"Principios de redes informáticas" Capítulo 3 Tecnología de comunicación de datos

3.1 Resumen

3.2 Base teórica de la comunicación de datos

contenido principal

• La representación matemática de una señal y las restricciones que le impone a medida que viaja por un canal de comunicación.
• El medio de transmisión utiliza cambios en cantidades físicas como voltaje, corriente y señales ópticas para transmitir flujos de bits binarios.
• El voltaje, la corriente, etc. se pueden expresar como una función de un solo valor f(t) del tiempo
• De esta manera, el cambio de la señal se puede describir matemáticamente y analizar matemáticamente.
  

3.2.1 Análisis de Fourier

• Fourier demuestra que cualquier función normal g(t) con período T puede estar compuesta por un número infinito de funciones seno y coseno
• 
  

3.2.2 Características espectrales de la señal periódica de impulsos rectangulares

• La atenuación es diferente para diferentes componentes de Fourier, lo que provoca distorsión de la salida.
• Cuantos más armónicos pasen por el canal, más realista será la señal
• 
  

3.3 Modelo de sistema de comunicación de datos

3.3.1 Estructura básica del sistema de comunicación de datos

Varios métodos de transmisión de datos en los canales de comunicación y las tecnologías utilizadas.

• Estructura básica del sistema de comunicación de datos.
  • 
• Las tareas del sistema de comunicación de datos.
  • Los datos que llevan la información se transmiten al destino a través del medio (canal) en forma de una señal física
  • La información y los datos no se pueden transferir directamente en el medio
  • Solución: información (en bruto) -> datos (almacenamiento) -> señal (transmisión en medio)
    

3.3.2 Datos y Señales

• representación de datos
  • Valor continuo de datos analógicos
  • Valores discretos de datos numéricos
• método de transferencia de datos
  • Señal analoga
  • Señal digital
• Método de señalización
  • Señalización analógica (canal analógico)
  • Señalización digital (canal digital)
• Método de sincronización de datos
  • La sincronización significa que el extremo receptor recibe datos estrictamente de acuerdo con la frecuencia de repetición y el tiempo de inicio y finalización de cada símbolo enviado por el extremo emisor, es decir, la base de tiempo debe ser consistente.
  • Según los diferentes objetos a sincronizar, se puede dividir en:
    • sincronización de bits
      • 
    • sincronización de personajes
      • Hay dos formas de sincronización de caracteres: asíncrona y sincrónica.
        • Sincronización asíncrona de caracteres
        • 
        • sincronización de caracteres síncrona
        • 
    • sincronización de fotogramas
• Envío de señales analógicas y digitales
  • Señalización analógica (canal analógico)
    • 
  • Señalización digital (canal digital)
    • 
      

3.3.3 Modo de comunicación del canal

Para satisfacer diferentes necesidades, las líneas de comunicación adoptan diferentes métodos de conexión.

• método punto a punto
  • 
• modo multipunto
  • 

forma de comunicación

• Desde la perspectiva de la relación entre la dirección de transmisión de la información y el tiempo
  • comunicación símplex
    • Características: la información solo se puede transmitir en una dirección y las señales de monitoreo se pueden enviar de vuelta.
    • 
  • comunicación semidúplex
    • Características: La información se puede transmitir en dos direcciones, pero en un momento determinado solo se puede transmitir en una dirección.
    • 
  • Modo de comunicación dúplex completo
    • Características: La información se puede transmitir en ambas direcciones al mismo tiempo, generalmente utilizando una estructura de cuatro hilos.
    • 
      

3.3.4 Método de transmisión de datos

• Transmisión de banda base y transmisión de banda de frecuencia
  • **Señal de banda base: **La señal eléctrica original enviada por la fuente sin modulación
  • El método de transmisión que envía directamente la señal de banda base a la línea de comunicación se denomina transmisión de banda base.
    • La señal transformada por la fuente de señal analógica se denomina señal de banda base analógica.
    • La señal binaria generada por la computadora se llama señal de banda base digital.
  • El modo de transmisión que envía la señal de banda base a la línea de comunicación después de la modulación se denomina transmisión de banda de frecuencia .
• Transmisión de banda base de datos digitales
  • Transmisión de banda base : use directamente la señal de banda base al transmitir
    • La transmisión de banda base es el método de transmisión más básico, generalmente bajo nivel 0 alto nivel 1
    • Aplicable a todas las situaciones a bajas y altas velocidades
    • Debido a que las señales de banda base ocupan un amplio rango de frecuencia, existen ciertos requisitos para las líneas de transmisión.
  • Contenido principal : método de codificación
• Transmisión analógica de datos digitales (transmisión de banda)
  • Transmisión de banda de frecuencia : Se refiere a la transmisión de portadora en líneas dentro de un cierto rango de frecuencia . La portadora se modula con una señal de banda base para que sea adecuada para la transmisión en la línea .
  • Modulación : use el pulso de banda base para controlar algunos parámetros de la señal portadora para que estos parámetros cambien con el pulso de banda base.
  • Demodulación : conversión de ventilador modulada
  • Módem MÓDEM
    • El modulador es un convertidor de forma de onda que convierte la forma de onda de la señal digital de banda base en una forma de onda adecuada para la transmisión de canales analógicos . (no cambie el contenido de los datos)
    • El demodulador es un reconocedor de forma de onda , que restaura la señal analógica transformada por el modulador en la señal digital de Yuankai, y si el reconocimiento es incorrecto, se producirá un error de bit.
• transmisión de banda ancha (fibra óptica)
  

3.4 Medio de transmisión

• Clasificación de los medios de transmisión
  • medios alámbricos
    • Cable coaxial, par trenzado, fibra óptica, etc.
    • Características: necesita cableado, buen rendimiento antiinterferencias.
  • medio inalámbrico
    • Diversas formas de transmisión a través de la atmósfera.
    • microondas, infrarrojos, satélite, etc.
    • Características: no requiere cableado, mala antiinterferencia.
• Elección del medio de transmisión
  • seguridad
  • interferencia electromagnetica
  • costo
  • velocidad
  • atenuación de la señal
    

3.4.1 Espectro electromagnético

La relación básica entre la frecuencia f de las ondas electromagnéticas, la longitud de onda D y la velocidad de propagación c en el vacío:
DF=C

3.4.2 Par trenzado

• Consiste en dos cables aislados dispuestos en una configuración helicoidal. El alambre es alambre de cobre o acero revestido de cobre.
• Los cables de par trenzado pueden transmitir señales analógicas y digitales .
• El ancho de banda específico depende del grosor del hilo de cobre, la distancia de transmisión y la tecnología utilizada
• El par trenzado se puede dividir en: par trenzado blindado STP y par trenzado no blindado UTP .
  • 
• Se utilizan más conexiones punto a punto .
• El rendimiento antiinterferencias depende del blindaje y la torsión adecuados de los pares de hilos, que está cerca del cable coaxial en la transmisión de baja frecuencia.
  

3.4.3 Cable coaxial

• El cable coaxial es un conductor externo hueco rodeado por un conductor interno .
• Los cables coaxiales se clasifican según la impedancia:
  • 
• Por lo general, conexión multipunto
• La antiinterferencia y el precio son entre par trenzado y fibra óptica.
  

3.4.4 Fibra

• Consta de tres partes concéntricas: núcleo, revestimiento y camisa.
• Las fibras ópticas pueden estar compuestas de plástico, vidrio o vidrio de sílice de ultra alta pureza.
  • La pérdida, la distancia de transmisión y el precio de las fibras ópticas hechas de diferentes materiales también son diferentes.
• Las fibras ópticas representan el 0 y el 1 binario a través de la presencia o ausencia de señales ópticas .
• El emisor necesita un equipo de conversión electroóptica y el receptor necesita un equipo de conversión fotoeléctrica.
• Los cables ópticos se utilizan directamente en el cableado y un cable óptico se compone de múltiples fibras ópticas.
• 
• Clasificación de la fibra óptica
  • fibra monomodo
  • fibra multimodo
  • Modo: Es una cantidad relacionada con muchos parámetros, que puede entenderse como la dirección de polarización.La fibra monomodo puede transmitir múltiples longitudes de onda, pero cada longitud de onda solo puede tener un modo.
  • Tres ventanas de longitud de onda de uso común
    • 
  • 
    

3.4.5 Medio inalámbrico

• espectro electromagnético
• Transmision de radio
  • Existe un enlace inalámbrico entre el punto terminal fijo (estación base) y el terminal
  • 
• transmisión de microondas
  • 
• Infrarrojos y mmWave
• transmisión de ondas de luz
• Comunicaciones por satélite
  • 
    

3.5 Codificación de datos

3.5.1 Codificación de señales

• codificación de datos digitales
  • 
  • Codificación sin retorno a cero (NRZ) bajo 0 alto 1
    • Desventajas: es difícil definir el inicio del bit de datos y el componente de CC puede dañar el punto de conexión.
  • Codificación Manchester
    • El salto medio de cada bit, cayendo 1, subiendo 0 o viceversa
  • Codificación Manchester diferencial
    • El salto medio de cada bit, hay un salto de 0 y no hay un salto de 1
      

3.5.2 Modulación y codificación

• Técnicas de modulación comunes
  • Según las tres características de la portadora: amplitud , frecuencia y fase , se generan tres técnicas de modulación comúnmente utilizadas:
    • 
    • Modulación por desplazamiento de amplitud ( ASK ) AM
      • 
    • Modulación por desplazamiento de frecuencia ( FSK ) FM
      • 
    • Modulación de fase modulación por cambio de fase ( PSK )
      • 
        

3.5.3 Codificación digital de datos analógicos

• Resuelva el problema de la digitalización de la señal analógica durante la transmisión digital de datos analógicos
  • También conocido como PCM de modulación de código de pulso
  • También muestreado según el principio de Nyquist
  • Divida la amplitud de la señal analógica en múltiples niveles (2^n), cada nivel está representado por n bits
• Técnicas PCM de uso común
  • Modulación de código de pulso diferencial
    • Principio: en lugar de digitalizar el valor de amplitud, codifica según la diferencia entre los dos valores de muestreo antes y después, y genera un número binario
  • Ejemplo de proceso de conversión de PCM
    • muestreo-cuantificación-codificación
    • 
  • Diagrama de forma de onda de conversión PCM
    • 
      

3.6 Índice de rendimiento de la comunicación de datos

3.6.1 Latencia

• En las redes informáticas, la latencia se refiere al tiempo necesario para que un bloque de datos (marco, paquete, segmento) se transmita desde un extremo de un enlace o red al otro.
• La latencia incluye
  • retrasar el envío
  • retardo de propagación
  • retraso de reenvío
    • retraso en la cola
    • retraso de acceso
    • retraso en el procesamiento
• El producto del ancho de banda de retardo es el producto del retardo de propagación y el ancho de banda: producto del ancho de banda de retardo = retardo de propagación * ancho de banda
• El producto del ancho de banda de retardo también se denomina longitud en bits , es decir, la longitud del enlace en bits.
  

3.6.2 Tasa de transferencia

Tasa de transferencia de información y tasa de transferencia de símbolos

• La tasa de transmisión de información se refiere a los dígitos binarios de los datos digitales antes de la codificación transmitida por segundo , y la unidad es bit/segundo , es decir, b/s, bps.
  • La tasa de transferencia de información también se denomina tasa de bits.
  • En las redes informáticas, otro término que tiene el mismo significado que la tasa de transferencia de información se denomina ancho de banda.
• La tasa de transmisión de la señal de transmisión en el canal después de que los datos digitales se codifican en línea se denomina tasa de transmisión de símbolos , que se refiere a la cantidad de símbolos transmitidos por segundo, es decir, la cantidad de veces que la señal de transmisión cambia por segundo, y la unidad es baudios/segundo ( baudios/s)

Tasa de baudios y tasa de bits

• Velocidad de transmisión RB
  • La cantidad de veces que la señal cambia por segundo, también conocida como tasa de modulación
• tasa de bits Rb
  • número de bits transferidos por segundo
• Una nueva red a menudo puede transportar múltiples bits binarios, por lo que a una tasa de transmisión de información fija, la tasa de bits suele ser mayor que la tasa de baudios. Se pueden transmitir múltiples bits en un símbolo.
• Rb = RB log2 V (V es el número de niveles)
• Eficiencia de codificación = Rb/RB
  

3.6.3 Confiabilidad

• BER
  • La tasa de error de bit se refiere a la probabilidad de que los datos transmitidos se transmitan incorrectamente
• Tasa de bits erróneos = número de bits erróneos transmitidos/número total de bits transmitidos
  • Tasa de error de trama, Tasa de error de paquete
    

3.6.4 Capacidad límite del canal

• Ya en 1924, Nyquist reconoció esta limitación fundamental y derivó una expresión para la velocidad máxima de transferencia de datos para un canal sin ruido de ancho de banda limitado ;

• Nyquist demostró que si una señal arbitraria pasa a través de un filtro de paso bajo con un ancho de banda de H , entonces 2H muestras por segundo pueden reproducir completamente la señal que pasa a través de este filtro.

• En 1948, Shannon amplió aún más los resultados de Nyquist a los canales afectados por ruido aleatorio (dinámico) .

• Criterio de Nye: para canales de paso bajo ideales

  • 
  • La fórmula de Nyquist proporciona una base para estimar la tasa más alta de un canal sin ruido de ancho de banda conocido.

• Teorema de Shannon: el ruido gaussiano interfiere con el canal

  • 

• Comparación del criterio de Nye y el teorema de Shannon

  • C = 2H log2V Esta fórmula muestra que la velocidad de transmisión de datos C aumenta a medida que aumenta el número de etapas de codificación de señales .
  • C = H log2(1+S/N) No importa qué tan alta sea la frecuencia de muestreo y en cuántos niveles se divida la codificación de la señal, esta fórmula brinda la tasa de transmisión más alta que el canal puede lograr. Es decir, la existencia de ruido hará imposible aumentar infinitamente el número de etapas de codificación .
    

Tecnología de multiplexación de 3.7 canales

Dado que la capacidad de una línea de transmisión supera con creces la capacidad requerida para transmitir una señal de usuario, a fin de mejorar la utilización de la línea, a menudo se permite que varias señales compartan una línea física al mismo tiempo .
Métodos comunes:

• TDM
• Multiplexación por división de frecuencia FDM
• WDM
• multiplexación por división de código CDM
  

3.7.1 Multiplexación por división de frecuencia y división de tiempo

• Multiplexación por división de frecuencia FDM
  • Cuando el ancho de banda del medio de transmisión es mayor que los requisitos de una sola señal, para utilizar de manera efectiva el sistema de transmisión, la tecnología de transmisión de múltiples señales en una línea de transmisión al mismo tiempo es multiplexación por división de frecuencia .
  • Realización de FDM
    • Modula la frecuencia de diferentes señales a diferentes rangos de frecuencia por modulación
    • Sintetice múltiples señales en una sola señal con un rango de frecuencia más grande para la transmisión
    • En el lado receptor , la señal se restaura a múltiples señales a través de la demodulación.
    • 
• Multiplexación por división de tiempo TDM
  • Cuando la tasa de transmisión de bits del medio de transmisión es mayor que el requisito de una sola señal, para utilizar de manera efectiva el sistema de transmisión, la tecnología de transmisión de múltiples señales en la misma línea al mismo tiempo se denomina multiplexación por división de tiempo .
  • 
  • Método para realizar:
    • Dividir el tiempo en intervalos de tiempo iguales durante la transmisión
    • Los intervalos de tiempo se asignan a las señales especificadas en secuencia a través del método de rotación de intervalos de tiempo ;
    • El lado receptor también recibe las señales especificadas secuencialmente en los intervalos de tiempo especificados por medio de la rotación de intervalos de tiempo .
      

3.7.2 Multiplexación estadística por división de tiempo

• multiplexación síncrona por división de tiempo
  • 
• Multiplexación por división de tiempo asíncrona (estadística)
  • 
    

3.7.3 Multiplexación por división de longitud de onda

WDM de multiplexación por división de longitud de onda

• Toda la banda de longitud de onda se divide en varios rangos de longitud de onda y cada usuario ocupa un rango de longitud de onda para la transmisión.
• 
  

3.7.4 Multiplexación por división de código

Multiplexación por división de código CDM

• La connotación es equivalente a CDMA
• Permita que múltiples usuarios se comuniquen usando la misma banda de frecuencia al mismo tiempo;
• Cada usuario utiliza un patrón de código diferente que ha sido especialmente seleccionado
• Fuerte capacidad anti-interferencia
• Aumentar efectivamente la capacidad de comunicación del sistema.
• Originalmente se usó para comunicaciones militares y ha sido ampliamente utilizado en comunicaciones móviles civiles, especialmente en redes de área local inalámbricas , ya que el precio y el volumen de los equipos CDMA se han reducido significativamente .
• Cómo funciona CDMA
  • El tiempo de bit se divide en m (o 64 o 128) segmentos de tiempo cortos llamados chips
  • A cada estación se le asigna una secuencia de chips de m bits única
    • Envía el bit 1, luego envía la secuencia de chip de m bits
    • Envía el bit 0, luego envía el complemento a uno de la secuencia de chips
  • Cualesquiera dos secuencias de chips (S, T) deben satisfacer la relación ortogonal
    • 
  • 
    

3.8 Sistema de transmisión digital

3.8.1 Sistema PCM

• 
• E1 = 2,048 Mbit/s
• T1 = 1,544 Mbit/s
• 
  

3.8.2 SONET y SDH

Hay muchas deficiencias en la tasa de multiplexación de transmisión digital actual, las más importantes de las cuales son los dos aspectos siguientes: el estándar de tasa no es uniforme y la transmisión no es síncrona ;

• Para resolver los problemas anteriores, los Estados Unidos introdujeron por primera vez un estándar de transmisión digital en 1988, llamado **Red óptica síncrona SONET** (Red óptica síncrona).
  • arquitectura SONET
    • 
• Basado en el estándar SONET de los Estados Unidos, ITU-T formuló la **serie digital síncrona estándar internacional SDH** (jerarquía digital síncrona), es decir, tres recomendaciones que incluyen G.707~G.709 aprobadas en 1988.
  

3.9 Tecnología de intercambio de datos

Conmutación : en una red de comunicación de múltiples nodos, para utilizar de manera efectiva el equipo y las líneas de comunicación , generalmente es deseable configurar dinámicamente las líneas entre las dos partes en comunicación y conectar o desconectar dinámicamente las líneas de comunicación, lo que se denomina " conmutación ". ".
Clasificación de los métodos de intercambio:

• Cambio de circuito
• intercambio de almacenamiento
  • intercambio de mensajes
  • conmutación de paquetes
  • cambio de celda
• intercambio mixto
• 

• **电路交换                      报文交换               分组交换**
  

3.9.1 Conmutación de circuitos

Use directamente la línea de comunicación física conmutable para conectar las partes de comunicación

• tres fases:
  • construir un circuito
  • transferir datos
  • quitar el circuito
• caracteristica principal:
  • Antes de enviar datos, se debe establecer una ruta física dedicada temporal de punto a punto
  • El tiempo para establecer una ruta física es más largo y el retraso en la transmisión de datos es más corto
    • ej., red telefónica
    • 
      

3.9.2 Intercambio de mensajes

• principio
  • La información se almacena y reenvía en unidades de mensajes (segmentos de información lógicamente completos)
  • 
• Características:
  • Alta utilización de la línea
  • Requiere nodos intermedios (dispositivos de comunicación de red) para tener un búfer grande
  • retraso largo
    

3.9.3 Conmutación de paquetes

• principio
  • La información se almacena y reenvía en unidades de paquetes . El nodo de origen divide el mensaje en paquetes, los almacena y los reenvía en el nodo intermedio, y el nodo de destino sintetiza los paquetes en mensajes.
  • Paquete: un segmento de información más pequeño que un mensaje, generalmente con un límite de longitud máxima
  • Celda: un segmento de información de tamaño fijo
• Características:
  • Sin asignación previa de recursos en dispositivos de nodo de red
  • Alta utilización de la línea
  • Alta utilización de la memoria del nodo
  • Fácil de retransmitir, alta confiabilidad
  • Fácil de iniciar nuevas transmisiones, lo que permite que los mensajes urgentes pasen primero
  • Información adicional añadida
• La conmutación de paquetes se divide en datagramas y circuitos virtuales.
  • datagrama
    • Cada paquete se enruta de forma independiente
    • Adecuado para transmitir una pequeña cantidad de paquetes, eliminando el proceso de establecimiento de llamadas, rápido
    • Puede manejar mejor la congestión
    • más confiable
    • 
  • circuito virtual
    • Todos los paquetes se enrutan una sola vez
    • El envío de paquetes de dinero requiere el establecimiento de un circuito virtual
    • En comparación con los datagramas, la red es difícil y poco confiable para lidiar con la congestión
    • 
      

3.10 Procedimientos de la capa física

3.10.1 DTE y DCE

Equipo Terminal de Datos DTE

• Se refiere a dispositivos terminales como equipos de entrada/salida de datos, equipos terminales o computadoras con ciertas capacidades de procesamiento de datos y capacidades de transceptor .

Equipo de comunicación de datos DCE

• Se refiere al conjunto de equipos de atención automática de llamadas, conmutadores y otros dispositivos intermedios , cuya función es proporcionar funciones de conversión y codificación de señales entre el DTE y las líneas de transmisión , y es responsable de establecer, mantener y liberar conexiones de enlace de datos .

3.10.2 Estándar de interfaz de capa física

• Definición ISO/OSI de capa física
  • La capa física proporciona características mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimiento con el fin de iniciar, mantener y cerrar conexiones físicas entre entidades de enlace de datos para la transferencia de bits . Esta conexión puede pasar a través de un sistema de retransmisión , y la transmisión dentro del sistema de retransmisión también se encuentra en la capa física.
  • Funciones de la capa física
    • Proporciona una transferencia de flujo de bits transparente entre dos dispositivos de red .
  • contenido de investigación
    • El inicio y cierre de conexiones físicas, la transmisión normal de datos y la gestión del mantenimiento.
• Cuatro características de la capa física
  • propiedades mecánicas
    • Defina principalmente el punto límite de la conexión física , es decir, el dispositivo enchufable. Especifica la especificación, el número y la disposición de los pines utilizados en la conexión física.
    • Interfaz estándar de uso común
      • ISO 2110, conector de 25 pines, EIA RS-232-C, EIA RS-366-A
      • ISO 2593, conector de 34 núcleos, MÓDEM de banda ancha V.35
      • ISO 4902, conectores de 37 pines y 9 pines, EIA RS-449
      • ISO 4903, conector de 15 núcleos, X.20, X.21, X.22
  • Características electricas
    • Al especificar la transmisión de bits binarios, el nivel de voltaje, la coincidencia de impedancia, la velocidad de transmisión y el límite de distancia de la señal en la línea.
    • Los estándares anteriores definían las características eléctricas en los puntos límite, como EIA RS-232-C, V.28, los estándares más recientes describen las características eléctricas de los transmisores y receptores y dan control sobre los cables de conexión.
    • Normas de características eléctricas normalizadas CCITT
      • CCITT V.10/X.26: Nuevas Características Eléctricas Desequilibradas, EIA RS-423-A
      • CCITT V.11/X.27: Nuevas características eléctricas equilibradas, EIA RS-422-A
      • CCITT V.28: Características eléctricas desequilibradas, EIA RS-232-CCCITT X.21/EIA RS-449
  • Características
    • Definir principalmente la función de cada línea física.
    • Las funciones de las líneas se dividen en cuatro categorías:
      • datos
      • control
      • momento
      • tierra
  • características procesales
    • Definir principalmente el procedimiento de trabajo y la relación de tiempo de cada línea física.
      

3.10.3 EIA-232

• EIA-232-E es un conocido estándar de interfaz de comunicación asíncrona de capa física formulado por la Asociación Estadounidense de la Industria Electrónica EIA
• Fue el primer estándar RS-232 formulado en 1962, en el que RS representa un " estándar recomendado " de EIA y 232 es el número de serie.
  

Compare los pros y los contras de la comunicación analógica y digital

• La comunicación analógica , la tecnología es muy madura, consiste en modular la [señal analógica] y la [portadora] para hacerla [con una determinada característica de la portadora] sin perder la singularidad de la señal analógica. El extremo receptor pasa a través del [paso bajo filter] , restaura la señal analógica original.
• La señal digital se muestrea primero, y la amplitud [de muestreo] se [codifica], y luego se realizan [modulación], cambio de fase, etc., y el receptor puede restaurarla.
• la diferencia es que
  • Debido a que la comunicación digital transmite señales de muestreo digitales, se puede restaurar en el extremo receptor, por lo que la velocidad de transmisión de la señal es alta y la distancia es larga.
  • La señal analógica es la [modulación directa] de la señal, que es multiplicada por la portadora. Cuando hay interferencia durante la transmisión, el impacto en el sistema es [irreparable], por lo que provoca [distorsión].
  • En términos relativos, la comunicación digital es mejor que la comunicación analógica .

¿Cómo utilizar el canal de voz para transmitir datos informáticos?

Respuesta: Debe pasar por tres pasos [modulación de código de pulso PCM]

• Muestreo: Muestreo de la señal de voz en un cierto intervalo
• Cuantificación: redondea cada muestra al nivel de cuantificación más cercano
• codificación: codifica cada muestra redondeada

La señal codificada se llama señal PCM y se puede transmitir a través del canal de voz.

Intente comparar las características de la conmutación de circuitos, la conmutación de mensajes, la conmutación de circuitos virtuales y la conmutación de datagramas.

• El intercambio de mensajes no establece un enlace dedicado y la tasa de utilización de la línea es alta. Debido a [la diferencia entre diferentes mensajes puede ser bastante diferente], la transmisión [el retraso es grande] y el nodo de transferencia [la gestión del búfer es inconveniente].
• Tanto los datagramas como los circuitos virtuales se conmutan por paquetes, y un paquete es un mensaje [con un límite de longitud máxima].
• La conmutación de datagramas es completamente análoga a la conmutación de mensajes.
• La conmutación de circuitos virtuales, similar a la conmutación de circuitos, difiere de la conmutación de circuitos en que una conexión lógica no significa que otras comunicaciones no puedan usar esta línea. Todavía tiene la ventaja de [compartir línea].
• La diferencia entre circuito virtual y datagrama:
  • Un circuito virtual significa comunicación confiable, lo que implica más tecnología y requiere una mayor sobrecarga.
  • No es tan flexible como el método de datagramas y la eficiencia no es tan alta como el método de datagramas.
  • Los circuitos virtuales son adecuados para la comunicación interactiva y los datagramas privados son más adecuados para la transmisión unidireccional de mensajes cortos. **
• La conmutación de circuitos requiere el establecimiento de un circuito físico claro entre el emisor y el receptor, y los recursos del circuito son exclusivos de la sesión actual.
  

Dibuje el diagrama de forma de onda de **011000101111** codificación sin retorno a cero, codificación Manchester y codificación diferencial Manchester

Ahora es necesario enviar una serie de imágenes de la pantalla de la computadora a través de un cable de fibra óptica. La resolución de la pantalla es de 480 640 píxeles con 24 bits por píxel. Hay 60 imágenes de pantalla por segundo. Me gustaría preguntar: ¿Cuánto ancho de banda necesita? A una longitud de onda de 1,30 μm, ¿cuántas longitudes de onda μm se requieren para este ancho de banda?

¿Por qué el tiempo de muestreo PCM está establecido en 125 μs?

Compare la latencia de enviar un mensaje de x bits a lo largo de una ruta de k saltos en una red [con conmutación de circuitos] versus una red [con conmutación de paquetes] con poca carga. Suponga que el tiempo de establecimiento del circuito es s segundos, el retraso de propagación de cada salto es d segundos, el tamaño del paquete es p bits y la velocidad de transmisión de datos es b bps. ¿Puedo preguntar bajo qué condiciones el retraso de la red de paquetes es relativamente corto?

Respuesta: Para la conmutación de circuitos, el circuito se establece cuando t=s, el último bit del mensaje se envía cuando t=s+x/b, y
el mensaje Para la conmutación de paquetes, el último bit se envía en t=x/b, para llegar al destino
final , el enrutador intermedio debe reenviar el último paquete k-1 veces, cada tiempo de reenvío es p/b, por lo que el total El retraso total es x/b+(k-1)p/b+kd.
Para que la conmutación de paquetes sea más rápida que la conmutación de circuitos, la condición x/b+(k-1)p/b+kd< s+x/b+ debe ser satisfecho kd, es decir, s>(k-
1)p/b.

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