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[高等教育]第二章數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識(shí)-資料下載頁(yè)

2026-01-10 18:58本頁(yè)面

　　

【正文】是專門(mén)用在符合 50Ω的電纜，只用于數(shù)字信號(hào)發(fā)送，稱為基帶同軸電纜；另一種是用于頻分多路復(fù)用 FDM的模擬信號(hào)發(fā)送，阻抗為 75Ω的電纜，稱為寬帶同軸電纜。 66 1. 細(xì)同軸 ? D=， 10Mbit/s ? 每段 185m、 4中繼、 5段（ 925m） ? 優(yōu)缺點(diǎn)： ? 價(jià)格低 ? 安裝方便（ T型連接器、 BNC接頭、 Terminator） ? 抗干擾能力較強(qiáng) ? 可靠性差 2. 粗同軸 ? D=， 10Mbit/s ? 每段 500m、 4中繼、 5段（ 2500m） ? 優(yōu)缺點(diǎn)：價(jià)格稍高 ? 安裝方便（收發(fā)器、收發(fā)器電纜、 Terminator） ? 抗干擾能力強(qiáng) ? 連接距離中等 ? 可靠性好 67 光纖光纖是一種細(xì)小、柔韌并能傳輸光信號(hào)的介質(zhì) ，一根光纜中包含有多條光纖。光纖上是利用有光脈沖信號(hào)表示 1，沒(méi)有光脈沖來(lái)表示 0。光纖通信系統(tǒng)是由光端機(jī) 、光纖（光纜）和光纖中繼器組成。光端機(jī)又分成光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī) 。而光中繼器用來(lái)延伸光纖或光纜的長(zhǎng)度，防止光信號(hào)衰減。光發(fā)送機(jī)將電信號(hào)調(diào)制成光信號(hào) ，利用光發(fā)送機(jī)內(nèi)的光源將調(diào)制好的光波導(dǎo)入光纖，經(jīng)光纖傳送到光接收機(jī) 。光接收機(jī)將光信號(hào)變換為電信號(hào) ，經(jīng)放大、均衡判決等處理后送給接收方。光纖和同軸電纜相似，只是沒(méi)有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。光纖分為單模光纖和多模光纖兩類（所謂 “ 模 ” 是指以一定的角度進(jìn)入光纖的一束光）。 68 光纖不僅具有通信容量非常大的特點(diǎn) ，而且還具有其他的一些特點(diǎn)： ?抗電磁干擾性能好； ?保密性好，無(wú)串音干擾； ?信號(hào)衰減小，傳輸距離長(zhǎng)； ?抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng) 。正是由于光纖的數(shù)據(jù)傳輸率高（目前已達(dá)到 1Gb/s），傳輸距離遠(yuǎn) （無(wú)中繼傳輸距離達(dá)幾十至上百公里）的特點(diǎn) ，所以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線中得到了廣泛地應(yīng)用。目前光纜主要是用于交換機(jī)之間、集線器之間的連接，但隨著千兆位局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷普及和光纖產(chǎn)品及其設(shè)備價(jià)格的不斷下降，光纖連接到桌面也將成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì) 。光纖存在一些缺點(diǎn)：光纖的切斷和將兩根光纖精確地連接所需要的技術(shù)要求較高。 69 無(wú)線傳輸主要包括：無(wú)線電波、微波、紅外線和激光等，各種無(wú)線傳輸對(duì)應(yīng)的電磁波譜范圍如下圖所示。 10010210410610810101012101410161018102010221024無(wú)線電微波紅外紫外線可見(jiàn)光X射線 γ 射線1041051061071081091010101110121013101410151016f(Hz)f(Hz)雙絞線同軸電纜無(wú)線電(AM) 無(wú)線電(FM)電視頻道衛(wèi)星通信地面微波通信光纖頻段 LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF無(wú)線傳輸介質(zhì) 70 在一些電纜光纖難于通過(guò)或施工困難的場(chǎng)合，例如，高山、湖泊或島嶼等，即使在城市中挖開(kāi)馬路敷設(shè)電纜有時(shí)也很不劃算，特別是通信距離很遠(yuǎn) ，對(duì)通信安全性要求不高，敷設(shè)電纜或光纖既昂貴又費(fèi)時(shí) ，若利用無(wú)線電波等無(wú)線傳輸介質(zhì)在自由空間傳播，就會(huì)有較大的機(jī)動(dòng)靈活性，可以輕松實(shí)現(xiàn)多種通信，抗自然災(zāi)害能力和可靠性也較高。無(wú)線電短波通信 71 ? 無(wú)線電數(shù)字微波通信系統(tǒng)在長(zhǎng)途大容量的數(shù)據(jù)通信中占有及其重要的地位，其頻率范圍為 300MHz～300GHz。微波通信主要有兩種方式：地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。 ? 微波在空間主要是直線傳播，并且能穿透電離層進(jìn)入宇宙空間，它不像短波那樣經(jīng)電離層反射傳播到地面上其他很遠(yuǎn)的地方，由于地球表面是個(gè)曲面，因此其傳播距離受到限制且與天線的高度有關(guān)，一般只有 50km左右，長(zhǎng)途通信時(shí)必須建立多個(gè)中繼站，中繼站把前一站發(fā)來(lái)的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后再發(fā)往下一站，類似于 “ 接力 ” ，如果中繼站采用 100m高的天線塔，則接力距離可增大到 100 km。地面微波接力通信 72 微波地面中繼通信地球表面 73 ? 衛(wèi)星通信實(shí)際上也是一種微波通信，它以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)，在多個(gè)地面站之間通信，衛(wèi)星通信的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的 “ 無(wú)縫隙 ” 覆蓋，由于衛(wèi)星工作于幾百、幾千、甚至上萬(wàn)公里的軌道上，因此覆蓋范圍遠(yuǎn)大于一般的移動(dòng)通信系統(tǒng)。但衛(wèi)星通信要求地面設(shè)備具有較大的發(fā)射功率，因此不易普及使用。按照工作軌道區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般分 3類 : 1. 低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（ LEO） 2. 中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（ MEO） 3. 高軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)（ GEO）衛(wèi)星通信 74 75 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 1. 下行廣播，覆蓋范圍廣：對(duì)地面的情況如高山海洋等不敏感，適用于在業(yè)務(wù)量比較稀少的地區(qū)提供大范圍的覆蓋，在覆蓋區(qū)內(nèi)的任意點(diǎn)均可以進(jìn)行通信，而且成本與距離無(wú)關(guān)； 2. 工作頻帶寬：可用頻段從 150MHz～ 30GHz； 3. 通信質(zhì)量好：衛(wèi)星通信中電磁波主要在大氣層以外傳播，電波傳播非常穩(wěn)定。雖然在大氣層內(nèi)的傳播會(huì)受到天氣的影響，但仍然是一種可靠性很高的通信系統(tǒng)； 4. 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度快、成本低：除建地面站外，無(wú)需地面施工。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低； 5. 信號(hào)傳輸時(shí)延大：高軌道衛(wèi)星的雙向傳輸時(shí)延達(dá)到秒級(jí)，用于話音業(yè)務(wù)時(shí)會(huì)有非常明顯的中斷； 6. 控制復(fù)雜：由于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中所有鏈路均是無(wú)線鏈路，而且衛(wèi)星的位置還可能處于不斷變化中，因此控制系統(tǒng)也較為復(fù)雜。 76 紅外線通信和激光通信就是把要傳輸?shù)男盘?hào)分別轉(zhuǎn)換成紅外光信號(hào)和激光信號(hào)直接在自由空間沿直線進(jìn)行傳播，它比微波通信具有更強(qiáng)的方向性，難以竊聽(tīng)、插入數(shù)據(jù)和進(jìn)行干擾，但紅外線和激光對(duì)雨霧等環(huán)境干擾特別敏感。紅外線和激光 77 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要性能指標(biāo) 帶寬帶寬 (bandwidth)本來(lái)是指信號(hào)具有的頻帶寬度，單位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。現(xiàn)在 “ 帶寬 ” 是數(shù)字信道所能傳送的 “ 最高數(shù)據(jù)率 ” 的同義語(yǔ)，單位是“ 比特每秒 ” ，或 b/s (bit/s)。 ? 常用的帶寬單位是 ? 千比每秒，即 kb/s （ 103 b/s） ? 兆比每秒，即 Mb/s（ 106 b/s） ? 吉比每秒，即 Gb/s（ 109 b/s） ? 太比每秒，即 Tb/s（ 1012 b/s） ? 注意：在計(jì)算機(jī)界， K = 210 = 1024 M = 220, G = 230, T = 240。 78 本章小結(jié) ? 基本概念（信源、信宿、數(shù)據(jù)、信息、信號(hào)帶寬、信道帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率、碼元速率、誤碼率、編碼效率） ? 編碼技術(shù)（調(diào)制，脈碼調(diào)制 PCM，數(shù)字編碼） ? 多路復(fù)用（ FDM， TDM） ? 數(shù)據(jù)通信技術(shù)（并行方式，串行方式） ? 數(shù)據(jù)交換技術(shù) (電路交換、報(bào)文交換、分組交換 ) ? 差錯(cuò)控制方法 (奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn) ) ? 傳輸媒體 (介質(zhì) ) 79 作業(yè) ? 采用曼徹斯特編碼的 10Mbps局域網(wǎng)的波特率是多少？ ? 信道帶寬為 3KHz，信噪比為 1023，則每秒能發(fā)送的比特?cái)?shù)不會(huì)超過(guò)多少？ ? 數(shù)據(jù)傳輸速率為 1600bps，采用 1位起始位、 1位停止位的異步傳輸，問(wèn) 1分鐘內(nèi)最多能傳輸多少個(gè)漢字？ ? 已知生成多項(xiàng)式為： X4+X2+1，求信息位1001001的 CRC碼，并求此編碼的編碼效率。

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