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异步传播,收发两端不须对时,由于数据按单个字符传送,因而每个字符被加上开始位和停止位(有时增长校验位)以做区别。
由于异步传播额外开销较大,不利于进行高速、大量数据传播。
同步传播不用起始位和停止位,传播是一整块数据流,需要使用某种方式将传播双方时钟进行调节。
由于时钟同步信号也许受到损伤,因而该方式不适合远距离传播。
在传播时,同步传播方式将原数据块上加入“前同步码”、“后同步码”以及“校验码”,构成新数据块,称为“帧”。
1.1.3调制模式
按照与否调制,可以分为基带传播和频带传播:
1、基带传播,信号不通过调制而直接送到信道中去传播。
2、频带传播,先将基带信号调制成便于模仿信道中传播、具备较高频率范畴模仿信号,再将这种频带信号在模仿信道中传播。
远距离通信普通采用频带传播。
宽带传播采用频带传播技术,将一种宽带信道划分为各种逻辑基带信道。
调制办法有调幅、调频、调相和正交调幅等。
1.2传播指标
在数据通信中,传播指标重要有传播速率、误码率、误位率、信道带宽、信道容量、时延、传播时延带宽积和来回时延等。
1.2.1传播速率
指数据在信道中传播速度。
可以用码元传播速率和信息传播速率两种方式描述。
码元是在数字通信中用时间间隔相似符号来表达一位二进制数字,单位为波特/秒,符号为Baud/s。
设码元速率为RB,信息速率为Rb,则Rb=RB*
,M为采用进制。
1.2.2误码率和误位率
错误码元/位数占总传播量概率
1.2.3信道带宽
信道中传播信号在不失真状况下所占用频率范畴,用赫兹Hz表达。
莱奎斯特定理:
如果一种任意信号通过带宽为H低通滤波器,那么每秒采用2H次就能完整地重现通过这个滤波器信号。
即RB=2W,最大传播速度等于2倍频率范畴。
由此可推导出Rb=2W*
。
-1;
1.2.4时延
数据传播总时延=传播时延+发送时延+排队时延。
1、传播时延,是从一种站点开始发送数据,到目站点开始接受数据所需时间。
传播时延=信道长度/信号杂信道上传播速率。
*普通电缆中传播速度为光速2/3,即200m/μs。
2、发送时延,发送数据所需要时间,即从一种站点开始接受数据,到接受完毕所需要时间。
发送延时=数据块大小/信道带宽。
3、排队演示,互换节点为存储转发而进行某些必要解决所需时间。
1.2.5传播时延带宽积
传播时延和带宽相乘,可以描述某一时刻网络信道上可以容纳数据量。
1.2.6来回时延
发送端发送数据开始,到发送端收到接受端确认时间。
1.3数字编码
最基本数字编码有单极性码、极性码、双极性码、归零码、不归零码、双向码六种,惯用于局域网有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码,惯用于广域网有4B/5B码,8B/10B码。
1.3.1极性码
1.3.2归零码
1.3.3曼彻斯特编码
曼彻斯特编码惯用于802.310M以太网络;
差分曼彻斯特编码惯用于802.5令牌环网。
曼彻斯特编码没传播1位信息,规定线路上有两次电平状态变化(2Baud),实现100Mb/s传播速率,需要有200MHz带宽,编码效率只有50%。
1.3.44B/5B编码
由于曼彻斯特编码效率不高,因而浮现了mBnB编码,也就是将m位编码成n位波特。
常用有4B/5B、8B/10B编码,编码效率为80%。
4B/5B应用于100M迅速以太网;
8B/10B应用于千兆以太网。
1.4多路复用技术
多路复用技术合用于线路带宽远高于需要传播内容带宽。
1.4.1频分复用(FDM)
频分复用是应用最为广泛复用方式。
当传播媒体有效带宽比传播规定带宽高,就可以进行频分复用技术。
可以把传播媒体有效带宽分为若干个频率区间,让每个区间传送不同信号,这样就可以将这些信号同步传送,这些区间称为“信道”。
频分复用是基于模仿信道,如果需要传播数字信号,就必要把数字信号转换为模仿信号后来,再使用频段内载波进行调制。
为了防止相邻两个信号频率覆盖导致串扰,在相邻两信号频率段间有一种“警戒”段。
设每个信号信息带宽为f1,警戒带宽为f2,有n路信号,则信道频率总带宽为f=n*(f1+f2)。
-4;
1.4.2时分复用(TDM)
时分复用应用于传播媒体传播速率远不不大于信号数据率状况,时分复用中每个数据源占用了传播媒体所有频率带宽,但没有占用所有时间。
每个信息源在一种分派周期内占用时间片称为“时隙”。
在时分复用中,每个时隙使用是事先固定,虽然数据源没有数据传播,该时隙也同样和其她时隙同样传播。
由于时分复用在数据源空闲状态依然必要传送该数据源数据,导致了数据媒体传播挥霍,为了提高效率,采用一种更加复杂机制,即记录复用办法(SDM)。
记录复用从本质上讲是异步时分复用,能动态地将时隙按需分派。
下-1;
1.4.3波分复用(WDM)
波分复用是频分复用一种特殊形式,应用于光纤通信中。
这种方式运用一根光纤可以同步传播各种不同波长光载波特点,把光纤也许应用波长范畴划提成各种波段,每个波段作为一种独立通道传播一种预定波长光信号。
WDM可以细分为CWDM、DWDM等,而CWDM成本比DWDM成本少50%以上。
-70;
1.5互换方式
从技术上讲:
局域网使用是广播,而广域网使用数据互换。
数据互换方式有两种:
电路互换、存储互换。
1.5.1电路互换
电路互换又称为线路互换。
在所有互换方式中,电路互换是一种直接互换方式。
这种方式提供一条暂时专用通道,这个通道可以是物理通道,也可以是逻辑通道(使用时分或频分复用技术)。
经由电路互换通信涉及电路建立、数据传播、电路拆除三个阶段。
电路互换为通信双方提供“透明传播”,延迟较小,但整个链路运用率低,c存在链路建立时延和呼损状况,合用于大批量持续数据流时使用。
-3;
1.5.2存储互换
数据互换中,对于某些对实时性规定不高信息,采用存储转发式数据互换比较适当。
存储互换原理是将信息先在互换装置控制下存入缓冲存储器暂存,并对存储数据进行某些必要解决,等待输出线路空闲时,再将数据转发出去。
存储互换分为报文互换和报文分组互换两种。
1、报文互换
报文互换网中,网络节点普通是一台专用计算机,配备足够外存,先将报文整个暂存起来,等线路空闲时再进行转发。
该方式线路运用率高,没有电路互换方式等待建立和拆除线路所需等待和延时。
每个节点都会进行校验和纠错功能,数据传播可靠性高,但比较消耗存储空间,并且由于须等到链路空闲时才转发,延时较大,不合用于交互式通信。
2、报文分组互换
该方式将报文提成若干段,称为分组。
报文在发送端被分组后,各组报文(每个分组大小限制在1000bit以内)可按不同传播途径进行传播,最后在接受端将各报文分组按编号顺序再重新构成报文。
该方式传送比较灵活;
延时较小;
分组小,一旦出错容易纠正。
但同步也增长了信息传播量,比整个报文信息量增长了5%到10%,且分组在传播过程中会丢失或重复状况,需要接受端重组等工作。
该方式适合传播距离短、节点不多,报文分组较少状况。
报文分组互换又分为两种类型:
(1)数据报
只有单个数据分组称为数据报。
每个数据报中具有足够信息(地址),可以类似IP报文,进行无连接单独发送。
(2)虚电路
虚电路可以涉及各段不相似实际电路,通过若干中间节点互换机或通信解决机制连接起来逻辑通路构成。
虚电路一经建立就要赋予虚电路号,反映信息传播通道。
可分为互换虚电路(按主叫顾客规定暂时在两个客户之间建立虚电路)和永久虚电路(建立固定通路)。
-9;
上-9;
1.5.3广播
各种结点共享一种通信信道,结点以广播形式发布信息,该结点发出信息会被其她所有结点接受到。
网络中每台计算机接受到信息后将检查信息中目地址与否包括本方地址,若是则接受该信息,若不是则丢弃。
1.6网络线缆
1.6.1双绞线
1、双绞线分类
双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。
由于双绞线传播信息时会向周边辐射,也容易收到外界辐射干扰。
在线缆外增长一层屏蔽层,可以避免此类状况发生,屏蔽线应配有支持屏蔽功能特殊连接器和相应安装技术。
按照EIA/TIA定义,双绞线分为一类到六类线,其中用于计算机网络有第三、四、五、超五、和六类线。
第三类线带宽16Mb/s,第四类用于令牌环网,带宽也是16Mb/s,第五类,最高速率为100Mb/s,超五类是在五类基本上优化了近端串扰、衰减串扰比和某些性能,传播速率100Mb/s,第六类线对之间进行了分隔,传播速率为250Mb/s。
上-32(33);
2、布线原则
EIA/TIA布线原则中定义了两种双绞线线序,分别是T568A和T568B。
T568A:
白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕
T568B:
白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕
普通状况下使用T568B。
如果两边按一种原则制作,则该线缆为直连线;
否则为交叉线。
同类设备之间使用交叉线;
异类设备为直连线(PC和路由器为一类;
互换机为一类)。
实际使用中,普通仅使用第1、2、3、6号线,即白橙、橙、白绿、绿色线。
下-34(35);
1.6.2铜轴电缆
普通铜轴电缆有两种:
基带铜轴电脑(粗铜轴电缆)和宽带铜轴电缆(细铜轴电缆)。
铜轴电缆安装较麻烦,采用是总线拓扑构造。
1、粗铜轴电缆
粗铜轴电缆屏蔽层是用铜做成网状层,阻抗为50Ω,用于数字传播,多用于基带传播。
1KM电缆可以达到1-2Gb/s数据速率。
可以使用更长线缆,但中间须接入放大器。
粗缆普通使用类似夹板装置进行安装,运用装置上引导针穿透电缆绝缘层,与导体相连。
电缆两端设有终端器,以削弱信号反射作用。
2、细铜轴电缆
细铜轴电缆屏蔽层是用铝箔制成,阻抗为75Ω,用于模仿传播。
细电缆安装先将细缆切断,两头装上BNC头,然后接在T型连接器两端。
1.6.3光纤
1、光纤分类
依照光纤纤芯直径大小,可将光纤分为多模光纤(MMF)和单模光纤(SMF)。
当光波长不不大于光纤直径时,光不再反射,而是沿直线行进,这样光纤就叫单模光纤。
单模光纤芯径为8-10μm,使用光波波长为1310nm、1550nm;
多模光纤芯径为50-200μm,使用光波波长为850nm、1300nm。
光纤中信号频率范畴约为1014次方到15次方Hz。
2、光纤施工
(1)光纤速率和传播距离
850nm多模光纤:
传播速率1Gbps
普通50μm光纤
550M
普通62.5μm光纤
275M
新型50μm光纤
1100M
传播速率10Gbps
250M
100M
1550nm单模光纤:
传播速率2.5Gbps
G.652光纤
100KM
G.655光纤
390KM
60KM
240KM
传播速率40Gbps
4KM
16KM
-2;
(2)布线工程
光纤施工中要特别主义转弯时光缆弯折角度尽量别超过90度,否则容易折断。
弯曲半径弧度不能太小,弧度太小易折断光纤,同步易导致折射损耗过大导致色散现象。
施工完毕光缆余长盘线半径应不不大于光缆半径10-15倍以上。
-69;
3、光纤接入
接入网光纤化方案有:
光纤到路边(FTTC)、光纤到社区(FTTZ)、光纤到楼(FTTB)、光纤到露面(FTTF)和光纤到户(FTTH)。
当前光纤接入网可以分为有源和无源两类,以有源光纤接入(如PDH、ATM、SDM、GE/FE等)为主,这种技术受到电磁干扰和雷电影响,以及有源设备固有维护问题。
无源光网络(PON)可以避免电磁干扰和雷电影响,提高可靠性。
无源光网络由光纤路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和光分派网络(ODN)构成。
普通其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址)方式。
下-12;
当前基于PON技术有APON(基于ATMPON)、EPON(基于以太网PON;
IEEE合同)和GPON(GigabitPON;
ITU合同)等几种,重要差别在于采用了不同二层技术。
APON下行速率为622Mb/s或155Mb/s,上行为155Mb/s,传播固定长度为53字节信元;
EPON下行速率1000Mb/s或100Mb/s,;
上行速率为100Mb/s,传播是可变长度数据包;
GPON是基于ITU-TG984.X最新一代接入原则,具备高带宽、高效率、支持众多业务类型、顾客接口丰富和可管理等长处。
通过PON,单根光纤从服务提供商设备延伸到接近居民区或上午中心位置。
它仅由光纤、分路器、接头和连接器构成。
一根光纤可为各种客户提供服务,而此前系统规定每个客户均有独立光纤,大大节约了光纤资源。
-66;
1.7无线网络
1.7.1无线局域(WLAN)
无线局域网重要技术有IEEE802.11a,IEEE802.11ac,IEEE802.11b,IEEE802.11g,IEEE802.11n等。
其中IEEE802.11b,802.11g,802.11n工作在2.4GHz——2.483GHz频段。
将此频段信道划提成14个信道,但第14信道普通不用。
每个信道有效宽度是20MHz,此外有2MHz强制隔离频带。
1、6、11;
2、7、12;
3、8、13这三个信道组中各信道完全没有交叠。
-8;
-64(65);
无线加密方式:
一、WEP加密,WEP重要用于WLAN中链路层信息数据加密,采用是静态密钥。
二、WPA加密,如WPA和WPA2,WPA算法重要用于增强WLAN系统数据保护和访问控制水平,采用动态密钥。
WPA2是在WPS基本上经WIFI联盟验证过IEEE802.11i原则验证形式,是当前比较安全无线加密算法。
三、WPA-PSK加密,如WPA-PSK和WPA-PSK2,和WPA加密相比,取消了复杂身份证明等信息,实际使用中最为普遍。
MIMO方式可以运用各种天线,分别使用不同信道(频率),可同步传播更多信号。
下-7;
1.7.2无线移动接入
1、GPRS
GPRS是基于分组互换技术,各种顾客可以共享带宽,每个顾客只有在传播数据时才会占用信道。
它具备3G系统中某些功能(分组互换),因而是2.5G移动通信系统。
GPRS系统支持IP合同和PPP合同,理论上分组互换速达大概170Kb/s,实际速度大概30-70Kb/s。
-22;
2、CDMA
3、TD-CDMA
4、LTC-SCDMA
是3G之后下一代高速无线广域网技术,其上行速率可以达到86Mbps,下行达到326Mbps。
下-63(64);
1.7.3Adhoc
AODB是Adhoc网络中按需距离向量路由合同简称,模仿有线网络中距离向量路由合同,但节点不永久保存路由信息,而是在需要时发起建立路由过程。
上-63;
-23;
1.8电信接入(远程接入)
1.8.1公共互换电话网(PSTN)
PSTN顾客通过公共互换电话网(PSTN)拨号进入Internet。
在顾客端须装频带调制解调器进行数据信号与音频话带信号之间转换。
PSTN接入技术重要使用两种合同、分别是PPP和SLIP。
SLIP只能为TCP/IP合同提供传播通道,而PPP可觉得各种网络合同簇提供传播通道,因而PPP合同运用最广。
设计PSTN接入时,需要在网络中添加远程访问服务器(RAS),普通是带有拨号服务功能路由器。
RAS除了可以自身存储静态顾客名和密码以外,还可以借助于RADIUS,TACACS等服务完毕对动态顾客与口令库访问。
1.8.2综合业务数字网(ISDN)
ISDN是由地区电话服务提供商提供数字数据传播服务,它使用PPP合同,以实现数据封装、链路控制、口令认证、合同加载等功能。
也必要使用ISDN调制解调器进行信号转换。
窄带ISDN(N-ISDN)顾客运用数字顾客线拨号上网,采用是电路互换技术。
它定义了两类顾客访问速率:
基本访问速率BRI和基群访问速率PRI。
基本访问速率,采用2个B通道作为业务通道,其速率为64kbps和1个D通道为信令通道,其速率为16kbps。
普通使用一种B通道通话,另一种B通道上网。
基群访问速率可用各种B信道混合而成,北美和日本使用(23B+D)模式,欧洲则使用(30B+D)。
宽带ISDN(B-ISDN)是第二代ISDN,支持更高数据传播速率,采用报文分组互换技术。
1.8.3数字顾客线路(DSL)
数字顾客线路(DSL)由于采用了先进数据调制技术,通过普通电话线可以达到非常高吞吐量。
1、ADSL
XDSL是对所有DSL总称,DSL分为两大类,即对称DSL(SDSL、HDSL)和非对称DSL(ADSL、VDSL)。
非对称数字顾客环路(ADSL),是一种上、下行传播速率不等高速数字顾客环路,且在同一对顾客线上还可同步传送老式模仿语音信号。
它采用频分多路复用技术在一对铜线上划分出各种信道,分别传播上行和下行数据以及语音信号。
支持上行速率640Kb/s—1Mb/s、下行速率1Mb/s—8Mb/s,有效传播距离剧距离3—5公里以内。
-12;
-23(24);
ADSL2+最高下行为16Mb/s,最高上行为800Kb/s。
-12(13);
2、ADSL接入设备
ADSL接入设备涉及:
局端设备DSLAM、顾客端ATU-R、顾客线路和管理服务器。
(1)DSLAM作为ADSL局端收发传送设备,重要由运营商提供,为ADSL顾客端提供接入和集中复用功能,同步提供不对称数据流流量控制,顾客通过DSLAM接入到IP等数据网和老式语音电话网。
(2)ATU-R实现POTS语音和数据分离,完毕顾客端ADSL数据接受和发送,即为ADSLModem。
(3)ADSL采用双绞线作为承载媒质,无需对既有顾客电话线路进行改造。
(4)管理服务器重要是宽带接入服务器(BRAS),除了提供顾客接入终结、认证、计费、管理等基本BRAS业务,还能提供防火墙、安全控制、NAT转换、带宽管理、流量控制等网络业务管理功能。
1.8.4HFC接入
HFC原指采用光纤传播系统代替同轴CATV网络中干线传播某些,当前则指运用混合光纤同轴网络来进行宽带数据通信CATV网络。
它是指将光缆架设到社区,然后通过光电转换,运用CATV总线式同轴电缆连接到顾客,提供综合业务。
HFC网络普通是星状或总线状构造,有线电视台前端设备通过路由器与数据网相连,并通过局用数据端机与公用电话网相连。
有线电视台电视信号,公用电话网来语音信号和数据网数据信号送入合路器并形成混合信号后,则这里通过光缆线路送到各个社区光纤结点,然后再经同轴分派网将其送到顾客综合服务单元。
-下2-3;
1.8.5远程认证拨号顾客服务(RADIUS)
IEEE802.1x是依照顾客ID或设备,对网络客户端(或端口)进行鉴权原则。
它采用RADIUS(RemoteAuthenticationDial-InUserService)办法,将其划分为3个不通小组,祈求方、认证方和授权服务器。
认证和授权都通过鉴权服务器后端通信实现。
IEEE802.1x提供自动顾客身份辨认,集中进行鉴权、密钥管理和LAN连接配备。
整个IEEE802.1x设计了三个某些:
祈求者系统、认证系统和认证服务器系统。
祈求者普通是支持802.1x认证顾客终端设备,顾客通过启动客户端软件发起认证。
认证系统普通为支持802.1x合同网络设备,为祈求者提供服务端口。
祈求者和认证系统之间运营802.1x定义EAPoL(ExtensibleAuthenticationProtocoloverLAN)合同。
当认证系统工作于中继方式时,认证系统与认证服务器之间运营EAP合同,EAP帧中封装认证数据。
认证系统每个物理端口内部包具有受控端口和非受控端口。
非受控端口始终处在双向连通状态,重要用来传递EAPoL合同帧,可随时保证接受认证祈求者发出EAPoL认证报文;
受控端口只有在认证通过状态下才打开,用于传递网络资源和服务。
为了使路由器能与RADIUS服务器通信,须在路由器上配备RADIUSServer信息,涉及IP地址、认证和授权端口、与RADIUS服务器一致密钥。
下-下3-3;
1.9广域网技术
1.9.1数字数据网络(DDN)
数字数据网络是一种面向专线顾客,不具备数据互换功能,运用数字信道提供数据信号传播数据传播网,是一种采用同步时分复用技术、电永久性连接电路或半永久性连接电路公共数字数据传播网络。
它提供是一种透明传播网络,为顾客提供物理通道,只负责传送,不改动任何顾客数据,没有额外资源互换及合同开销。
运用DDN网络实现局域网互联时,必要借助于路由器和DDN网络提供数据终端设备DTU(DDN专线调制解调器)。
顾客使用RJ11接口双绞线连接到DDN网络,DDN核心网络使用光缆传播电路。
核心网络中NMC网管中心可以进行网络构造和业务配备,实时地监视网络运营状况,收集并记录报告网络信息、网络接点告警和线路运用状况等。
DDN网络可以在两个终端顾客网络之间提供带宽最低9.6kbps,最高为2Mbps数据业务。
1.9.2同步数字体系(SDH)
同步数字体系是一种将复接、线路传播及互换功能融为一体,并由统一网管系统操作综合信息传送网络。
它是基于光纤同步数字传播网络,采用分组互换和时分复用技术。
SDH网络类型有链型(使用ADM连接)、星型(使用DXC/ADM连接)、环形(使用ADM连接)、树形(使用DXC/ADM连接)和网孔形(使用DXC/ADM连接)等构造形式。
普通采用双环构造,其工作模式普通为:
一种作为主环,另一种作为备用环,但信息在两个环上同步传播,正常状况下只接受主环上信息,在主环发生故障时可在50ms内切换到从备用环接受信息。
-11;
下-11;
SDH采用信息构造登记称为同步传送模块STM-N(N=1,4,16,64),最基本模块是STM-1,4个STM-1构成STM-4,依次类推。
SDH网络规定,将STM-1帧复用成STM-4帧时,将4个STM-1帧头部和载荷分别按字节间插方式相对集中在一起,作为STM-4帧头部和载荷。
STM-1传播速率为155.52Mbps。
上-11;
由于STM-1最小速率为155.52Mbps,无法满足小速率顾客需求,因而通过同步时分复用方式,运用时隙将带宽划分为各种低速E1通道。
-下3-1;
SDH重要是广域网互联技术
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