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ch7 传输介质

光、电、无线电

数字信号D和模拟信号A
- 数字信号Digital：指自变量是离散的、因变量也是离散的信号
- 模拟信号Analog：指信息参数在给定的范围内表现为连续的信号
- 数字信号到模拟信号通过调制器，模拟信号到数字信号通过编码器，调制解调器
导引型传输介质
1. 屏蔽双绞线STP
2. 非屏蔽双绞线UTP
3. 同轴电缆
4. 光纤：单模、双模
非导引型传输介质(无线传输)
1. 红外线、激光、无线电波、卫星
按能量形式分类
- 电：双绞线，同轴电缆
- 光：光纤，紫外线，激光
- 电磁波：地面无线电、卫星
传输介质特性
1. 双绞线：抗干扰能力强，能传输模拟信号和数字信号，通信距离几到几十公里(远)，需要中继器放大
  
  问题：平行导线带来的随机电磁噪声，电磁辐射碰到金属时会产生微弱信号干扰通信，金属吸收辐射起到屏蔽作用
2. 同轴电缆：抗干扰能力好，是由绝缘线包裹着中央导体的电缆线
  
  有50欧基带同轴电缆和75欧宽带同轴电缆
3. 光纤：以光脉冲的形式传递信号，光线在纤芯中进行全反射
  
  发射器和接收器
4. 红外通信、点对点激光通信、无线电波、卫星、微波
三种方案
1. 非屏蔽双绞线UTP：柔韧性好
2. 同轴电缆：屏蔽能力强
3. 屏蔽双绞线STP：是一种两者间的折中方案

ch9 局域异步通信(近程通信)

标准、电气特性

传输模式

串行和并行；同步和异步和等时；单工和半双工和全双工
- 同步和异步
  
  同步：发送方在数据前附加特定的同步字符，双方在内部同步时钟控制下逐位收发，数据基本单元顺序传递。
  
  异步：发送方在数据开始和结束处添加标志，接收方随时做好准备，字符间隔任意，不需要事先同步
- 异步通信的模式
  
  单工：只能单方向通信
  
  半双工：双向，但同一时刻单向
  
  全双工：同一时刻可以双向
大端序和小端序

内存存储的端代表低地址，网络通信的端代表零时刻

大端序和小端序：大数在前/小数在前

字节和字节中的位的端序可能不一样
异步通信标准RS232
- 电气特性：电压范围为-15v~+15v,其中-3~-15负电压线路编码为-1，3~15正电压线路编码为0
- 帧格式：起始位到结束位，7位一个发射单元，数据是字节大端、位小端
带宽与波特率
1. 信号带宽指某个信号具有的频率宽度，即信号的不用频率所占据的频率范围
2. 波特率：信道上能够传送的数字信号的速率，单位bits/s
奈氏定理和香农定理

ch10 远程通信

调制、复用

载波：远距离通信系统发送连续震荡的信号

电流在铜线上的传播距离有限，导线电阻将电能转换为热能，称为信号损耗

连续震荡的信号传播得更远，载波通常是正弦波，是特定频率的正弦波，可在频率、幅度相位方面调制传输其他信号的电磁波。没有信号发送时，信号仍持续震荡。
调制和解调制

调制：使载波的某些特性按信息的波形或信号而变化，调制后的信号称为频带信号、射频信号或带通信号

解调制：根据频带信号恢复出调制信号，载波信号将会被丢弃

租赁模拟电路需要在端点安装调制解调器，租用电话公司的电路，可以在任何时候发送数据
复用和解复用
复用：多个信源的信息流合在一条共享介质上传输
1. 频分多路FDM：载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号，多个载波可以同时通过同一导线互不干扰，高吞吐量
2. 时分多路TDM：将时间划分成等长的时分复用帧，每个用户在每一帧中占用固定序号的时隙，所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度
3. 波分多路WDM：在一根光纤上发送多个电波，接收端光学棱镜用来分离频率
4. 码分多路CDM：利用各路信号码型结构正交性多路复用，各用户使用特殊挑选的不同码型，彼此不会造成干扰，抗干扰能力强
频分多路和波分多路是光纤的特殊形式

解复用：将信息流组合分隔回分开的信息流

复用器和解用器
基带和宽带

基带：原始电信号固有的频带，将数字信号01用两种不同电压表示

宽带：同时传输多个信号、传输介质带宽大是将基带信号调制后形成的频分复用模拟信号

ch13 局域网技术与网络拓扑、硬件编址与帧类型标识

材质、设备、策略

电路交换和分组交换

电路交换：在发送方与接收方之间建立一条通路的通信机制，可以保证该通路与其他发送接收通路是分开的。点对点、电路建立、使用、终止独立、性能上等价于一条独立的电路、独立信道、实时性高

分组交换：采用统计复用，来自多个信源的通信竞争使用共享介质，每个报文分割成分组的数据块独立发送，分组交换网中，数据以分组的方式轮流发送、信道利用率高
LAN局部区域网络拓扑

总线拓扑：所有站点共享一条数据通道，只需发送一个数据包到总线中，其它节点会接收

环形拓扑：各节点通过通信介质连成封闭的环，令牌传递

星形拓扑：所有计算机都连接到一个中心节点

网状拓扑：点对点，完全图独立安装、安全稳定，线多、成本高
曼彻斯特编码（Manchester Encoding）

直方波，硬件在边缘触发，使用上升和下降边缘编码数据下降表示0，上升表示1
CSMA/AD带冲突检测的载波监听多址接入技术以太网、使用电缆

载波监听、冲突检测(强化碰撞)、二进制指数退避
CSMA/CA避免冲突的载波监听多址接入技术

发送接收先小传输，在告诉范围内的计算机开始传输从而避免冲突
分组和硬件帧Frame
帧：用于具体网络类型的分组，分组交换网络中每个帧对应一个分组
1. 头部：包括元数据用于处理帧的地址信息，消息不透明，网络只检查头
2. 载荷：包含发送的数据，只对发送方和接收方有意义
帧格式：添加到位序列或字节序列的结构，允许发送方和接收方对消息的格式一致

成帧：同步系统中使接收器知道消息开始和结束的机制
编址：分组解复用
1. 网卡：处理计算机进行网络通讯的设备处理地址识别、CRC计算、帧识别、发送和接受帧，减少CPU的负荷
2. 分组标识和解复用：IEEE地址既是站点的标识符，区域网对物理地址硬件地址提供检索功能，区域网的帧要包括发送者地址、接收者地址，每张网卡分配到唯一的地址
3. IEEE编址方案：以太网地址有48位(高24位：组织唯一标识OUI、低24位：厂家自行分配网卡标识符)
网卡通讯方式：单播、多播、广播

单播帧：一对一，当需要广播时，需向每台计算机发送数据

多播帧：一对多、特定地址

广播帧：一对全体、48位全为1
混杂模式：网卡接受所有经过它的数据流，而不过滤目的地址，通常用于监听网络上的数据流
帧格式

显式帧类型：帧类型域提供了复用和解复用

令牌环、ATM帧格式