編碼

  幾個實例:

數據

信號

模擬

數字

模擬

有線電視、無線廣播

電話線上傳輸的上網信號、微波,手機信號

數字

光纖傳的電視信號,IP電話

以太網中傳送的信號

  數字信號傳輸優缺點:代價少,干擾少,但衰減大。

  調制:變換成模擬信號

  編碼:編碼成數字信號

幅移鍵控法ASK

頻移鍵控法FSK

相移鍵控法PSK

調制原理

幅度

頻率

相位

優缺點

調制與解調簡單效率低,易干撓

抗干找能力強

能進行多相位的調制,效率高,抗干找能力最強!

示意圖

  數字數據的數字編碼

  1. 單極性碼:只有正(或負)的電壓表示數據

  2. 極性碼:分別用正和負來表示1和0。或相反的應用

  3. 雙極性碼:三進制碼,1為反轉,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,零時不變

  6. 雙相碼:要求第一位都有電平轉換

  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:每一位周期有跳變為零,沒有為1,中間跳變僅提供時鐘

  9. 多電平碼:碼元可取多個電平之一

  模擬數據的數字信號編碼

  o 實現原理:以高于兩倍最高有效信號頻率的速率對信號進行采樣!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,低幅值的進行較多量化

  o 優缺點:非線性還原性好,但實現困難

  多路復用技術

  o 多路復用技術是把多個低速信道合成一個高速信道的技術,這種技術要用到兩個設備:多路復用器和多路分配器。

  o 多路復用是雙向的概念

  o 幾種復用技術

  n 頻分(FDM)

  n 時分(TDM)

  n 統計時分(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 特點及應用場合

檢錯

糾錯

定義

傳輸中僅僅發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,就請求重發這一信息

在發送每一組信息時發送足夠的附加位,使接收端能以很高的概率檢測并糾正大多數差錯

常用方法

奇偶,CRC

海明碼

應用場合

雙向通訊,延時小!

單向通訊,延時大,重發代價大

  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 定義及計算:F(X)=D(X)*2n/R(X)

  F(X)為生成的CRC

  D(X)為要校驗的數

  R(X)為生成多項式

  o 常用的CRC生成多項式:

  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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