计算机网络编码过程一般有哪四部分

计算机网络编码过程一般有哪四部分,第1张

其具体实现则是靠真正在运行的计算机硬件和软件 OSI 开放式系统互联模型是1984年国际标准化组织(ISO)提出的一个参考模型。 OSI 将其定义为七层,即将网络计算机中有关活动信息的任务划分为七个更小、更易于处理的任务组。一个任务或任务组被分配到一个 OSI 层。每一层都是独自存在的,因此分配到各层的任务能够独立地执行。这样使得由其中某层提供的解决方案能够在不影响其他层的情况下被更新。 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 1、各层的具体描述如下: 7) 应用层 为用户访问网络提供用户接口,为应用程序提供网络服务,它包含了各种用户使用的协议 6)表示层 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变换、数据的加密与解密、数据压缩与恢复等功能。 5)会话层 负责维护通信中两个节点之间的会话连接的建立、维护和断开,以及数据的交换,并提供会话管理服务。 4 ) 传输层 向用户提供端到端(end-to-end)的数据传输服务,实现为上层屏蔽低层的数据传输问题。(OSI注重的是可靠的数据传输服务) 3)网络层 为分组交换网络上的不同主机提供通信服务,为以分组为单位的数据包通过通信子网选择适当的路由,并实现拥塞控制、网络互连等功能。 2)数据链路层 在物理层提供服务的基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输以帧(frame)为单位的数据包,并采取差错控制和流量控制的方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络编码的工作原理是把不同的信息转化成位数更小的“痕迹”,然后在目标节点进行演绎还原,这样就不必反复传输或者复制全部信息了。痕迹可以在多个中间节点间的多条路径上反复传递,然后再被送往最终的目的端点。它不需要额外的容量和路由—只需把信息的痕迹转换成位流即可,而这种转换现有的网络基础设施是可以支持的。

在一般情况下,用振幅恒定载波的存在与否来表示两个二进制字。ASK方式的编码效率较低,容易受增益变化的影响,抗干扰性较差。在音频电话线路上,一般只能达到 1 200 b/s的传输速率。(2) 频移键控(FSK)法:FSK(Frequency Shift Keying)是使用载波频率附近的两个不同频率来表示两个二进制值。FSK比ASK的编码效率高,不易受干扰的影响,抗干扰性较强。在音频电话线路上的传输速率可以大于1 200 b/s。(3) 相移键控(PSK)法:PSK(Phase Shift Keying)是使用载波信号的相位移动来表示二进制数据。在PSK方式中,信号相位与前面信号序列同相位的信号表示 0,信号相位与前面信号序列反相位的信号表示 1。PSK方式也可以用于多相的调制,例如在四相调制中可把每个信号序列编码为两位。PSK方式具有很强的抗干扰能力,其编码效率比FSK还要高。在音频线路上,传输速率可达 9 600 b/s。2 数字数据的数字信号编码常用的数字信号编码有不归零 NRZ (Non Return to Zero)码、差分不归零DNRZ 码、曼彻斯特(Manchester)码及差分曼彻斯特(Differential Manchester)码等。1) NRZ码NRZ码是用信号的幅度来表示二进制数据的,通常用正电压表示数据“1”,用负电压表示数据“0”,并且在表示一个码元时,电压均无需回到零,故称不归零码。NRZ码的特点是一种全宽码,即一位码元占一个单位脉冲的宽度。全宽码的优点:一是每个脉冲宽度越大,发送信号的能量就越大这对于提高接收端的信噪比有利;二是脉冲时间宽度与传输带宽成反比关系,即全宽码在信道上占用较窄的频带,并且在频谱中包含了码位的速度。NRZ码的主要缺点是:当数据流中连续出现0 或1时,接收端很难以分辨1个信号位的开始或结束,必须采用某种方法在发送端和接收端之间提供必要的信号定时同步。同时,这种编码还会产生直流分量的积累问题,这将导致信号的失真与畸变,使传输的可靠性降低,并且由于直流分量的存在,使得无法使用一些交流耦合的线路和设备。因此,一般的数据传输系统都不采用这种编码方式。(2) DNRZ码DNRZ码是一种NRZ码的改进形式,它是用信号的相位变化来表示二进制数据的,一个信号位的起始处有跳变表示数据“1”,而无跳变表示数据“0”。DNRZ码不仅保持了全宽码的优点,同时提高了信号的抗干扰性和易同步性。近年来,越来越多的高速网络系统采用了DNRZ码,成为主流的信号编码技术,在FDDI、100BASE-T及100VG-AnyLAN等高速网络中都采用了DNRZ编码。其原因是在高速网络中要求尽量降低信号的传输带宽,以利于提高传输的可靠性和降低对传输介质带宽的要求。而DNRZ编码中的码元速率与编码时钟速率相一致,具有很高的编码效率,符合高速网络对信号编码的要求。同时,为了解决数据流中连续出现0 或1时所带来的信号编码问题,通常采用两级编码方案,第一级是预编码器,对数据流进行预编码,使编码后的数据流不会出现连续 0 或连续 1,常用的预编码方法有4B5B、5B6B等;第二级是DNRZ编码,实现物理信号的传输。这种两级编码方案的编码效率可达到 80%以上。例如,在4B5B编码中,每4位数据用5位编码来表示,即4位数据就会增加 1 位的编码开销,编码效率仍为80%。(3) 曼彻斯特码在曼彻斯特码中,用一个信号码元中间电压跳变的相位不同来区分数据“1”和“0”,它用正的电压跳变表示“0”;用负的电压跳变表示“1”。因此,这种编码也是一种相位码。由于电压跳变都发生在每一个码元的中间,接收端可以方便地利用它作为位同步时钟,因此这种编码也称为自同步码。10Mb/s 以太网(Ethernet)采用这种曼彻斯特码。(4) 差分曼彻斯特码差分曼彻斯特码是一种曼彻斯特码的改进形式,其差别在于:每个码元的中间跳变只作为同步时钟信号;而数据“0”和“1”的取值是用信号位的起始处有无跳变来表示,若有跳变则为“0”;若无跳变则为“1”。这种编码的特点是每一位均用不同电平的两个半位来表示,因而始终能保持直流的平衡。这种编码也是一种自同步编码。令牌环(Token-Ring)网采用这种差分曼彻斯特编码。这两种曼彻斯特编码主要用于中速网络(Ethernet为 10 Mb/s;Token-Ring最高为16 Mb/s)中,而高速网络并不采用曼彻斯特编码技术。其原因是它的信号速率为数据速率的两倍,即对于 10 Mb/s的数据速率,则编码后的信号速率为 20 Mb/s,编码的有效率为 50%。对于 100 Mb/s的高速网络来说,200 Mb/s的信号速率无论对传输介质的带宽的要求,还是对传输可靠性的控制都未免太高了,将会增加信号传输技术的复杂性和实现成本,难以推广应用。

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