网络工程师基础，多路复用、数据传输、差错控制、海明码、循环冗余码计算方法，IEEE802.11的六个标准

六、数据通信基础

6.7多路复用技术

一、复用技术

两个设备：多路复用器、多路分配器

常见多路复用技术用 时分、波分、码分、频分。其中时分多路复用又分为统计时分多路复用和同步时分多路复用技术。

1.频分多路复用（FDM） 。主要用于模拟信号（有线电视，ADSL）。

 

 

 2.时分多路复用（TDM）。 时分多路复用信号分割的参量是信号占用的时间，所以，要使复用的各路信号在时间上互不重叠，在传输时把时间分成小的时隙，每一时隙由复用的一个信号占用。4个时隙构成一个时分复用帧，每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙，每个用户所占用的时隙是周期性地出现。时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带带宽。缺点：不考虑用户对带宽需求，即使用户已经传完数据依旧分配时隙，其他用户有大量数据需要传输，也只能等待。改进后 出现统计时分多路复用。

3.统计时分多路复用(STDM)
统计时分多路复用是一种改进的时分复用方法，它能明显地提高信道的利用率。统计复用从本质上讲是异步时分复用，它能动态好时隙按需分配，而不采用时分复用使用的固定时隙分配的形式，根据信号源是否需要发送数据信号和信号本身对带宽的需求情况来分配时隙，主要应用有数字电视节目复用器。

4.波分多路复用(WDM）
波分复用是频分复用的一种形式，应用于光纤通信中。由于光载波的频率很高，习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。不同波长的光线通过同一根光纤传播，和频分复用一样，每个信道有自己的频率范围。

二、数字传输系统

 
在电话的语音通信中通常是对4kHz的语音通道按8kHz的速率采样，用128级（2^7）量化，因此每个语音信道的比特率是56Kbps，而由于在传输时，需要在每个7bit组后加上1bit的信令位，因此构成了64Kbps的数字信道。

重点：

E1载波是一种2.048Mb/s速率PCM载波。 E2 有4个E1构成速率8.448Mb/s;   E3 由4个E2构成，速率为34.368Mb/s ;  E4由4个E3构成，速度139.264Mb/s;  E5由4个E4构成，速率为565.148Mb/s;

 记住：

T1载波采用时分复用技术，速度  1.544Mbps; T2载波速度6.312Mbps;   T3由7个T2复合而成 ，速度为44.736Mbps;    T4载波由6个T3复合而成，速度为274.176Mbps;

6.8 差错控制

一、差错控制 。在数据传输中出现错课总是不可避免的，因此需要采用有效的差错控制方法。在数据通信中常用的办法是检错和纠错码。出现差错的原因分两种：
1.热噪声引起的随机错误
2.冲击噪声引起的突发错误

．如果接收方知道有差错发生，但不知道是怎样的差错，向发送方请求重传，这种策略称为检错。
．如果接收方知道有差错发生，而且知道是怎样的差错，这种策略称为纠错。

三、海明码

 海明码只能纠正1位错误，出现2位错误时候海明码只能查错，不能纠错。还需要记住以下2个关踺的关系。
1.可查出多少位错误可以发现“<=码距-1"位的错误。
2.可以纠正多少位错误：可以纠正“<码距离/2"位的错误，因此如果要能够纠正n位错误，所需最小的码距应该是“2n+1“

校验公式:  2^k   -1 >= m+k  其中 k为校验码位数，m为信息位 位数。

a.   海明码 编码规则

  1.校验位依次放在第2（i=0，1，2，3.....）位，其余位置为信息位。

K3	K2	K1	R2	K0	R1	R0
7	6	5	4	3	2	1

 

4个信息位k0，k1，k2，k3；3个校验位r0，r1，r2。

 第i个信息位的位数为参与校验它的校验位的位数之和。如上例    7=4+2+1：6=4+2：5=4+1：3=2+1;

从上式可得，k3要参与r2，r1和r0的生成，k2参与r2和rl的生成，k1参与r2，r0的生成，k0参与r1和r0的生成。
则产生下列式子
r0=k3+k1+k0
r1=k3+k2+k0
r2=k3+k2+k1
其中+代表异或
B1 ⊕ B3 ⊕ B5 ⊕ B7=0：
B2 ⊕ B3 ⊕ B6 ⊕ B7=0：
B4 ⊕ B6 ⊕ B5 ⊕ B7=0，
若以上三个校验方程都成立，即方程式右边都等于0，则说明没有出现错误。若不成立，即方程式右边不等于0，说明有错。
从三个方程式右边的值，可以判断那一位出错。出错位置为从下向上看相应的二进制数值，若三个方程式右边的值为100，说明第4位出错。

例题：  信息 1011海明码。

 

K3	K2	K1		K0			信息位
			R2		R1	R0	校验位
7	6	5	4	3	2	1	位数

 

 

 

1	0	1		1			信息位
			R2		R1	R0	校验位
7	6	5	4	3	2	1	位数

 

 

带入上述 异或方程 解得    r0 即 B1=1 ，R1 即  B2 =0 ，R2即  B4 =0

 

1	0	1		1			信息位
			0		0	1	校验位
7	6	5	4	3	2	1	位数

 

 

所以海明码 为 1010101

b .循环冗余码

 在采用CRC校验时，若生成多项式为G（X）=X5+X2+X+1，传输数据为1011110010101时，生成的帧检验序列为（00000 ） 。 计算过程如下：

   首先，根据生成多项式得到二进制序列    100111  

   其次，生成多项式最高次幂是 5 所以 校验序列长度为5 。将校验序列补充到数据后面  101111001010100000 再将此数据 与 多项式二进制序列 100111 做异或运算

   第三，   进行异或运算

 

 

 

 

 

         

 

 

 

Wimax 覆盖距离50公里 ，是3G信号塔的10倍，最大速度70Mb/s ,是3G 的30倍。

 
冲突域 ：是同一物理网段上所有节点的集合，或以太网上竞争同一带宽的节点集合。物理层设备既不划分冲突域也不划分广播域。集线器连接的网络只有一个冲突域和1个广播域
广播域：网络中能接收任一设备发出的广播顿的所有设备的集合。二层交换机 每个接口是一个冲突域 所有接口是一个广播域。

802.11 6个标准

802.11 频段 为2.4GHZ ，带宽20MHZ 调制技术dsss ,FHss  ,最大数据速率 2Mbps;

802.11b 频段 为2.4GHZ ，带宽20MHZ 调制技术dsss  ,最大数据速率 11Mbps;

802.11a 频段 为5GHZ ，带宽20MHZ 调制技术OFDM  ,最大数据速率 54Mbps;

802.11g  2.4GHZ ,带宽20MHZ 调制技术OFDM DSSS ,最大数据速率 54Mbps;

802.11n  2.4GHZ ,带宽20、40MHZ 调制技术OFDM  ,最大数据速率 600Mbps;

802.11ac 5GHZ ,带宽、80、160 、40MHZ 调制技术OFDM  ,最大数据速率6.93Gbps;