前言
2023-7-7 16:07:57
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第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述【計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)】
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第8版） 謝希仁 編著
第二章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)
2.1物理層的基本概念
透明地傳輸比特流
2.2數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識
2.2.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的模型
2.2.2有關(guān)信道的幾個(gè)基本概念
單工、半雙工、全雙工
2.2.3 信道的極限容量
奈氏準(zhǔn)則、香農(nóng)公式
2.3物理層下面的傳輸媒體
2.3.1導(dǎo)引型傳輸媒體
1.雙絞線
雙絞線的絞結(jié)越緊密,絞距越均勻,其抗干擾能力越強(qiáng),線對內(nèi)部的串?dāng)_越小,傳輸數(shù)據(jù)的性能也就越好。
扭矩↓，抗干擾↑
EIA/TIA的布線標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種雙絞線的線序568A與568B。
568A線序
綠白——1，綠——2，橙白——3，藍(lán)——4，藍(lán)白——5， 橙——6，棕白——7，棕——8
568A線序不常用，現(xiàn)各單位、家庭用的都是568B線序
568B線序
橙白——1，橙——2，綠白——3，藍(lán)——4，藍(lán)白——5， 綠——6，棕白——7，棕——8
（"橙白"是指淺橙色，或者白線上有橙色的色點(diǎn)或色條的線纜，綠白、棕白、藍(lán)白亦同）。
雙絞線的順序與RJ45頭的引腳序號要一一對應(yīng)。
橙綠藍(lán)棕、花線在左、藍(lán)綠對調(diào)
2.同軸電纜
有線電視
3.光纜
2.3.2非導(dǎo)引型傳輸媒體
微波
衛(wèi)星
衛(wèi)星通信的另一特點(diǎn)就是具有較大的傳播時(shí)延。
無線電
2.4信道復(fù)用技術(shù)
2.4.1 頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用
2.4.2波分復(fù)用
波分復(fù)用WDM (Wavelength Division Multiplexing)就是光的頻分復(fù)用。
2.4.3 碼分復(fù)用
碼分復(fù)用CDM (Code Division Multiplexing)是另一種共享信道的方法。實(shí)際上，人們更常用的名詞是碼分多址CDMA (Code Division Multiple Access)。每一個(gè)用戶可以在同樣的時(shí)間使用同樣的頻帶進(jìn)行通信。由于各用戶使用經(jīng)過特殊挑選的不同碼型，因此各用戶之間不會(huì)造成干擾。碼分復(fù)用最初用于軍事通信，因?yàn)檫@種系統(tǒng)發(fā)送的信號有很強(qiáng)的抗干擾能力，其頻譜類似于白噪聲，不易被敵人發(fā)現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，CDMA 設(shè)備的價(jià)格和體積都大幅度下降，因而現(xiàn)在已廣泛使用在民用的移動(dòng)通信中，特別是在無線局域網(wǎng)中。采用CDMA可提高通信的話音質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑴p少干擾對通信的影響，增大通信系統(tǒng)的容量（是使用GSM的4~5倍 )，降低手機(jī)的平均發(fā)射功率，等等。下面簡述其工作原理。
在 CDMA 中，每一個(gè)比特時(shí)間再劃分為m 個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。通常m 的值是64或128。在下面的原理性說明中，為了畫圖簡單起見，我們設(shè)m為8。
使用CDMA的每一個(gè)站被指派一個(gè)唯一的m bit 碼片序列(chip sequence)。一個(gè)站如果要發(fā)送比特1，則發(fā)送它自己的 m bit 碼片序列。如果要發(fā)送比特0，則發(fā)送該碼片序列的二進(jìn)制反碼。例如，指派給S站的8 bit碼片序列是00011011。當(dāng)S發(fā)送比特1時(shí)，它就發(fā)送序列00011011，而當(dāng)S發(fā)送比特0時(shí)，就發(fā)送 11100100。為了方便，我們按慣例將碼片中的0寫為-1，將1寫為+1。因此S站的碼片序列是(-1 -1 -1+1+1-1+1+1)。補(bǔ)充如果是0就是沒發(fā)
現(xiàn)假定S站要發(fā)送信息的數(shù)據(jù)率為b bit/s。由于每一個(gè)比特要轉(zhuǎn)換成m個(gè)比特的碼片，因此S站實(shí)際上發(fā)送的數(shù)據(jù)率提高到mb bit/s，同時(shí)S站所占用的頻帶寬度也提高到原來數(shù)值的m 倍。這種通信方式是擴(kuò)頻(spread spectrum)通信中的一種。擴(kuò)頻通信通常有兩大類。一種是直接序列擴(kuò)頻DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)，如上面講的使用碼片序列就是這一類。另一種是跳頻擴(kuò)頻FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)。
CDMA 系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是這種體制給每一個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。
用數(shù)學(xué)公式可以很清楚地表示碼片序列的這種正交關(guān)系。令向量S表示站S的碼片向量，再令T表示其他任何站的碼片向量。兩個(gè)不同站的碼片序列正交，就是向量S和T的規(guī)格化內(nèi)積(inner product)都是0;
說明印刷體粗體S表示向量
手寫的話，要在字母上面加→
不過，不需要那么嚴(yán)格
S · T =1/m 求和(i=1~m) SiTi=0 (2-3)
而一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是-1。這從(2-4)式可以很清楚地看出,因?yàn)榍蠛偷母黜?xiàng)都變成了-1。
現(xiàn)假定有一個(gè)X站要接收S站發(fā)送的數(shù)據(jù)。X站就必須知道S站所特有的碼片序列。X站使用它得到的碼片向量S與接收到的未知信號進(jìn)行求內(nèi)積的運(yùn)算。X站接收到的信號是各個(gè)站發(fā)送的碼片序列之和。根據(jù)上面的公式(2-3)和(2-4)，再根據(jù)疊加原理（假定各種信號經(jīng)過信道到達(dá)接收端是疊加的關(guān)系)，那么求內(nèi)積得到的結(jié)果是:所有其他站的信號都被過濾掉（其內(nèi)積的相關(guān)項(xiàng)都是О0)，而只剩下S站發(fā)送的信號。當(dāng)S站發(fā)送比特1時(shí)，在X站計(jì)算內(nèi)積的結(jié)果是+1，當(dāng)S站發(fā)送比特0時(shí)，內(nèi)積的結(jié)果是-1。補(bǔ)充如果是0就是沒發(fā)
圖2-18是CDMA的工作原理。設(shè)S站要發(fā)送的數(shù)據(jù)是110三個(gè)碼元。再設(shè) CDMA將每一個(gè)碼元擴(kuò)展為8個(gè)碼片，而S站選擇的碼片序列為(-1-1-1+1+1-1+1+1)。S站發(fā)送的擴(kuò)頻信號為Sx。我們應(yīng)當(dāng)注意到,S站發(fā)送的擴(kuò)頻信號Sx中，只包含互為反碼的兩種碼片序列。T站選擇的碼片序列為(-1-1+1-1+1+1+1-1)，T站也發(fā)送110三個(gè)碼元，而T站的擴(kuò)頻信號為Tx。因所有的站都使用相同的頻率，因此每一個(gè)站都能夠收到所有的站發(fā)送的擴(kuò)頻信號。對于我們的例子，所有的站收到的都是疊加的信號Sx+ Tx。
當(dāng)接收站打算收S站發(fā)送的信號時(shí)，就用S站的碼片序列與收到的信號求規(guī)格化內(nèi)積。這相當(dāng)于分別計(jì)算S·Sx和S·Tx。顯然，S·Sx就是S站發(fā)送的數(shù)據(jù)比特，因?yàn)樵谟?jì)算規(guī)格化內(nèi)積時(shí)，按(2-3)式相加的各項(xiàng)，或者都是+1，或者都是-1:而S·Tx,一定是零，因?yàn)橄嗉拥?項(xiàng)中的+1和-1各占一半，因此總和一定是0。
題2-16
發(fā)送的數(shù)據(jù)是1 0 沒 1
分別內(nèi)積的結(jié)果是1 -1 0 1
2.5數(shù)字傳輸系統(tǒng)
2.6寬帶接入技術(shù)
2.6.1 ADSL技術(shù)
2.6.2光纖同軸混合網(wǎng)(HFC網(wǎng)）
2.6.3 FTTx技術(shù)
本章的重要概念
習(xí)題
題2-16
發(fā)送的數(shù)據(jù)是1 0 沒 1
分別內(nèi)積的結(jié)果是1 -1 0 1
最后
2023-7-7 16:08:22
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