"Princípios de redes de computadores" Capítulo 3 Tecnologia de comunicação de dados

3.1 Visão geral

3.2 Base Teórica da Comunicação de Dados

conteúdo principal

• A representação matemática de um sinal e as restrições que ele impõe à medida que viaja por um canal de comunicação.
• O meio de transmissão usa mudanças em quantidades físicas, como tensão, corrente e sinais ópticos para transmitir fluxos de bits binários.
• Tensão, corrente, etc. podem ser expressas como uma função de valor único f(t) do tempo
• Desta forma, a mudança do sinal pode ser descrita matematicamente e analisada matematicamente
  

3.2.1 Análise de Fourier

• Fourier prova que qualquer função normal g(t) com período T pode ser composta por um número infinito de funções seno e cosseno
• 
  

3.2.2 Características do espectro do sinal de pulso retangular periódico

• A atenuação é diferente para diferentes componentes de Fourier, causando distorção na saída
• Quanto mais harmônicos passarem pelo canal, mais realista será o sinal
• 
  

3.3 Modelo do Sistema de Comunicação de Dados

3.3.1 Estrutura Básica do Sistema de Comunicação de Dados

Vários métodos de transmissão de dados em canais de comunicação e as tecnologias utilizadas

• Estrutura básica do sistema de comunicação de dados
  • 
• As tarefas do sistema de comunicação de dados
  • Os dados que transportam a informação são transmitidos ao destino através do meio (canal) na forma de um sinal físico
  • Informações e dados não podem ser transferidos diretamente no meio
  • Solução: informação (bruta) -> dados (armazenamento) -> sinal (transmissão no meio)
    

3.3.2 Dados e Sinais

• representação de dados
  • Valor contínuo de dados analógicos
  • Valores discretos de dados numéricos
• método de transferência de dados
  • sinal analógico
  • Sinal digital
• Método de sinalização
  • Sinalização Analógica (Canal Analógico)
  • Sinalização digital (canal digital)
• Método de sincronização de dados
  • Sincronização significa que a ponta receptora recebe os dados estritamente de acordo com a frequência de repetição e o horário inicial e final de cada símbolo enviado pela ponta transmissora, ou seja, a base de tempo deve ser consistente.
  • De acordo com os diferentes objetos a serem sincronizados, pode ser dividido em:
    • sincronização de bits
      • 
    • sincronização de caracteres
      • Existem duas formas de sincronização de caracteres: assíncrona e síncrona
        • Sincronização assíncrona de caracteres
        • 
        • sincronização de caracteres síncronos
        • 
    • sincronização de quadros
• Envio de sinais analógicos e digitais
  • Sinalização Analógica (Canal Analógico)
    • 
  • Sinalização digital (canal digital)
    • 
      

3.3.3 Modo de Comunicação de Canal

Para atender a diferentes necessidades, as linhas de comunicação adotam diferentes métodos de conexão

• método ponto-ponto
  • 
• modo multiponto
  • 

forma de comunicação

• Do ponto de vista da relação entre a direção da transmissão da informação e o tempo
  • comunicação simplex
    • Características: As informações só podem ser transmitidas em uma direção e os sinais de monitoramento podem ser enviados de volta.
    • 
  • comunicação half-duplex
    • Características: A informação pode ser transmitida em duas direções, mas em um determinado momento ela só pode ser transmitida em uma direção.
    • 
  • Modo de comunicação full duplex
    • Características: As informações podem ser transmitidas em ambas as direções ao mesmo tempo, geralmente usando uma estrutura de quatro fios.
    • 
      

3.3.4 Método de transmissão de dados

• Transmissão de banda base e transmissão de banda de frequência
  • **Sinal de banda base: **O sinal elétrico original enviado pela fonte sem modulação
  • O método de transmissão que envia diretamente o sinal de banda base para a linha de comunicação é chamado de transmissão de banda base.
    • O sinal transformado pela fonte de sinal analógico é chamado de sinal analógico de banda base
    • O sinal binário gerado pelo computador é chamado de sinal de banda base digital.
  • O modo de transmissão que envia o sinal de banda base para a linha de comunicação após a modulação é chamado de transmissão de banda de frequência .
• Transmissão de banda base de dados digitais
  • Transmissão de banda base : use diretamente o sinal de banda base ao transmitir
    • A transmissão de banda base é o método de transmissão mais básico, geralmente baixo nível 0 alto nível 1
    • Aplicável a todas as situações em baixas e altas velocidades
    • Como os sinais de banda base ocupam uma ampla faixa de frequência, existem certos requisitos para linhas de transmissão
  • Conteúdo principal : método de codificação
• Transmissão analógica de dados digitais (transmissão em banda)
  • Transmissão em banda de freqüência : Refere-se à transmissão da portadora em linhas dentro de uma determinada faixa de freqüência . A portadora é modulada com um sinal de banda base para torná-la adequada para transmissão na linha .
  • Modulação : Use o pulso de banda base para controlar alguns parâmetros do sinal da portadora para que esses parâmetros mudem com o pulso de banda base.
  • Demodulação : Conversão de Ventilador Modulado
  • Modem MODEM
    • O modulador é um conversor de forma de onda que converte a forma de onda do sinal digital de banda base em uma forma de onda adequada para transmissão de canal analógico . (não altere o conteúdo dos dados)
    • O demodulador é um reconhecedor de forma de onda , que restaura o sinal analógico transformado pelo modulador no sinal digital do Yuankai, e se o reconhecimento estiver incorreto, ocorrerá um erro de bit.
• transmissão de banda larga (fibra óptica)
  

3.4 Meio de transmissão

• Classificação dos meios de transmissão
  • mídia com fio
    • Cabo coaxial, par trançado, fibra ótica, etc.
    • Características: Precisa de fiação, bom desempenho anti-interferência.
  • meio sem fio
    • Várias formas de transmissão através da atmosfera
    • microondas, infravermelho, satélite, etc.
    • Características: nenhuma fiação necessária, pobre anti-interferência
• Escolha do meio de transmissão
  • segurança
  • interferência eletromagnética
  • custo
  • velocidade
  • Atenuação de sinal
    

3.4.1 Espectro Eletromagnético

A relação básica entre a frequência f das ondas eletromagnéticas, o comprimento de onda D e a velocidade de propagação c no vácuo:
DF=C

3.4.2 Par trançado

• Consiste em dois fios isolados dispostos em configuração helicoidal. O fio é fio de cobre ou aço revestido de cobre.
• Cabos de par trançado podem transmitir sinais analógicos e digitais .
• A largura de banda específica depende da espessura do fio de cobre, da distância de transmissão e da tecnologia utilizada
• O par trançado pode ser dividido em: par trançado blindado STP e par trançado não blindado UTP .
  • 
• Mais conexões ponto a ponto são usadas.
• O desempenho anti-interferência depende da blindagem e torção adequadas dos pares de fios, que estão próximos do cabo coaxial na transmissão de baixa frequência.
  

3.4.3 Cabo coaxial

• O cabo coaxial é um condutor externo oco cercado por um condutor interno .
• Os cabos coaxiais são classificados de acordo com a impedância:
  • 
• Geralmente conexão multiponto
• Anti-interferência e preço estão entre par trançado e fibra óptica.
  

3.4.4 Fibra

• Consiste em três partes concêntricas: núcleo, revestimento e jaqueta.
• As fibras ópticas podem ser compostas de plástico, vidro ou vidro de sílica de ultra alta pureza.
  • A perda, a distância de transmissão e o preço das fibras ópticas feitas de materiais diferentes também são diferentes
• As fibras ópticas representam o binário 0 e 1 através da presença ou ausência de sinais ópticos .
• O remetente precisa de equipamento de conversão eletro-óptica e o receptor precisa de equipamento de conversão fotoelétrica
• Os cabos ópticos são usados ​​diretamente na fiação e um cabo óptico é composto de várias fibras ópticas.
• 
• Classificação da fibra óptica
  • fibra monomodo
  • fibra multimodo
  • Modo: É uma quantidade relacionada a muitos parâmetros, que pode ser entendida como a direção da polarização.A fibra monomodo pode transmitir vários comprimentos de onda, mas cada comprimento de onda pode ter apenas um modo.
  • Três janelas de comprimento de onda comumente usadas
    • 
  • 
    

3.4.5 Meio sem fio

• espectro eletromagnético
• transmissão de rádio
  • Existe um link sem fio entre o ponto terminal fixo (estação base) e o terminal
  • 
• transmissão de microondas
  • 
• Infravermelho e mmWave
• transmissão de ondas de luz
• Comunicações por satélite
  • 
    

3.5 Codificação de Dados

3.5.1 Codificação de sinal

• codificação de dados digitais
  • 
  • Codificação sem retorno a zero (NRZ) baixo 0 alto 1
    • Desvantagens: É difícil definir o início do bit de dados e o componente DC pode causar danos ao ponto de conexão.
  • Codificação Manchester
    • O salto do meio de cada bit, caindo 1, subindo 0 ou vice-versa
  • Codificação Manchester diferencial
    • O salto do meio de cada bit, há um salto de 0 e não há salto de 1
      

3.5.2 Modulação e codificação

• Técnicas comuns de modulação
  • De acordo com as três características da portadora: amplitude , frequência e fase , são geradas três técnicas de modulação comumente usadas:
    • 
    • Amplitude Shift Keying ( ASK ) AM
      • 
    • Frequency Shift Keying ( FSK ) FM
      • 
    • Modulação de fase de chaveamento de mudança de fase ( PSK )
      • 
        

3.5.3 Codificação digital de dados analógicos

• Resolva o problema de digitalização do sinal analógico durante a transmissão digital de dados analógicos
  • Também conhecido como PCM de modulação de código de pulso
  • Também amostrado de acordo com o princípio de Nyquist
  • Divida a amplitude do sinal analógico em vários níveis (2^n), cada nível é representado por n bits
• Técnicas de PCM comumente usadas
  • Modulação de Código de Pulso Diferencial
    • Princípio: Em vez de digitalizar o valor da amplitude, ele codifica de acordo com a diferença entre os dois valores de amostragem antes e depois e gera um número binário
  • Exemplo de processo de conversão PCM
    • amostragem-quantização-codificação
    • 
  • Diagrama de forma de onda de conversão PCM
    • 
      

3.6 Índice de Desempenho de Comunicação de Dados

3.6.1 Latência

• Em redes de computadores, a latência refere-se ao tempo necessário para que um bloco de dados (frame, pacote, segmento) seja transmitido de uma extremidade de um link ou rede para a outra.
• A latência inclui
  • atraso de envio
  • atraso de propagação
  • atraso de encaminhamento
    • atraso na fila
    • atraso de acesso
    • atraso de processamento
• O produto atraso-largura de banda é o produto do atraso de propagação e largura de banda: produto atraso-largura de banda = atraso de propagação * largura de banda
• O produto atraso-largura de banda também é chamado de comprimento de bit , ou seja, o comprimento do enlace em bits
  

3.6.2 Taxa de transferência

Taxa de transferência de informações e taxa de transferência de símbolos

• A taxa de transmissão de informações refere-se aos dígitos binários dos dados digitais antes da codificação transmitida por segundo , e a unidade é bit/segundo , ou seja, b/s, bps.
  • A taxa de transferência de informações também é chamada de taxa de bits
  • Nas redes de computadores, outro termo que tem o mesmo significado que a taxa de transferência de informações é chamado de largura de banda.
• A taxa de transmissão do sinal de transmissão no canal depois que os dados digitais são codificados em linha é chamada de taxa de transmissão de símbolo , que se refere ao número de símbolos transmitidos por segundo, ou seja, o número de vezes que o sinal de transmissão muda por segundo, e a unidade é baud/segundo ( baud/s)

Taxa de transmissão e taxa de bits

• Taxa de transmissão RB
  • O número de vezes que o sinal muda por segundo, também conhecido como taxa de modulação
• taxa de bits Rb
  • número de bits transferidos por segundo
• Uma nova rede geralmente pode transportar vários bits binários, portanto, em uma taxa de transmissão de informações fixa, a taxa de bits geralmente é maior que a taxa de transmissão. Vários bits podem ser transmitidos em um símbolo.
• Rb = RB log2 V (V é o número de níveis)
• Eficiência de codificação = Rb/RB
  

3.6.3 Confiabilidade

• BER
  • A taxa de erro de bit refere-se à probabilidade de que os dados transmitidos sejam transmitidos incorretamente
• Taxa de erro de bit = número de bits errados transmitidos/número total de bits transmitidos
  • Taxa de erro de quadro, taxa de erro de pacote
    

3.6.4 Capacidade limite do canal

• Já em 1924, Nyquist reconheceu essa limitação fundamental e derivou uma expressão para a taxa máxima de transferência de dados para um canal sem ruído de largura de banda limitada ;

• Nyquist provou que, se um sinal arbitrário passa por um filtro passa-baixo com uma largura de banda de H , então amostras de 2H por segundo podem reproduzir completamente o sinal que passa por esse filtro.

• Em 1948, Shannon estendeu ainda mais os resultados de Nyquist para canais afetados por ruído aleatório (dinâmico) .

• Critério de Nye: para canais passa-baixo ideais

  • 
  • A fórmula de Nyquist fornece uma base para estimar a taxa mais alta de um canal sem ruído de largura de banda conhecida.

• Teorema de Shannon: o ruído gaussiano interfere no canal

  • 

• Comparação do Critério de Nye e do Teorema de Shannon

  • C = 2H log2V Esta fórmula mostra que a taxa de transmissão de dados C aumenta conforme o número de estágios de codificação de sinal aumenta.
  • C = H log2(1+S/N) Não importa quão alta seja a frequência de amostragem e em quantos níveis a codificação do sinal é dividida, esta fórmula fornece a taxa de transmissão mais alta que o canal pode alcançar. Ou seja, a existência de ruído impossibilitará o aumento infinito do número de estágios de codificação .
    

3.7 Tecnologia de multiplexação de canais

Uma vez que a capacidade de uma linha de transmissão excede em muito a capacidade necessária para transmitir um sinal do usuário, para melhorar a utilização da linha, é permitido que vários sinais compartilhem uma linha física ao mesmo tempo .
Métodos comuns:

• TDM
• Multiplexação por Divisão de Frequência FDM
• WDM
• multiplexação por divisão de código CDM
  

3.7.1 Multiplexação por divisão de frequência e divisão de tempo

• Multiplexação por Divisão de Frequência FDM
  • Quando a largura de banda do meio de transmissão é maior que os requisitos de um único sinal, a fim de utilizar efetivamente o sistema de transmissão, a tecnologia de transmissão de vários sinais em uma linha de transmissão ao mesmo tempo é multiplexação por divisão de frequência .
  • Realização do FDM
    • Module a frequência de diferentes sinais para diferentes faixas de frequência por modulação
    • Sintetize vários sinais em um sinal com uma faixa de frequência maior para transmissão
    • No lado receptor , o sinal é restaurado em vários sinais por meio de demodulação
    • 
• Multiplexação por divisão de tempo TDM
  • Quando a taxa de transmissão de bits do meio de transmissão é maior que o requisito de um único sinal, a fim de utilizar efetivamente o sistema de transmissão, a tecnologia de transmissão de múltiplos sinais na mesma linha ao mesmo tempo é chamada de multiplexação por divisão de tempo .
  • 
  • Método para realizar:
    • Divida o tempo em fatias de tempo iguais durante a transmissão
    • As fatias de tempo são alocadas aos sinais especificados em sequência através do método de rotação de fatias de tempo ;
    • O lado receptor também recebe os sinais especificados sequencialmente nos intervalos de tempo especificados por meio da rotação da fatia de tempo .
      

3.7.2 Multiplexação estatística por divisão de tempo

• multiplexação por divisão de tempo síncrona
  • 
• Multiplexação por divisão de tempo assíncrona (estatística)
  • 
    

3.7.3 Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda

Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda WDM

• Toda a banda de comprimento de onda é dividida em várias faixas de comprimento de onda, e cada usuário ocupa uma faixa de comprimento de onda para transmissão.
• 
  

3.7.4 Multiplexação por Divisão de Código

CDM Multiplexação por Divisão de Código

• Conotação é equivalente a CDMA
• Permitir que vários usuários se comuniquem usando a mesma banda de frequência ao mesmo tempo;
• Cada usuário usa um padrão de código diferente que foi especialmente selecionado
• Forte capacidade anti-interferência
• Aumente efetivamente a capacidade de comunicação do sistema
• Foi originalmente usado para comunicações militares e tem sido amplamente utilizado em comunicações móveis civis, especialmente em redes locais sem fio , pois o preço e o volume de equipamentos CDMA caíram significativamente .
• Como funciona o CDMA
  • O tempo de bit é ainda dividido em m (ou 64 ou 128) segmentos de tempo curto chamados chips
  • A cada estação é atribuída uma sequência única de chips de m bits
    • Envie o bit 1 e, em seguida, envie a sequência de chip de m bits
    • Envie o bit 0 e, em seguida, envie o complemento de um da sequência do chip
  • Quaisquer sequências de dois chips (S, T) devem satisfazer a relação ortogonal
    • 
  • 
    

3.8 Sistema de transmissão digital

3.8.1 Sistema PCM

• 
• E1 = 2.048Mbit/s
• T1 = 1,544Mbit/s
• 
  

3.8.2 SONET e SDH

Existem muitas deficiências na atual taxa de multiplexação da transmissão digital, sendo as mais importantes as duas seguintes: o padrão da taxa não é uniforme e a transmissão não é síncrona ;

• Para resolver os problemas acima, os Estados Unidos introduziram pela primeira vez um padrão de transmissão digital em 1988, chamado **Rede Óptica Síncrona SONET** (Rede Óptica Síncrona).
  • arquitetura SONET
    • 
• Com base no padrão SONET dos Estados Unidos, a ITU-T formulou a **série digital síncrona de padrão internacional SDH** (Hierarquia Digital Síncrona), ou seja, três recomendações, incluindo G.707~G.709 aprovadas em 1988.
  

3.9 Tecnologia de troca de dados

Comutação : Em uma rede de comunicação de vários nós, para utilizar efetivamente equipamentos e linhas de comunicação , geralmente é desejável definir dinamicamente as linhas entre as duas partes em comunicação e conectar ou desconectar dinamicamente as linhas de comunicação, o que é chamado de " comutação ".
Classificação dos métodos de troca:

• comutação de circuitos
• troca de armazenamento
  • troca de mensagens
  • comutação de pacotes
  • troca de celular
• câmbio misto
• 

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

3.9.1 Comutação do circuito

Use diretamente a linha de comunicação física comutável para conectar as partes de comunicação

• três fases:
  • construir um circuito
  • transferir dados
  • Remova o circuito
• Característica principal:
  • Antes de enviar dados, um caminho físico dedicado temporário ponto a ponto deve ser estabelecido
  • O tempo para estabelecer um caminho físico é maior e o atraso na transmissão de dados é menor
    • por exemplo, rede telefônica
    • 
      

3.9.2 Troca de mensagens

• princípio
  • As informações são armazenadas e encaminhadas em unidades de mensagens (segmentos de informações logicamente completos)
  • 
• Características:
  • Alta utilização da linha
  • Requer nós intermediários (dispositivos de comunicação de rede) para ter um grande buffer
  • longo atraso
    

3.9.3 Comutação de pacotes

• princípio
  • As informações são armazenadas e encaminhadas em unidades de pacotes.O nó de origem divide a mensagem em pacotes, armazena e os encaminha no nó intermediário, e o nó de destino sintetiza os pacotes em mensagens.
  • Pacote: Um segmento de informação menor que uma mensagem, geralmente com um limite máximo de comprimento
  • Célula: Um segmento de informação de tamanho fixo
• Características:
  • Sem pré-alocação de recursos em dispositivos de nó de rede
  • Alta utilização da linha
  • Alta utilização de memória do nó
  • Fácil de retransmitir, alta confiabilidade
  • Fácil de iniciar novas transmissões, permitindo que mensagens urgentes passem primeiro
  • Informações adicionais adicionadas
• A comutação de pacotes é dividida em datagramas e circuitos virtuais
  • Datagrama
    • Cada pacote é roteado independentemente
    • Adequado para transmitir uma pequena quantidade de pacotes, eliminando o processo de estabelecimento de chamadas, rápido
    • Consegue lidar melhor com o congestionamento
    • mais confiável
    • 
  • circuito virtual
    • Todos os pacotes são roteados apenas uma vez
    • O envio de pacotes de dinheiro requer o estabelecimento de um circuito virtual
    • Em comparação com datagramas, a rede é difícil e não confiável para lidar com congestionamentos
    • 
      

3.10 Procedimentos da camada física

3.10.1 DTE e DCE

Equipamento Terminal de Dados DTE

• Refere-se a dispositivos terminais, como equipamentos de entrada/saída de dados, equipamentos terminais ou computadores com determinados recursos de processamento de dados e recursos de transceptor .

Equipamento de Comunicação de Dados DCE

• Refere-se ao conjunto de equipamentos de atendimento automático de chamadas, chaves e outros dispositivos intermediários , cuja função é fornecer funções de conversão e codificação de sinal entre DTE e linhas de transmissão , sendo responsável por estabelecer, manter e liberar conexões de enlace de dados .

3.10.2 Padrão de interface da camada física

• Definição ISO/OSI da camada física
  • A camada física fornece características mecânicas, elétricas, funcionais e processuais com a finalidade de iniciar, manter e fechar conexões físicas entre entidades de enlace de dados para transferência de bits . Essa conexão pode passar por um sistema de retransmissão , e a transmissão dentro do sistema de retransmissão também ocorre na camada física.
  • Funções da camada física
    • Fornece transferência de bitstream transparente entre dois dispositivos de rede .
  • conteúdo de pesquisa
    • A inicialização e o desligamento de conexões físicas, transmissão normal de dados e gerenciamento de manutenção.
• Quatro características da camada física
  • propriedades mecânicas
    • Defina principalmente o ponto de limite da conexão física , ou seja, o dispositivo plug-in. Especifica a especificação, número e disposição dos pinos usados ​​na conexão física.
    • Interface padrão comumente usada
      • ISO 2110, conector de 25 pinos, EIA RS-232-C, EIA RS-366-A
      • ISO 2593, conector de 34 núcleos, MODEM de banda larga V.35
      • ISO 4902, conectores de 37 pinos e 9 pinos, EIA RS-449
      • ISO 4903, conector de 15 núcleos, X.20, X.21, X.22
  • características elétricas
    • Ao especificar a transmissão de bits binários, o nível de tensão, correspondência de impedância, taxa de transmissão e limite de distância do sinal na linha.
    • Padrões anteriores definiram características elétricas em pontos de limite, como EIA RS-232-C, V.28, padrões mais recentes descrevem as características elétricas de transmissores e receptores e fornecem controle sobre os cabos de conexão.
    • Padrões de características elétricas padronizadas CCITT
      • CCITT V.10/X.26: Novas características elétricas desbalanceadas, EIA RS-423-A
      • CCITT V.11/X.27: Novas características elétricas balanceadas, EIA RS-422-A
      • CCITT V.28: Características Elétricas Desbalanceadas, EIA RS-232-CCCITT X.21/EIA RS-449
  • Características
    • Principalmente definir a função de cada linha física.
    • As funções das linhas são divididas em quatro categorias:
      • dados
      • ao controle
      • tempo
      • terra
  • características processuais
    • Principalmente definir o procedimento de trabalho e relação de tempo de cada linha física.
      

3.10.3 EIA-232

• EIA-232-E é um conhecido padrão de interface de comunicação assíncrona de camada física formulado pela American Electronics Industry Association EIA
• Foi o primeiro padrão RS-232 formulado em 1962, no qual RS representa um " padrão recomendado " da EIA, e 232 é o número de série.
  

Compare os prós e contras da comunicação analógica e digital

• Comunicação analógica , a tecnologia é muito madura, é modular o [sinal analógico] e a [portadora] para torná-lo [com uma certa característica de portadora] sem perder a singularidade do sinal analógico. A extremidade receptora passa pelo [passa-baixo filtro] , restaure o sinal analógico original.
• O sinal digital é primeiro amostrado e a amplitude [amostragem] é [codificada] e, em seguida, [modulação], chaveamento de deslocamento de fase, etc. são executados e o receptor pode restaurá-lo.
• A diferença é que
  • Como a comunicação digital transmite sinais de amostragem digital, ela pode ser restaurada na extremidade receptora, portanto, a taxa de transmissão do sinal é alta e a distância é longa.
  • O sinal analógico é a [modulação direta] do sinal, que é multiplicado pela portadora.Quando há interferência durante a transmissão, o impacto no sistema é [irreparável], então causa [distorção].
  • Relativamente falando, a comunicação digital é melhor do que a comunicação analógica .

Como usar o canal de voz para transmitir dados de computador?

Resposta: Ele precisa passar por três etapas [modulação de código de pulso PCM]

• Amostragem: Amostragem do sinal de fala em um determinado intervalo
• Quantização: arredonde cada amostra para o nível de quantização mais próximo
• codificação: codifica cada amostra arredondada

O sinal codificado é chamado de sinal PCM e pode ser transmitido através do canal de voz.

Tente comparar as características de comutação de circuitos, comutação de mensagens, comutação de circuitos virtuais e comutação de datagramas

• A troca de mensagens não estabelece um link dedicado e a taxa de utilização da linha é alta. Devido a [a diferença entre diferentes mensagens pode ser bem diferente], a transmissão [o atraso é grande] e o nó de transferência [o gerenciamento do buffer é inconveniente].
• Ambos datagramas e circuitos virtuais são comutados por pacotes, e um pacote é uma mensagem [com um limite máximo de comprimento].
• A comutação de datagramas é completamente análoga à comutação de mensagens.
• A comutação de circuitos virtuais, semelhante à comutação de circuitos, difere da comutação de circuitos porque uma conexão lógica não significa que outras comunicações não possam usar esta linha. Ele ainda tem a vantagem de [compartilhamento de linha].
• A diferença entre circuito virtual e datagrama:
  • Um circuito virtual significa comunicação confiável, que envolve mais tecnologia e exige maior overhead.
  • Não é tão flexível quanto o método de datagrama e a eficiência não é tão alta quanto o método de datagrama.
  • Circuitos virtuais são adequados para comunicação interativa e datagramas privados são mais adequados para transmissão unidirecional de mensagens curtas. **
• A comutação de circuito requer o estabelecimento de um circuito físico claro entre o remetente e o destinatário, e os recursos do circuito são exclusivos da sessão atual
  

Desenhe o diagrama de forma de onda de **011000101111** codificação sem retorno a zero, codificação Manchester e codificação Manchester diferencial

Agora é necessário enviar uma série de imagens da tela do computador por um cabo de fibra ótica. A resolução da tela é de 480 640 pixels com 24 bits por pixel. Existem 60 imagens de tela por segundo. Gostaria de perguntar: Quanta largura de banda você precisa? Em um comprimento de onda de 1,30 μm, quantos comprimentos de onda μm são necessários para essa largura de banda?

Por que o tempo de amostragem do PCM está definido para 125 μs?

Compare a latência do envio de uma mensagem de x bits ao longo de um caminho de k saltos em uma rede [comutada por circuitos] versus uma rede [comutada por pacotes] levemente carregada. Suponha que o tempo de estabelecimento do circuito seja s segundos, o atraso de propagação de cada salto seja d segundos, o tamanho do pacote seja p bits e a taxa de transmissão de dados seja b bps. Posso perguntar em que condições o atraso da rede de pacotes é relativamente curto?

Resposta: Para comutação de circuitos, o circuito é estabelecido quando t=s, o último bit da mensagem é enviado quando t=s+x/b e
a mensagem Para comutação de pacotes, o último bit é enviado em t=x/b, para chegar ao destino
final , o último pacote deve ser encaminhado k-1 vezes pelo roteador intermediário, cada tempo de encaminhamento é p/b, então o total O atraso total é x/b+(k-1)p/b+kd.
Para tornar a comutação de pacotes mais rápida do que a comutação de circuitos, a condição x/b+(k-1)p/b+kd< s+x/b+ deve ser kd satisfeito, ou seja, s>(k-
1)p/b.

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