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数据通信系统
数据通过数据链路,在传输信道上传输
数据链路:
graph LR
a(终端)<-->b[传输控制器]<--数据电路--->传输控制器<-->c(终端)
传输控制器:传输控制 信道:
C=Blog2(1+S/N)
无噪声信道容量:
C=2Blog2M
信噪比:(S/N)=10*lg($P_S$/$P_N$)
M:进制数
数字数据传输信道(PCM)
graph LR
终端一 & 终端二 & 终端三--->集中器--->PCM--->外界信道
多路复用
频分复用
调制解调 串扰:各路信号之间的干扰
时分复用
比特交织 or 字符交织 码间串扰,信道利用率低
数据序列的电信号表达
单极性不归零信号
单极性归零信号
双极性不归零信号
双极性归零信号
差分信号
变为1,不变为0
基带传输系统
不搬移基带信号频谱直接传输
graph LR
data-->波形变换器-->发送滤波器-->信道-->接受滤波器-->均衡器-->采样判决器-->a[data]
噪声-->信道
奈奎斯特第一准则
具有理想低通特性,截止频率为f时,采样频率为2f,此时不产生码间串扰
B = 2W(band)
假设有一个模拟信号，它的最高频率成分是 4 kHz。按照奈奎斯特第一准则，为了准确地采样和重建这个信号，我们需要以8 kHz（2 * 4 kHz）的采样频率进行采样。
假设我们有一个带宽为 1 kHz 的信道。根据奈奎斯特第一准则，为了避免码间串扰，我们的码元传输速率应该是带宽的两倍，即 2 kHz。
现在，我们考虑每个码元代表一个二进制位。如果我们以 2 kHz 的速率传输，每个码元的持续时间为 1/2 Hz = 0.5 毫秒。这意味着在每个 0.5 毫秒的时间内，我们可以传输一个二进制位。
奈奎斯特第二准则
有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，就能使频带利用率达到理论上的最大值，同时又可降低对定时精度的要求
总的来说,奈奎斯特的总的准则体现为
C=Blog2(1+S/N)
C=2Blog2M
实现为部分响应系统
扰乱和解扰
example:
输入X=abcdefg,Y=(1 ⊕ $D^M$)X
X=abcdefg
$D^M$X=00...00abcdefg M个0
Y=X ⊕ $D^M$X
频带传输系统
调制解调,调制乘载波,解调再乘载波,解调之后采样的即为原始波形(不考虑噪声)
graph LR
调制-->基带传输系统-->解调
e(t)=s(t)*coswt
正交调制
e(t)=s(t)*coswt+s(t)*cos(wt+pi/2)
差错控制
信息码(k)+监督吗(r)=码组(n)
4种方式
- 检错重发
- 停发等候重发:确认后发下一个
- 返回重发:重发错误之后的已经发送的所有
- 选择重发:发错误的那一个
- 前向纠错
- 混合纠错检错
- 信息反馈
汉明码距
汉明码距为$d_m$,至少能检e<=$d_m$-1个错,纠($d_m$-1)/2个错
二维奇偶校验码
汉明码
循环码
差错控制协议
- 停止等待(等待确认,超时,重发)
- 自动重发
- 连续ARQ(错误,超时,重发所有已经发送的) 只有发送端需要缓存
- 选择重发ARQ(只重发错误的) 双方都需要缓存
数据交换
- 电路交换
- 报文交换(相比于分组,传输的是整个数据包)
- 分组交换
- 数据报
- 虚电路
- 帧中继
- ATM交换
OSI
- 应用层
- 表示层
- 会话层:逻辑连接
- 运输层:单位是报文
- 网络层:单位是分组
- 数据链路层:单位是帧
- 帧控制
- 透明传输
- 差错控制
- 流量控制
- 链路管理
- 异常恢复
- 物理层:单位是bit
HDLC
| 标志字段 | 地址字段 | 控制字段 | 信息字段 | 校验字段 | 标志字段 |
|---|---|---|---|---|---|
| 01111110 | ISU帧 | FCS(除标志外的所有) | 0111110 | ||
| 8 bit | 8~16 bit | 8~16 bit | 8n bit | 16~32 bit | 8 bit |
控制字段:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5/9 | 6/10... | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 信息帧(I帧) | 0 | N(S) | <- | <- | P/F | N(R) |
| 监控帧(S帧) | 1 | 0 | S | <- | P/F | N(R) |
| 无编号帧(U帧) | 0 | 1 | M | <- | P/F | M |
N(S):发送端发送帧的编号
N(R):准备接受的对方的帧的编号,即对N(R)-1的确认
P/F:主站1表示授权次站传输,次站传输1时表示结束.总的来说,1表示开始和结束,过程中为0
X.25
主要功能是虚电路的建立和释放
- 物理层
- 链路层
- 分组层(网络层)
- 建立虚电路连接
- 恢复差错
功能:
- 帧控制
- 透明传输
- 差错控制
- 流量控制
- 链路管理
- 异常状态的恢复
滑动窗口
帧中继
最大帧长至少1600byte
| 标志 | 地址字段 | 信息字段 | 校验字段 | 标志 |
|---|---|---|---|---|
| F(01111110) | A | I | FCS | F(01111110) |
- 高效
- 经济
- 可靠
- 灵活
- 长远
少量控制内容在地址字段内
拥塞控制策略
- 终点控制
- 源点控制
ATM
cell(信元)固定长度5+48byte HEC检验头部何时开始
NGN(下一代网络)
核心是软交换
Q&A
电话网络04k(3003400)