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2017網(wǎng)絡(luò )工程師考試知識點(diǎn)：數據通訊技術(shù)
數據通訊是兩個(gè)實(shí)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(lián)接 。下面小編為大家整理了關(guān)于數據通訊技術(shù)的知識點(diǎn)，一起來(lái)看看吧：
主要內容
q 通訊基礎
q 調制與編碼
q 多路復用技術(shù)
q 差錯控制
q 傳輸介質(zhì)
通訊線(xiàn)路連接的方式
點(diǎn)點(diǎn)連接：點(diǎn)—點(diǎn)
分支式連接：采用詢(xún)問(wèn)，選擇，有點(diǎn)像計算的總線(xiàn)的結構
集線(xiàn)式連接：用集中器把各種低速的終端聯(lián)接起來(lái)，再用一條高速線(xiàn)路連接，非對稱(chēng)的交換機
數據通訊方式
并行、串行
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并行 |
串行 |
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特征 |
每一個(gè)時(shí)鐘周期能同時(shí)進(jìn)行多位的數據傳輸 |
每個(gè)時(shí)鐘周期只能傳送一個(gè)數據位 |
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優(yōu)點(diǎn) |
能進(jìn)行高速的大數據量傳輸 |
能進(jìn)行遠距的數據傳輸 |
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缺點(diǎn) |
每一位要一根數據線(xiàn)，成本高 |
成本低 |
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應用 |
近距離高速率的場(chǎng)合：如主機的總線(xiàn)、與外設連接的連接線(xiàn)（IDE或SCSI、并口打印線(xiàn)等） |
遠距離低速率的應用，如串口線(xiàn)，電話(huà)線(xiàn)、！ |
后注：由于串行的先天成本優(yōu)勢，近年來(lái)串行技術(shù)發(fā)展很快，串行也不再是低速的代名詞：如USB ，1394 都是串行技術(shù)的高速接口，另外現在最新的串行硬盤(pán)接口技術(shù)為155M，比最快的并口IDE硬盤(pán)接口133M還要快。
串行通訊的幾種方式
單工：數據始終往一個(gè)方向傳送
半雙工：數據可以雙向傳輸，但同一時(shí)刻只能往一個(gè)方向進(jìn)行數據傳輸
全雙工：數據可以同時(shí)雙向傳輸
幾個(gè)數據通訊的重要技術(shù)指標及其計算
1、數據傳輸率
比特率： 每秒鐘能傳輸的二進(jìn)制代碼位數 S=(1/T)
T為每個(gè)二進(jìn)制信號的周期，或 S=n/t 即在時(shí)間t內傳送了n個(gè)比特位!
波特率：每一秒內傳輸多少個(gè)電信號單元，B=1/T
波特率與比特率的關(guān)系是 ： S=Blog2N
(其中N表示一個(gè)電信號所有可能的有效狀態(tài)!)
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(guān)系 ：一般沒(méi)有特別注明情況下，一個(gè)碼元就是指一個(gè)比特，當明示了一個(gè)碼元包含了N個(gè)比特時(shí)。
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(guān)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(gè)帶寬為 3KHZ、沒(méi)有噪聲的信道，傳輸二進(jìn)制信號時(shí)能夠達到的極限數據傳輸率為_(kāi)_(6)__。一個(gè)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_(kāi)_(7)__。上述結果表明，__(8)__。(2002年度網(wǎng)絡(luò )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(wú)噪聲信道具有更大的帶寬
B.有噪聲信道比無(wú)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(wú)噪聲信道沒(méi)有可比性
D.上述值都為極限值，條件不同，不能進(jìn)行直接的比較
調制與編碼
數據: 有意義的實(shí)體
信號: 是數據的電磁或電子編碼
幾個(gè)實(shí)例：
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數據
信號 |
模擬 |
數字 |
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模擬 |
有線(xiàn)電視、無(wú)線(xiàn)廣播 |
電話(huà)線(xiàn)上傳輸的上網(wǎng)信號、微波，手機信號 |
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數字 |
光纖傳的電視信號，IP電話(huà) |
以太網(wǎng)中傳送的信號 |
數字信號傳輸優(yōu)缺點(diǎn)：代價(jià)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
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幅移鍵控法ASK |
頻移鍵控法FSK |
相移鍵控法PSK |
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調制原理 |
幅度 |
頻率 |
相位 |
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優(yōu)缺點(diǎn) |
調制與解調簡(jiǎn)單，效率低，易干撓 |
抗干找能力強 |
能進(jìn)行多相位的調制，效率高，抗干找能力最強！ |
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示意圖 |
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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(lái)表示1和0�；蛳喾吹膽�
3. 雙極性碼：三進(jìn)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(shí)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(gè)跳變，從高到低為1
8. 差動(dòng)曼徹斯特：每一位周期有跳變?yōu)榱�，沒(méi)有為1，中間跳變僅提供時(shí)鐘
9. 多電平碼：碼元可取多個(gè)電平之一
模擬數據的數字信號編碼
o 實(shí)現原理：以高于兩倍最高有效信號頻率的速率對信號進(jìn)行采樣!就能夠包含原始信號的全部信息。
o 方法
o 線(xiàn)性編碼：等分
o 非線(xiàn)性編碼：不等分，低幅值的進(jìn)行較多量化
o 優(yōu)缺點(diǎn)：非線(xiàn)性還原性好，但實(shí)現困難
多路復用技術(shù)
o 多路復用技術(shù)是把多個(gè)低速信道合成一個(gè)高速信道的技術(shù)，這種技術(shù)要用到兩個(gè)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(shù)
n 頻分(FDM)
n 時(shí)分(TDM)
n 統計時(shí)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(diǎn)及應用場(chǎng)合
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檢錯 |
糾錯 |
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定義 |
傳輸中僅僅發(fā)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(gè)差錯,就請求重發(fā)這一信息 |
在發(fā)送每一組信息時(shí)發(fā)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 |
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常用方法 |
奇偶,CRC |
海明碼 |
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應用場(chǎng)合 |
雙向通訊,延時(shí)小! |
單向通訊,延時(shí)大,重發(fā)代價(jià)大 |
檢錯與糾錯
o 碼距的概念：任兩個(gè)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(lái)，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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