《计算机网络》一书。原理，技术，协议：周年纪念版»
从某种意义上说，这本出版物很特别-自该书出版以来已经过去了20年。 20年是一个相当长的时期，在此期间，我们第一批读者的孩子长大了，也许对计算机网络产生了兴趣。而且，也许他们手中将会有《计算机网络》一书的第六版。原理，技术，协议。”这本书与父母读的书有很大不同。在最近的版本中，几乎没有提到90年代末期引起读者兴趣的许多内容，例如4-hub规则，匹配的IP和IPX网络或比较100VG-AnyLAN和FDDI技术。 20多年来，从时髦术语和普遍认可到几乎完全被遗忘，许多技术已经历了整个周期。本书的每个新版本都以一种或另一种方式反映了网络技术不断变化的格局。此版本也不例外-进行了重大修订，其中大约三分之一的材料要么是全新的信息，要么是主题的经过实质性修改的演示文稿。例如，书中出现了“无线网络”的新部分；对主要网络技术SDH，OTN和DWDM的部分进行了完全修订。该出版物面向希望获得有关构建计算机网络原理的基本知识，了解本地和全球网络的传统和有前途技术的特征以及学习如何创建大型复合网络和管理此类网络的学生，研究生和技术专家。第六版更改
首先，本书中出现了无线网络的新部分。它由三章组成。在它们的第一个中，考虑了无线通信线路的物理级别，其中包括传输介质的详细信息，电磁波传播的范围和性质，失真的类型以及处理方法。由于没有天线就无法实现无线网络节点，因此在本章中将对此类设备给予极大的关注-特别是在发送和接收侧使用多个天线的传输方法，即所谓的MIMO技术。本章讨论专为无线传输而开发的FHSS，DSSS，CDMA和OFDM的扩频编码技术。第二章的内容集中在Wi-Fi无线局域网（IEEE 802.11）上，在固定无线Internet接入领域它与局域网中的以太网具有相同的主导地位。总结这一部分的章节专门针对移动蜂窝网络。由于移动网络主要是电话，因此在以前的版本中尚未研究此主题。 LTE（4G）移动网络向TCP / IP堆栈协议的完全过渡（开始用于建立电话呼叫和访问Internet）改变了这种情况。本章讨论了一代代移动网络技术的发展，IPv4和IPv6协议的移动版本，构建LTE网络的基本原理； 5G网络架构概述他们打算将计算机网络的最新进展纳入其中，并成为物联网的主要访问网络类型。IPv6协议说明已进行了重大修订和扩展-现在，该协议的单独章节将专门介绍。IPv6的传播正在稳步增长，并且对该协议的更深刻理解对于现代网络专家而言已经变得很重要。近年来，已经建立了可编程计算机网络的概念，因此，在本书中添加了描述软件定义网络SDN和网络功能NFV虚拟化的技术的章节。完全重新设计的部分专门用于主网络SDH，OTN和DWDM技术。最后，问题和任务的数量大大增加。摘抄。无线通讯线。电磁频谱范围
无线通信线路的特性-节点之间的距离，覆盖范围，信息传输速度等-在很大程度上取决于所用电磁信号的频率。在图。 21.2显示了电磁频谱的范围。综上所述，我们可以说它们及其对应的无线信息传输系统分为四类。- 300 — . ITU ( ), (Extremely Low Frequency, ELF) (Extra High Frequency, EHF). 20 300 , , « ». , , AM- FM-, . , 2400, 9600 19 200 /.
- 300 3000 . , , , , (Wireless Local Loop, WLL).
- . . , .
- ( ). .
首先，让我们回顾一些与一般波的传播以及特别是电磁波的传播有关的重要物理现象。在图。 21.3表明，遇到障碍物的信号可以按照三种机制传播：反射，衍射和散射。当信号遇到对给定波长部分透明的障碍物，并且同时具有远大于波长的尺寸时，部分信号能量会从该障碍物反射出来。如果信号遇到比波长大得多的不可穿透的障碍物（例如金属板），则会发生衍射-障碍物似乎被信号包裹住了，即使在视线范围内也可以接收到该信号。最后，当遇到尺寸与波长相称的障碍物时，信号被散射，以不同的角度传播。电磁波传播的理想介质是真空，但是，在现实生活中，信号通常通过大气传输，这是一种不稳定且不均匀的介质，由许多具有不同导电特性的层组成。实际传输介质的特性与所传输信号的频率特性相结合，确定了电磁波传播的几种基本方法（图21.4）。地面或表面，波沿着地球表面传播。沿着或多或少的地形，它们可以远行至数百公里，远远超出可见地平线的范围。这种波传播方法具有低频电磁辐射（高达2 MHz）的特性。这种频率的电磁波以不穿透高层大气的方式在大气中散射。地波最著名的例子是来自长波长范围的AM无线电信号。波浪跟随地球表面的主要原因是衍射。在这种情况下，比波长大得多的不可穿透的障碍物是地球的隆起。波绕过障碍物的能力取决于波长与障碍物大小的比值。该比率越小，衍射越弱。因此，很明显，对于高频电磁信号，可以忽略衍射效应。电离层（空间）波2至30 MHz的中高频信号的特性。从地基天线发射的信号被电离层（密度较小的电离高层大气）反射到地面，因此可以传播到可见地平线以外，甚至远超过表面波。有了足够的发射机功率，由于电离层的多次反射，这些范围的无线电波甚至可以传播到全球各地。电离层波广泛用于广播，尤其是国际广播，例如BBC世界广播电台等公司。顾名思义，直接波或直接可见线仅从发送器到接收器沿直线传播。同时，后者可以位于地球和太空中。这种类型的波传播是频率高于30 MHz的电磁信号的特征-它们既不能被电离层反射，也不能包绕地球的凸面。在高于4 GHz的频率上，它们遇到了麻烦：它们开始被水吸收，这意味着不仅下雨，而且起雾还会导致微波系统的传输质量急剧下降。红外和可见光只能沿着视线传播，因为它们不会穿过墙壁。对流层波可能由极高和超高频辐射（30 MHz-3 GHz）产生。如上所述，电离层无法反射该范围的电磁信号。但是，它们能够通过折射和散射在对流层（最接近地球的大气层）的不均匀性上传播。对流层不均匀性是指空气在某些时间点的温度，压力和湿度与环境平均值不同的空间区域。对流层波可以在长达1000公里的距离上传输信号，尽管信号非常微弱。载波频率越高，可能的信息传输速率越高。高速信息传输的需求日益盛行，因此，尽管现代无线信息传输系统的优势是信号沿地球表面传播或来自电离层反射，但其低频范围仍可保证在低频范围内运行，因此所有现代无线信息传输系统都可在800 MHz以上的高频范围内运行。无线线路中的抗信号失真
电线和移动性的拒绝导致无线通信线路中的高度干扰。如果有线通信线路中的误码率（BER）相等，
则在无线通信线路中它会达到一个值。
在城市条件下，在有用信号的频率范围内，通常会产生大量干扰，例如来自汽车点火系统，各种家用电器的干扰。由于电磁波在城市无线通信中无处不在的衍射，反射和散射，接收器可以接收已以不同方式传递到接收器的同一信号的多个副本。这种效应称为多径信号传播。在每次反射时，信号都会改变到达接收器的相位，幅度和到达角度。信号的多径传播结果通常是负的，因为信号可能反相并且抑制主信号。由于信号沿不同路径的传播时间通常不同，因此也可以观察到符号间干扰-这种情况是由于延迟而导致的，编码相邻数据位的信号在分配用于接收一个符号的时间间隔内到达接收器。由于相邻信号叠加而获得的信号，接收机可能会解码不正确。多径传播引起的失真会导致信号减弱-这种效应称为多径衰落（衰落）。众所周知，当电磁波在自由空间中传播（无反射）时，信号功率衰减与距信号源距离的平方乘以信号频率的平方成正比。在城市中，多径衰落导致以下事实：信号的衰减与距离的平方成正比，而不与距离的平方成正比，甚至与四度成正比！以各种方式解决了无线信道的高干扰水平的问题。下文讨论的宽带信号技术起着重要作用。这些技术基于信号能量在较宽频率范围内的分布，因此窄带干扰不会对整个信号产生重大影响。为了识别由于其多径传播而失真的信号，使用了各种补偿符号间干扰的处理方法。其中之一是自适应均衡信号（自适应均衡，图21.5）。想法是在代码符号的一个时钟周期内对以相等的时间间隔Δt测得的信号求和。求和之前，将信号值乘以其权重系数Ci。在该时钟周期内，求和后接收到的信号值（称为对齐信号）被视为已发送代码的位值。权重选择使用称为训练序列的已知二进制代码自适应地完成。发送器将此序列插入一定长度的每个用户数据块之后。接收机对训练序列应用与用户数据相同的对齐算法，将接收到的比特序列的值与预期的训练序列进行比较；如果它们不同，则将计算加权系数的新值。自校正FEC代码的使用也起很大作用。无线电通信一直是该技术的先驱-此处误码发生的频率比有线数据传输要高得多。另一种技术是在协议栈的数据链路层使用带有连接建立和帧重传的协议。这些协议与TCP等传输层纠正协议相比，具有较低的超时值，因此可以更快地进行错误纠正。最后，他们尝试将信号发射器（和接收器，如果可能）放在高塔（桅杆）上，以避免多次反射。发牌
消费者之间的电磁频谱分离问题需要集中监管。每个国家都有一个专门的国家机构，该机构（根据ITU的建议）向电信运营商颁发许可证，以使用足以使用某种技术传输信息的频谱的特定部分。为特定区域颁发许可证，运营商在该区域内只能使用为其分配的频率范围。国际电联还建议将三个频段分别为900 MHz，2.4 GHz和5 GHz，作为无需许可即可国际使用的频段。这些范围已分配给一般工业无线产品，例如车门锁设备，科学和医疗设备。根据目的，这些范围称为ISM范围（工业，科学，医学-工业，科学，医学）。 900 MHz频段是“人口最多”的频段，因为低频技术一直比较便宜。如今，例如在IEEE 802.11和蓝牙技术中正在积极地掌握2.4 GHz频带。 5G网络将在各种频率范围内运行，包括26-29 GHz的高频范围。联合使用这些范围的前提条件是将发射信号的最大功率限制为1瓦。这种情况会减小设备的范围，从而使其信号不会干扰可能在城市其他地区使用相同频率范围的其他用户。“有关这本书的更多信息，请访问出版社的网站“ 目录” 摘录
给Habrozhiteley 25％的折扣券-OliferSource: https://habr.com/ru/post/undefined/
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