⑴ 計算機網路求解
二進製表示8個不同等級很簡單,就是三位二進制碼就可以表示了。從000~111.分別表示8個等級。
奈奎斯特公式為:C = B * log2 N ( bps )
這里B是碼元傳輸速率=2000碼元/秒。
N=8.因為也表示8個等級。
所以答案=2000*log28=2000*3=6000b/s.
⑵ 計算機網路的發展趨勢
九大技術支撐未來網路技術NGN
IPv6
作為網路協議,NGN將基於IPv6。IPv6相對於IPv4的主要優勢是:擴大了地址空間、提高了網路的整體吞吐量、服務質量得到很大改善、安全性有了更好的保證、支持即插即用和移動性、更好地實現了多播功能。
光纖高速傳輸技術
NGN需要更高的速率、更大的容量,但到目前為止我們能夠看到的,並能實現的最理想傳送媒介仍然是光。因為只有利用光譜才能帶給我們充裕的帶寬。光纖高速傳輸技術現正沿著擴大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復用(DWDM)系統三個方向在發展。單一光纖的傳輸容量自1980至2000年這20年裡增加了大約1萬倍。目前已做到40Gb/s,預計幾年後將再增加16倍,達到6.4 Tb/s。超長距離實現了1.28T(128x10G)無再生傳送8000Km。波分復用實驗室最高水平已做到273個波長、每波長40Gb(日本NEC)。
光交換與智能光網
光有高速傳輸是不夠的,NGN需要更加靈活、更加有效的光傳送網。組網技術現正從具有分插復用和交叉連接功能的光聯網向利用光交換機構成的智能光網發展,從環形網向網狀網發展,從光-電-光交換向全光交換發展。智能光網能在容量靈活性、成本有效性、網路可擴展性、業務靈活性、用戶自助性、覆蓋性和可靠性等方面比點到點傳輸系統和光聯網帶來更多的好處。
寬頻接入
NGN必須要有寬頻接入技術的支持,因為只有接入網的帶寬瓶頸被打開,各種寬頻服務與應用才能開展起來,網路容量的潛力才能真正發揮。這方面的技術五花八門,主要有以下四種技術,一是基於高速數字用戶線(VDSL);二是基於乙太網無源光網(EPON)的光纖到家(FTTH);三是自由空間光系統(FSO);四是無線區域網(WLAN)。
城域網
城域網也是NGN中不可忽視的一部分。城域網的解決方案十分活躍,有基於SONET/SDH/SDH的、基於ATM的、也有基於乙太網或WDM的,以及MPLS和RPR(彈性分組環技術)等。
這里需要一提的是彈性分組環(RPR)和城域光網(MON)。彈性分組環是面向數據(特別是乙太網)的一種光環新技術,它利用了大部分數據業務的實時性不如話音那樣強的事實,使用雙環工作的方式。RPR與媒介無關,可擴展,採用分布式的管理、擁塞控制與保護機制,具備分服務等級的能力。能比SONET/SDH更有效地分配帶寬和處理數據,從而降低運營商及其企業客戶的成本。使運營商在城域網內通過乙太網運行電信級的業務成為可能。城域光網是代表發展方向的城域網技術,其目的是把光網在成本與網路效率方面的好處帶給最終用戶。城域光網是一個擴展性非常好並能適應未來的透明、靈活、可靠的多業務平台,能提供動態的、基於標準的多協議支持,同時具備高效的配置能力、生存能力和綜合網路管理的能力。
軟交換
為了把控制功能(包括服務控制功能和網路資源控制功能)與傳送功能完全分開,NGN需要使用軟交換技術。軟交換的概念基於新的網路分層模型(接入與傳送層、媒體層、控制層與網路服務層四層)概念,從而對各種功能作不同程度的集成,把它們分離開來,通過各種介面協議,使業務提供者可以非常靈活地將業務傳送協議和控制協議結合起來,實現業務融合和業務轉移,非常適用於不同網路並存互通的需要,也適用於從話音網向多業務多媒體網的演進。
3G和後3G移動通信系統
3G定位於多媒體IP業務,傳輸容量更大,靈活性更高,並將引入新的商業模式,目前正處在走向大規模商用的關鍵時刻。制定3G標準的3GPP組織於2000年5月已經決定以IPv6為基礎構築下一代移動網,使IPv6成為3G必須遵循的標准。包括4G在內的後3G系統將定位於寬頻多媒體業務,使用更高的頻帶,使傳輸容量再上一個台階。在不同網路間可無縫提供服務,網路可以自行組織,終端可以重新配置和隨身佩帶,是一個包括衛星通信在內的端到端IP系統,與其他技術共享一個IP核心網。它們都是支持NGN的基礎設施。
IP終端
隨著政府上網、企業上網、個人上網、汽車上網、設備上網、家電上網等等的普及,必須要開發相應的IP終端來與之適配。許多公司現正在從固定電話機開始開發基於IP的用戶設備,包括汽車的儀錶板、建築物的空調系統以及家用電器,從音響設備和電冰箱到調光開關和電咖啡壺。所有這些設備都將掛在網上,可以通過家庭LAN或個人網(PAN)接入或從遠端PC機接入。
網路安全技術
網路安全與信息安全是休戚相關的,網路不安全,就談不上信息安全。現在,除了常用的防火牆、代理伺服器、安全過濾、用戶證書、授權、訪問控制、數據加密、安全審計和故障恢復等安全技術外,今後還要採取更多的措施來加強網路的安全,例如,針對現有路由器、交換機、邊界網關協議(BGP)、域名系統(DNS)所存在的安全弱點提出解決辦法;迅速採用強安全性的網路協議(特別是IPv6);對關鍵的網元、網站、數據中心設置真正的冗餘、分集和保護;實時全面地觀察了解整個網路的情況,對傳送的信息內容負有責任,不盲目傳遞病毒或攻擊;嚴格控制新技術和新系統,在找到和克服安全弱點之前不允許把它們匆忙推向市場。
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未來網路的發展方向
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目前綜合布線系統的主流是銅纜+光纖,6類銅纜系統由於綜合造價比超5類高30%,因此目前在市場中大約只佔30%左右。不過由於應用需求的推動以及技術進步所帶來的生產成本下降,未來幾年將是6類系統與光纖系統普及的時代。
綜合布線技術將會隨著相關技術的進步在以下幾個方面得到發展。
(1) 光纖到桌面。基於Web應用和綜合多媒體(視頻、音頻等)應用的Internet接入需求的急劇膨脹,大大促進了對寬頻網路的需求。6類系統的推出為用戶從真正意義上跨入千兆網路的時代奠定了堅實的基礎,同時,光纖系統的價格也會由於應用擴大而降低,使更多的用戶得以採用光纖到桌面的解決方案。
(2)綜合布線與智能建築結合。在智能建築自動化及控制領域,人們越來越多地開始關心並使用綜合布線,控制系統的網路正在不斷地從專有網路向乙太網發展。由於各系統網路化設備的快速發展,為在同一布線網路下各系統的集成提供了一個基礎。
(3)有線和無線相結合。今後在網路中將會是有線與無線相結合的綜合網路,由於無線網路的方便、快捷與靈活性,因此整個系統採用先進的有線網和無線網相互覆蓋、相互結合的組網方式將會是未來的發展方向。
(4)智能連接是方向。由於網路性能的飛速發展,對布線的線材與設備提出了更高要求,有近一半的網路運行緩慢、效率低下的原因源於布線線纜或器材。對布線系統來講,每增加一次連接,意味著性能會有所下降。因此,智能配線、免跳線,實現全面、直接的連接智能性將是未來的發展方向,可以將人工產生的錯誤降到最低
⑶ 計算機基礎知識...求解(1)
1、網路層;2、信息格式;3、不是ping命令應該是ipconfig;4、伺服器;5、PDU;分組(IP數據報)6、計算機;7、物理層;8、10BASE-2;9、信源;信宿;介質;10、通信子網;數據子網;11、建立連接;維護連接;拆除連接(三次握手);12、城域網;廣域網;13、單工,半雙工,全雙工;14、ASK、FSK和PSK;15、ping;16、同步傳輸方式和非同步傳輸方式;17、區域網與區域網之間互聯、區域網與廣域網之間互聯、廣域網與廣域網之間互聯;18、交換機 或集線器
⑷ 如何通過波形圖中的振幅、波長來判斷聲音強度的大小
波長就是沿波的傳播方向,在波的圖形中,相對平衡位置的位移時刻相同的相鄰的兩個質點間的距離。通俗的說就是相鄰兩波峰或波谷間的距離。振幅就是物體振動的幅度。即波的圖形中,波峰與波谷的相對高度。頻率是波在單位時間內振動的次數。聲波的振幅越大,那麼聲音的強度就越大;波長不同是因為聲波在不同的介質中傳播,而頻率的大小則影響音調的高低
⑸ 幾道關於計算機網路的名詞或技術
知道的不全,我答一個試試吧,其實你網路一下都能找到答案的
該層允許用戶對網路的訪問——網路層
Web使用的協議——HTTP
改變波長的調制類型——調頻
許多計算機使用該協議來獲取它們的IP地址——DNS
這種應用可以使你將文件從一台計算機傳輸至另一台計算機——FTP
改變波的振幅的調制類型——調幅
用於標識你的地址的哪一部分是子網——子網掩碼
一種有名的網路模型——OSI
該應用使你可以使用其他的計算機——Telnet
每秒鍾的信號數——頻率
一個小型區域中的一個網路——LAN
你可以使用該協議來讀取你的電子郵件——POP、ICMP
一條電路每秒鍾可以傳輸的比特數——比特率bps
⑹ 振幅,什麼是振幅,振幅如何看,振幅是什麼
振幅是指振動的物理量可能達到的最大值,通常以A表示。它是表示振動的范圍和強度的物理量。
在機械振動中,振幅是物體振動時離開平衡位置最大位移的絕對值,振幅在數值上等於最大位移的大小。振幅是標量,單位用米或厘米表示。振幅描述了物體振動幅度的大小和振動的強弱。
在交流電路中,電流振幅或電壓振幅是指電流或電壓變化的最大值,也叫電壓或電流的峰值。
在聲振動中,振幅是聲壓與靜止壓強之差的最大值。聲波的振幅以分貝為單位。聲波振幅的大小能夠決定音強。
簡諧振動的振幅是不變的,它是由諧振動的初始條件(初位移和初速度)決定的常數。諧振動的能量與振幅平方成正比。因此,振幅的平方可作為諧振動強度的標志。強迫振動的穩定階段振幅也是一個常數,阻尼振動的振幅是逐漸減小的。
⑺ 急急急求:《計算機網路與Internet教程》的復習題
計算機網路練習題
一、填空題:
1. 在典型的計算機網路中,信息以包為單位進行傳送。其主要結構由包頭、數據、包尾 構成。
2. 通信使用的三種交換方式為電路交換、存儲轉發、分組交換。計算機通信一般不使用存儲轉發方式
3. 數據雙向傳輸不能同時進行的通信模式叫做半雙工通信,雙向傳輸可同時進行的通信模式叫做全雙工通信。
4. 計算機網路使用的傳輸媒體有(舉例):同軸電纜、雙絞線、光纖、微波、紅外線、無線電波等。
5. 非同步傳輸傳輸單位為位元組,並以起始位和停止位作為分隔。
6. 標准RS-232-C採用25腳梯形插頭座連接,並以-3V~-15V電壓表示邏輯"1"。
7. 三種數字信號調制解調方式的依據是波函數的三要素,即:振幅、頻率、相位。
8. 數字信號的三種調制方式為振幅調制、頻率調制、相位調制。
9. 計算機區域網分類按拓撲結構主要分為:星型、環型、匯流排型、樹型。
10. 使用層次化網路模型,可以把復雜的計算機網路簡化,使其容易理解並容易實現。
11. TCP/IP協議棧可分為四層,分別為:主機到網路層、互聯網層、傳輸層、應用層;SMTP協議位於應用層。
12. 數據鏈路層的主要服務功能是流量控制和差錯控制。
13. IEEE802.3規定一數據幀的長度應為64位元組到1518位元組之間。
14. IEEE 802.3建議採用的介質訪問控制方法的主要內容有:載波偵聽多路訪問(CSMA)和沖突檢測(CD)。
15. 區域網技術中媒體訪問控制方法主要有CSMA/CD(帶沖突檢測的載波偵聽多路介質訪問控制技術)、令牌匯流排技術、令牌環型網技術三種。
16. 在數據報服務中,網路節點要為每個數據報選擇路由,在虛電路服務中,網路節點只在連接建立時選擇路由。
17. 通常路由選擇演算法分為兩大類,分別為靜態路由選擇和自適應路由選擇。
18. 按IP地址分類,地址:160.201.68.108屬於B類地址。
19. IP地址分五類,即A、B、C、D、E類,其中D類屬多址廣播類地址;IP地址127.x.x.x屬於本主機地址,用於本機內通信;TCP協議的80埠由網際網路的HTTP協議使用。
20. TCP通過調節發送窗口的大小來進行流量控制。
21. TCP/IP使用地址轉換協議ARP將IP地址轉換為物理地址。
22. 利用密集波分技術,可以提高光纖的利用率,用一根光纖來傳遞更多的信息。
23. 使用無線接入方式,可以允許用戶方便地在不同的環境里使用網路的資源。
24. 有線用戶的接入方式有ISDN技術、ADSL、Cable Modem和區域網接入。
25. 信道復用有頻分復用、時分復用、波分復用方式,調制是信道復用嗎?不是。
26. IP路由使得數據包到達預定目的地。
27. 數據傳輸率是按照bps(比特/秒)計量的。
28. 交換機(集線器)是星型網路的中心。
29. ATM以傳輸53位元組固定長的信元而不是可變長的數據幀來傳輸信息。
30. 能再生信號並重新傳輸此信號的集線器是主動型的。
31. FDDI可能達到的網路速度是100Mbps。
32. ATM網路的基本傳輸速度是155Mbps。
33. ATM是一種能高速傳輸數據的先進非同步傳輸網路。
34. 超文本的含意是該文本中含有鏈接到其他文本的鏈接點。
35. Internet採用了目前在分布式網路中最為流行的客戶/伺服器模式,大大增強了網路信息服務的靈活性。
36. 負責電子郵件傳輸的應用層協議是SMTP。
37. 對於一個主機域名"hava.gxou.com.cn"來說,其中gxou.com.cn是主機所在域的域名。
38. 在FTP中,提供了ASC碼和二進制兩種文件傳輸模式,一般我們都採用二進制模式進行文件傳輸。
39. 假如在"mail.gxrtvu.e.cn"的郵件伺服器上給某一用戶創建了一個名為"ywh"的帳號,那麼該用戶可能的E-mail地址是[email protected]。
40. 一般HTML文件的後綴名為htm或html。
41. 常用的網路操作系統,例如:UNIX、Windows NT和NetWare。
42. 常見的網路協議有TCP/IP、IPX/SPX和NetBEUI。
43. 常見的網際網路服務有HTTP、WWW和E_mail。
二、選擇題
1. 在OSI模型中,服務定義為; ( C )
A. 各層向下層提供的一組原語操作
B. 各層間對等實體間通信的功能實現
C. 各層通過其SAP向上層提共的一組功能
D. 和協議的的含義是一樣的
2. 乙太網採用的發送策略是: ( C )
A. 站點可隨時發送,僅在發送後檢測沖突
B. 站點在發送前需偵聽信道,只在信道空閑時發送
C. 站點採用帶沖突檢測的CSMA協議進行發送
D. 站點在獲得令牌後發送
3. 以下四個IP地址哪個是不合法的主機地址: ( B )
A. 10011110.11100011.01100100.10010100
B. 11101110.10101011.01010100.00101001
C. 11011110.11100011.01101101.10001100
D. 10011110.11100011.01100100.00001100
4. TCP採用的滑動窗口 ( D )
A. 是3位的滑動窗口
B. 僅用於流量控制
C. 傳輸過程中窗口大小不調整
D. 窗口大小為0是合法的
5. 同步通信 ( A )
A. 以比特為單位,每次可傳輸任意多個比特
B. 是一種並行傳輸方式
C. 採用XON/XOFF的流控制協議
D. 傳輸速率一般比非同步傳輸慢
6. 數據鏈路兩端的設備是 ( C )
A. DTE
B. DCE
C. DTE或DCE
D. DTE和DCE
7. 網路傳輸中對數據進行統一的標准編碼在OSI體系中由哪一層實現 ( D )
A. 物理層
B. 網路層
C. 傳輸層
D. 表示層
8. 在不同網路之間實現數據幀的存儲轉發,並在數據鏈路層進行協議轉換的網路互連器稱為 ( C )
A. 轉換器
B. 路由器
C. 網橋
D. 中繼器
9. Ethernet採用的媒體訪問控制方式為 ( A )
A. CSMA/CD
B. 令牌環
C. 令牌匯流排
D. 無競爭協議
10.ICMP協議位於 ( A )
A.網路層
B.傳輸層
C.應用層數
D.據鏈路層
11.綜合業務數據網的特點是 ( C )
A.電視通信網
B.頻分多路復用
C.實現語音、數字與圖象的一體化傳輸
D.模擬通信
12.兩台計算機利用電話線路傳輸數據信號時,必備的設備是 ( B )
A. 網卡 B. 數據機 C. 中繼器 D. 同軸電纜
13.數據在傳輸過程出現差錯的主要原因是 ( A )
A. 突發錯 B. 計算錯 C. CRC錯 D. 隨機錯
14.令牌匯流排(Token Bus)的訪問方法和物理層技術規范由( C ) 描述
A. IEEE802.2 B. IEEE802.3 C. IEEE802.4 D. IEEE802.5
15.網橋是用於哪一層的設備 ( D )
A. 物理層 B. 網路層 C. 應用層 D. 數據連路層
16.非同步傳輸通常採用的校驗方法為 ( C )
A. 方塊校驗 B. CRC校驗 C. 奇偶校驗 D. 余數校驗
17.PPP協議是哪一層的協議? ( B )
A. 物理層 B. 數據鏈路層 C. 網路層 D. 高層
18.100Base-T使用哪一種傳輸介質 ( C )
A. 同軸電纜 B. 光纖 C. 雙絞線 D. 紅外線
19.如果網路內部使用數據報,那麼 ( B )
A. 僅在建立時作一次路由選擇 B. 為每個到來的分組作路由選擇
C. 僅在網路擁塞時作新的路由選擇 D. 不必作路由選擇
20.管理計算機通信的規則稱為
A協議 B介質 C服務 D網路操作系統 ( A )
21 .以下哪一個選項按順序包括了OSI模型的各個層次
A物理層,數據鏈路層,網路層,運輸層,會話層,表示層和應用層
B物理層,數據鏈路層,網路層,運輸層,系統層,表示層和應用層
C物理層,數據鏈路層,網路層,轉換層,會話後,表示層和應用層
D表示層,數據鏈路層,網路層,運輸層,會話層,物理層和應用層 ( A )
22.在 OSI模型中,第 N層和其上的 N+ l層的關系是
A N層為N十1層提供服務
B N十1層將從N層接收的信息增加了一個頭
C N層利用N十1層提供的服務
D N層對N+1層沒有任何作用 ( A )
三、判斷題
1.TCP/IP使用地址轉換協議ARP將物理地址轉換為IP地址。 ( X )
2. HDLC是面向位元組的非同步通信協議。 ( X )
4.延遲畸變(delay)是由不同頻率信號傳輸速度不一樣引起的。 ( √ )
5.計算機網路中的差錯控制只在數據鏈路層中實現。 ( X )
6.低通信道的傳輸帶寬與其數據傳輸速率相關。 ( √ )
7.在數據傳輸中IP層可提供可靠的無連接傳輸。 ( X )
8.地址10011110.11100011.01100100.00001100是C類IP地址。 ( X )
9.同步傳輸時字元間不需要間隔 ( √ )
10.利用CRC多項式可對傳輸差錯進行糾正。 ( X )
四、問答題:
1. 從實現的功能看,什麼叫計算機網路?
答:為了方便用戶,將分布在不同地理位置的計算機資源實現信息交流和資源的共享。計算機資源主要指計算機硬體、軟體與數據。數據是信息的載體。
2. 同步通信與非同步通信有何不同?
答:在同步通信傳送時,發送方和接收方將整個字元組作為一個單位傳送,數據傳輸的效率高。一般用在高速傳輸數據的系統中。非同步通信方式實現比較容易,因為每個字元都加上了同步信息,計時的漂移不會產生大的積累,但每個字元需要多佔2-3位的開銷,適用於低速終端設備。由於這種方式的字元發送是獨立的,所以也稱為面向字元的非同步傳輸方式。
3. 什麼是對等網?
答:對等網與客戶機/伺服器系統:倘若每台計算機的地位平等,都允許使用其它計算機內部的資源,這種網就稱為對等區域網,簡稱對等網。
4. 簡述分組存儲轉發的工作方式
答:
<1>傳輸報文被分成大小有一定限制的分組傳輸
<2>分組按目標地址在分組交換網中以點對點方式遞交
<3>各交換節點對每一個到達的分組完整接受(存儲)、經檢查無錯後選擇下一站點地址往下遞交(轉發)
<4>最終分組被遞交到目的主機
5. 計算機網路的三大組成部分的名字叫什麼?各起什麼作用?
答:
<1>通信子網:擔負整個計算機網路的通信傳輸功能,連接各通信媒體,實現相鄰節點間的通信控制,與不同通信網路互連,為計算機網路上層提供有服務質量保證的服務。通信子網由物理信道、通信鏈路控制軟體組成(或傳輸介質、路由器以及主機組成)。
<2>高層服務:實現可靠的端到端數據傳輸服務,對上層屏蔽通信子網的技術細節,使應用與網路通信徹底分開。
<3>應用服務:建立網路應用支撐環境,使網路應用與傳輸細節分離。網路支撐環境包括:網路目錄服務、網路域名服務、網路資料庫服務。
6. 包交換與電路交換相比有什麼特點?
答:包交換與電路交換比在以下方面不同
<1>包交換不使用獨占信道,而僅在需要時申請信道帶寬,隨後釋放
<2>由於包交換一般採用共享信道,傳輸時延較電路交換大
<3>包交換傳輸對通信子網不透明,子網解析包地址等通信參數
<4>包交換採用存儲轉發方式通信,對通信有差錯及流量控制,而電路交換不實現類似控制
<5>各包在交換時其傳輸路徑是不定的,在電路交換中所有數據沿同一路徑傳輸
<6>包交換不需連接建立呼叫
<7>包交換網有可能產生擁塞,電路交換則不會
<8>包交換以通信量計費,電路交換以通信時間計費
7. 請用一句話來簡單概括網路模型的每一層的功能。
答:
<1>物理層用於傳輸原始比特流信息;
<2>數據鏈路層保證相鄰節點通信的正確
<3>網路層(IP層)保證分組按正確路由傳輸
<4>傳輸層實現端到端的無差錯傳輸
<5>應用層保證用戶高效方便地使用網路資源
8. 畫出OSI分層網路體系的模型。(參教材P23)
9. TCP傳輸若發生阻塞發送窗口為0,此後阻塞解除,發送窗口如何變化?
答:
在發生阻塞時,TCP嘗試發送一個數據塊報文,收到應答後發送兩塊加倍數據量的報文,若應答正常,則再次加倍發送,直至發送數據量為接收緩沖區的一半時維持該數據量進行通信。
10. 什麼是通信協議?一個通信協議應包含什麼內容?
答:
通信協議是通信雙方為完成通信而共同遵守的一組通信規則。一個通信協議應包含語法(數據格式)、語義(報文解釋)、時序(事件發生順序)三方面的規定。
11. 不同的物理網路怎樣才能實現互連?網路的互連有多少種連法?
答:網路互連根據使用設備的不同有
<1>中繼器互連
<2>集線器(或交換機)互連
<3>網橋互連
<4>路由器互連
<5>網關互連
12. 滑動窗口協議是怎樣用於流控制的?
答:滑動窗口協議通過調整發送窗口的大小來控制流量。
13. 簡述IEEE 802.2的主要內容。
答:IEEE 802.2在區域網體系中為邏輯鏈路控制子層,是高層與區域網MAC子層的介面層,實現數據鏈路層的高級控制功能。
14. ICMP是什麼?
答:ICMP(Internet Control Message Protocol)即網際網路消息控制協議
15. 簡述VLAN(虛擬子網)的作用?
答:簡化網路設計與網路管理,降低建造成本;隔離子網通信,提高網路安全;減少網路流量;避免廣播風暴
16. 網路應用的支撐環境主要指那些內容?
答:網路應用的支撐環境主要指:網路目錄服務、網路域名服務、網路資料庫服務
17. 計算機網路高層應用環境應該是什麼樣的?
18. 什麼是IEEE?組織是如何影響網路的?
19. 說明曼徹斯特編碼及它是如何使用的。
20. 什麼情況下在網路中設置路由是無效的?
答:在區域網和隊列雙匯流排的城域網中不需要設路由器。
21. 什麼是網路分段,分段能解決什麼問題?
答:將一個物理網劃分為多個邏輯子網的技術即為網路分段;
網路分段簡化網路設計與網路管理,降低建造成本;隔離子網通信,提高網路安全;減少網路流量;避免廣播風暴
22. 在一個帶寬為4000Hz並用4種電壓對數據編碼的傳輸系統上,用Nyquist定理計算其最大傳輸數據速率。
解:Nyquist定理表述:理想信道最高數據傳輸速率為 2Wlog2V (bps)
本題帶寬為W = 4000Hz
電平級為 V = 4
得該信道最大數據傳輸速率為 2 X 4000 X log24 = 16000(bps)
23. 如果一個給定路由器最多連接到K個網路,連接N個網路需要多少路由器?寫一個給定N關於K的方程。
答:路由器串聯時可連接最多網路
設需R個路由器
當 R = 1 時 可連接 K = K - 2(1 - 1)個網路
R = 2 時 可連接 2K - 2 = 2K - 2(2 - 1)個網路
R = 3 時 可連接 3K - 4 = 3K - 2(3 - 1)個網路
依此類推 R為任意數時,最多可連接網路數為 RK - 2(R - 1) 或 R(K - 2) + 2
N個網路所需路由器在R與R + 1間,即
R(K - 2) + 2 ≤ N < (R + 1)(K - 2) + 2
解不等式得
R ≤ (N - 2)/(K - 2) 且 R > (N - 2)/(K - 2) - 1
其中 K > 2
24. 寫出完整的<A>標記,使得字元串"廣西電大"成為http://www.gxou.com.cn的超鏈接。
答:<A href=http://www.gxou.com.cn>廣西電大</A>
復習題補充:
1. 接收端發現有差錯時,設法通知發送端重發,直到正確的信息碼收到為止,這種差錯控制方法稱為自動請求重發。
2. 簡述下列縮略語的含義:ARP、TCP、IP、ICMP、HTTP、HTML、IEEE、SMTP、LAN、WAN
3. 一個TCP連接地址應由兩部分組成,分別為主機地址、埠地址。
4. 一個TCP連接的過程分三步:連接建立、連接使用、連接釋放。
5. 把十六位制的IP地址D224AFB6轉換成用點分割的十進制形式,並說明該種地址最多能包含多少子網,每子網最多能包含多少主機。(210.36.175.182 C類 網路╳主機=2097152╳254)
6. 准確計算A、B、C類IP地址可有多少網路,每網路可有多少主機,子網屏蔽碼是什麼。
7. 簡述子網掩碼的作用。(參與子網劃分、路由定址)
8. 用速率為1200bps的數據機通信(無校驗,一位停止位)。一分鍾內最多能傳輸多少個漢字(雙位元組)?(非同步傳輸格式:每位元組=起始位(1)+數據位(8)+停止位(1)=10
每漢字需兩位元組,1200bps╳60秒÷20=3600個漢字)
9. 某CSMA/CD基帶匯流排網長度為1000米,信號傳輸速度為200m/μs,假如位於匯流排兩端的站點在發送數據時發生了沖突,問:
a) 該兩站間信號傳播延遲時間是多少?
b) 最多經過多長時間才能檢測到沖突?(傳播延遲τ=1000÷200=5μs 最長沖突檢測時間=2τ=10μs
10. 設信道速率為4kb/s,採用停止等待協議。傳播延遲tp=20ms。確認幀長度和處理時間均忽略。問幀長為多少時才能使信道利用率至少為50%。(信道時間可分為:傳輸時間tt+2×傳輸延遲時間tp(即發送延遲和確認延遲)+收站處理時間tr
忽略tr,則傳輸時間由 tt+tp 組成,傳輸效率為:信道佔用÷(信道佔用+信道空閑)= tt ÷(tt + 2tp )≥ 50% (式I) 另設幀長為λ 則tt =λ÷ 4 Kbps (式II) 連立上兩式即可解出λ)
11. 有兩個LAN橋接器,各連接一對令牌匯流排區域網。第一個橋接器必須每秒鍾轉發1000個分組(分組長度為512位元組),第二個橋接器必須每秒鍾轉發500個分組(分組長度為2048位元組),計算出每個橋接器的轉發速度,並說明哪一個橋接器需用較快的CPU?
12. 若某個區域網通過路由器與X.25網互連。若路由器每秒轉發200個分組,分組長度為128位元組,試問:
a) 路由器的轉發速度為多少Mbps?
b) 計算一分鍾內的通信量費用(通信量按段計算,每段64位元組,收費0.003元)。
13. 使用FTP下載一名為flash4full.exe的文件,出現如下提示信息:
ftp>get flash4full.exe
200 PORT command successful.
150 Opening BINARY mode data connection for flash4full.exe(10601499 bytes).
226 Transfer complete.
ftp: 10601499 bytes received in 14.19Seconds 747.06Kbytes/sec.
ftp>
從以上數據推算當前網路的線路傳輸速率大約是多少(Kbit/sec)?該速率未考慮傳輸開銷,試舉例說明兩種傳輸開銷,以證明實際的線路傳輸速率應比該速率大還是小。
(提示:以上數字均是用戶數據統計,未包含TCP及IP包協議數據及更底層的協議數據,而這些協議數據是傳輸用戶數據所必須付出的開銷,因此實際的線路傳輸數據量比用戶數據量大,實際的線路傳輸速率應比該速率大)
⑻ 振幅處理及提高信噪比、解析度的處理方法
在地震資料處理中,高度保持地震波的真振幅特徵,盡量提高地震記錄的信噪比和解析度,即稱為「三高」處理,這一直是地震資料處理人員追求的目標。因為「三高」處理的質量直接影響到岩性參數提取以及地震勘探的精度和效果。
10.3.1 真振幅恢復
保持地震波的真振幅特徵(簡稱保幅處理),從廣義講應包含兩大方面內容:即真振幅恢復(或稱振幅補償)和其他各項處理中的振幅保持問題。本節主要討論真振幅恢復的方法,而對其他各項處理中凡要影響到振幅特徵的處理方法,則要採取相應的措施,盡可能的使振幅的相對關系保持不變。
地震記錄經增益恢復處理後,其振幅特徵已與地表檢波器所接收到的地震波振幅特徵一致。這種振幅仍不稱為真振幅,我們所謂的真振幅是指由地層波阻差而產生的反射波振幅,即能反映地層岩性變化的振幅。在地表所接收到的振幅除有地層波阻抗的變化因素外,還有球面擴散因素以及非彈性衰減的因素,因此需要消除球面擴散和非彈性衰減的影響,恢復地震波的真振幅特徵。
球面擴散是當波離開震源傳播時由於波前擴展造成的振幅衰減。這樣的振幅衰減(A)與傳播距離r成反比
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其中v是界面上覆介質的平均速度;t是反射的記錄時間。對球面擴散作校正需要用時變函數vt乘以數據。
非彈性衰減是彈性波能量在岩石中傳播時,由於內摩擦而耗散為熱被地層吸收的結果。原理部分已說明這種衰減是頻率和傳播距離的指數形式的函數
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其中α為非彈性衰減系數(吸收系數)
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所以,用函數eαvt乘以數據就可校正非彈性衰減。至此,真振幅恢復處理完成。
系數α可從增益恢復及球面擴散校正後的振幅-時間函數來測定。為了得到α的較好統計估計,要用一組地震道測定能量來求得衰減曲線。
還有另一種真振幅恢復的方法,這時不需要速度信息。在增益恢復之後,假設振幅衰減是指數函數。因此,按照最小平方法,用指數函數擬合增益校正後的記錄,就得到真振幅校正函數(即包括球面擴散和非彈性衰減校正兩者)。
前述已知,波前發散因子K為
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式中r和t分別為波的傳播距離和傳播時間,C和a為與地層速度有關的常數。
吸收衰減因子是
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式中α是吸收系數;b是待定的常數。波前發散和吸收衰減總的影響是
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求取a和b的方法如下。
從地震記錄上讀取反射波的振幅極值(波峰或波谷),以(10.3-5)為回歸方程,得
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式中:ut=lnAi-lnti;Ai,ti為振幅極值及其對應的時間;N為振幅極值的點數。校正函數是a-1tebt。
為了獲得有代表性的真振幅恢復參數,所選的地震道應是沒有多次波及有較高的信噪比。對地質條件穩定地區,一組參數就可代表全區。在工區內地質條件有較大變化時,這些參數要重新計算。
10.3.2 提高信噪比的數字濾波處理
在地震勘探中,用於解決地質任務的地震波稱為有效波,而其他波統稱為干擾波。壓制干擾,提高信噪比是一項貫穿地震勘探全過程的任務。除在野外數據採集中採取相應措施壓制干擾外,在地震資料數字處理中數字濾波也是一項非常重要的提高信噪比的措施。
數字濾波方法是利用有效波和干擾之間頻率和視速度方面的差異來壓制干擾的,分別稱為頻率濾波和視速度濾波。又因頻率濾波只需對單道數據進行運算,故稱為一維頻率濾波。實現視速度濾波需同時處理多道數據,故稱為二維視速度濾波。本節主要介紹這兩種濾波方法。
10.3.2.1 一維頻率濾波
所謂一維數字濾波是指用計算機實現對單變數信號的濾波,該單變數可以是時間或頻率,也可以是空間或波數。以時間或頻率為例討論一維數字濾波,其他原理相同。
(1)一維數字濾波原理
設地震記錄x(t)是由有效波s(t)和干擾波n(t)組成,即
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其頻譜為
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式中:X(f)為 x(t)的頻譜;S(f)、N(f)分別為 s(t)、n(t)的頻譜。如果 X(f)的振幅譜|X(f)|可用圖10-6表示。說明有效波的振幅譜|S(f)|處在低頻段,而干擾波的振幅譜處於高頻段。
圖10-6 有效波和干擾波頻譜分布示意圖
若設計一頻率域函數 H(f)的振幅譜為|H(f)|,
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其圖形為圖10-7(a)所示。
令
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及
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在時間域有(利用傅里葉變換的褶積定理)
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稱 H(f)為一維濾波器頻率響應,(10.3-9)式為頻率域濾波方程,h(t)為 H(f)的時間域函數,稱為一維濾波器濾波因子(圖10-7(b))。(10.3-11)為時間域濾波方程,y(t)和 Y(f)分別為濾波後僅存在有效波的地震記錄及頻譜,φx(f)、φy(f)、φh(f)分別為濾波前、濾波後地震記錄及濾波器的相位譜,以上濾波主要是利用了有效波和干擾波的頻率差異消除干擾波,故也稱為頻率濾波。
圖10-7 濾波頻率響應及濾波因子
以上所述的濾波器稱為理想低通濾波,根據有效波和干擾波的頻段分布不同,還可將濾波器分為理想帶通濾波器、理想高通濾波器等。所謂理想是指濾波器的頻率響應是一個矩形門,門內的有效波無畸變地通過,稱為通頻帶,而門外的干擾波全部消除。在數字濾波中這一點實際是做不到的。因為數字濾波時所能處理的濾波因子只能是有限長,而由間斷函數組成的理想濾波器的濾波因子是無限長的。實際應用中只能截斷為有限長,截斷後就會出現截斷效應,即截斷後的濾波因子所對應的頻率響應不再是一個理想的矩形門,而是一條接近矩形門,但有振幅波動的曲線,這種現象稱為吉普斯現象。
由於頻率響應曲線在通頻帶內是波動的曲線,濾波後有效波必定會發生畸變。另外,在通頻帶外也是波動的曲線,必定不能有效地壓制干擾。為了避免吉普斯現象,可採用若干方法,其中之一是鑲邊法。
10.3.2.2 二維視速度濾波
(1)二維視速度濾波的提出
在地震勘探中,有時有效波和干擾波的頻譜成分十分接近甚至重合,這時無法利用頻率濾波壓制干擾,需要利用有效波和干擾波在其他方面的差異來進行濾波。如果有效波和干擾波在視速度分布方面有差異,則可進行視速度濾波。這種濾波要同時對若幹道進行計算才能得到輸出,因此是一種二維濾波。
地表接收的地震波動實際上是時間和空間的二維函數g(t,x),即是振動圖和波剖面的組合,二者之間通過
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發生內在聯系。式中k為空間波數,表示單位長度上波長的個數,f為頻率,描述單位時間內振動次數,v為波速。
實際地震勘探總是沿地面測線進行觀測,上述波數和速度應以波數分量kx和視速度v*代入。則有
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既然地震波動是空間變數x和時間變數t的二維函數,且空間和時間存在著密切關系,無論單獨進行哪一維濾波都會引起另一維特性的變化(例如單獨進行頻率濾波會改變波剖面形狀,單獨進行波數濾波會影響振動圖形,產生頻率畸變),產生不良效果。那麼只有根據二者的內在聯系組成時間空間域(或頻率波數域)濾波,才能達到壓制干擾,突出有效波的目的。因此,應該進行二維濾波。
(2)二維視速度濾波的原理
二維濾波原理是建立在二維傅里葉變換基礎上的。沿地面直測線觀測到的地震波動g(t,x)是一個隨時間和空間變化的波,通過二維正、反傅里葉變換得到其頻率波數譜G(ω,kx)和時空函數。
勘查技術工程學
上式說明,g(t,x)是由無數個角頻率為ω=2πf、波數為kx的平面簡諧波所組成,它們沿測線以視速度v*傳播。
如果有效波和干擾波的平面簡諧波成分有差異,有效波的平面諧波成分以與干擾波的平面諧波成分不同的視速度傳播如圖10-8,則可用二維視速度濾波將它們分開,達到壓制干擾,提高信噪比的目的。
(3)二維濾波的計算
圖10-8 有效波和干擾波以不同成分平面簡諧波的傳播
二維線性濾波器的性質由其空間-時間特性h(t,x)或頻率-波數特性H(ω,kx)所確定。同一維濾波一樣,在時-空域中,二維濾波由輸入信號g(t,x)與濾波
運算元h(t,x)的二維褶積運算實現,在頻率-波數域中,由輸入信號的譜G(ω,kx)與濾波器的頻率波數特性H(ω,kx)相乘來完成。
勘查技術工程學
由於地震觀測的離散性和排列長度的有限性,必須用有限個(N個)記錄道的求和來代替對空間坐標的積分。
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式中,n為原始道號;m為結果道號。
由(10.3-15)式可見,二維褶積可歸結為對一維褶積的結果再求和。故測線上任一點處二維濾波的結果可由N個地震道的一維濾波結果相加得到。這時每一道用各自的濾波器處理,其時間特性hm-n(t)取決於該道與輸出道之間的距離。沿測線依次計算,可以得到全測線上的二維濾波結果(圖10-9)。
與理想一維濾波一樣,理想二維濾波也要求在通放帶內頻率-波數響應的振幅譜為1,在通放帶外為0,相位譜亦為0,即零相位濾波。因此,二維理想濾波器的頻率-波數響應是正實對稱函數(二維對稱,即對兩個參量均對稱),空間時間因子必為實對稱函數。二維濾波同樣存在偽門現象和吉普斯現象,也可採用鑲邊法和乘因子法解決。因是二維函數,情況復雜得多,通常只採用減小采樣間隔(包括時間采樣間隔Δt 和頻率采樣間隔Δf)和增大計算點數(包括時、空二方向上的點數 M 和N)的方法。
圖10-9 二維濾波計算示意圖(N=5)
(4)扇形濾波
最常用的二維濾波是扇形濾波。它能濾去低視速度和高頻的干擾。其頻率波數響應為
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圖10-10 扇形濾波器的頻率波數響應
通放帶在f-kx平面上構成由坐標原點出發,以f軸和kx軸為對稱的扇形區域(圖10-10)。因此這種濾波器稱為扇形濾波器。
利用傅里葉反變換可求出其因子為
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當在計算機上實現運算時,需要離散化。對時間采樣:t=nΔ,n=0,±1,±2,……,Δ為時間采樣間隔,Δ=1/2fc。空間采樣間隔即輸入道的道間距Δx。
由標准扇形濾波器可以組構出既壓制高視速度干擾,又壓制低視速度干擾的切餅式濾波器,進而還可組構出同時壓制高、低頻干擾的帶通扇形濾波器和帶通切餅式濾波器。
在疊加前應用扇形濾波,壓制的目標可以是面波、散射波、折射波或電纜振動產生的波。至於在疊加後的應用,則可壓制從傾斜界面上產生的多次反射或側面波。
10.3.3 提高縱向解析度的反濾波處理
由地震波的傳播理論可知,在介質中地震波是以地震子波的形式在地下傳播。地面接收到的反射波地震記錄是地層反射系數與地震子波的褶積。因此,地層相當一個濾波器,使反射系數序列變成了由子波組成的地震記錄,降低了地震勘探的縱向解析度。反濾波的目的就是要設計一個反濾波器,再對地震記錄濾波,消除地層濾波的作用,提高地震記錄的縱向解析度。
由前所述,地震記錄是地層反射系數序列r(t)與地震子波b(t)的褶積,即
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由於子波的問題,使高解析度的反射系數脈沖序列變成了低分辨的地震記錄,b(t)就相當地層濾波因子。為提高解析度,可設計一個反濾波器,設反濾波因子為a(t),並要求a(t)與b(t)滿足以下關系
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用a(t)對地震記錄x(t)反濾波
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其結果為反射系數序列。以上即為反濾波的基本原理。
反濾波在具體實現時,核心是確定反濾波因子a(t)。由於地震子波的不確定性以及地震記錄中噪音干擾的存在,實際中要確定精確的a(t)是非常困難的,甚至是不可能的。為此在不同的近似假設條件下,相繼研究了很多種確定反濾波因子a(t)的方法,這些方法基本可以分為兩大類:一類是先求取地震子波b(t),再根據b(t)求a(t);另一大類是直接從地震記錄中求a(t)。每一類中又有很多不同的方法(就僅反濾波方法之多,說明了反濾波處理的難度)。下面就反濾波方法中具有代表性的幾種反濾波進行討論。
10.3.3.1 地層反濾波
地層反濾波屬於先求子波b(t),再求a(t)的方法。該方法要求有測井資料以及較好的井旁地震記錄道。首先由聲波測井資料轉換與井旁地震記錄道x(t)相匹配的地層反射系數序列r(t),對r(t)及x(t)求其頻譜可得頻率域方程為
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即有
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式中B(ω)為子波b(t)的譜,再由子波與反濾波因子的關系有
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經反傅里葉變換得 a(t)。式中 A(ω)為反濾波因子的頻譜。寫成 z 變換,為 A(z)=,可見A(z)是一個有理分式,要使A(z)具有穩定性,分母多項式B(z)的根必須在單位圓外,即要求子波b(t)為最小相位。
利用測井和井旁地震道求取子波及反濾波因子,即可用該反濾波因子對測線的其他道進行反濾波。
10.3.3.2 最小平方反濾波
最小平方反濾波是最小平方濾波(或稱維納濾波、最佳濾波)在反濾波領域中的應用。
最小平方反濾波的基本思想在於設計一個濾波運算元,用它把已知的輸入信號轉換為與給定的期望輸出信號在最小平方誤差的意義下是最佳接近的輸出。
設輸入信號為x(t),它與待求的濾波因子h(t)相褶積得到實際輸出y(t),即y(t)=x(t)*h(t)。由於種種原因,實際輸出y(t)不可能與預先給定的期望出(t)完全一樣,只能要求二者最佳地接近。判斷是否最佳接近的標准很多,最小平方誤差准則是其中之一,即當二者的誤差平方和為最小時,則意味著二者為最佳地接近。在這個意義下求出濾波因子h(t)所進行的濾波即為最小平方濾波。
若待求的濾波因子是反濾波因子a(t),對輸入子波b(t)反濾波後的期望輸出為d(t),實際輸出為y(t),按最小平方原理,使二者的誤差平方和為最小時求得的反濾波因子稱為最小平方反濾波因子。用它對地震記錄x(t)進行的反濾波為最小平方反濾波。
設輸入離散信號為地震子波b(n)={b(0),b(1),…,b(m)},待求的反濾波因子a(n)={a(m0),a(m0+1),a(m0+2),……,a(m0+m)},m0為a(t)的起始時間,(m+1)為a(t)的延續長度,b(n)與a(n)的褶積為實際輸出y(n),即
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為地震子波與期望輸出的互相關函數。
根據最小平方原理,經推導即可得到最小平方反濾波的基本方程:
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式中,
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為地震子波的自相關函數,
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為地震子波與期望輸出的互相關函數。
(10.3-24)式是一個線性方程組,寫成矩陣形式為
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式中利用了自相關函數的對稱性。該方程中,系數矩陣為一種特殊的正定矩陣,稱為一般的托布里茲矩陣,該矩陣方程可用萊文森遞推演算法快速求解。
式(10.3-27)適應子波b(n)為最小相位、最大相位和混合相位。式中反濾波因子a(n)的起始時間m0與子波的相位有關,其取值規則由子波及反濾波因子的z變換確定。
10.3.3.3 預測反濾波
預測問題是對某一物理量的未來值進行估計,利用已知的該物理量的過去值和現在值得到它在未來某一時刻的估計值(預測值)的問題。它是科學技術中十分重要的問題。天氣預報、地震預報、反導彈的自動跟蹤等都屬於這類問題。預測實質上也是一種濾波,稱為預測濾波。
(1)預測反濾波原理
根據預測理論,若將地震記錄x(t)看成一個平穩的時間序列,地震子波b(t)為物理可實現的最小相位信號,反射系數r(t)為互不相關的白雜訊,由地震記錄的褶積模型,在(t+α)時的地震記錄x(t+α)為
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分析(10.3-28)式的第一項
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可見這一項是由反射系數r(t)的將來值決定的。若令第二項為
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^x(t+α)是 t 和t 以前時刻的r(t)值決定的,也就是說(t+α)可由現在和過去的資料預測,稱(t+α)為預測值。求 x(t+α)與(t+α)的差值為
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ε(t+α)稱為預測誤差,或稱為新記錄。比較(10.3-28)及(10.3-29)兩式,當預測值已知時,從原記錄x(t+α)中減去預測值(t+α)後形成的新記錄ε(t+α)中比原記錄中涉及的反射系數少,與子波褶積後波形的干涉程度輕,波形易分辨,即解析度提高了。
在上式中α稱為預測距或預測步長。當α=1時,
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即有
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這時(t+1)時刻的預測誤差與反射系數之間僅差一個常數b(0)。
因此,選預測距α=1,預測誤差為反射系數,達到了反濾波的目的,此時稱為預測反濾波。
當α>1時,預測誤差為預測濾波結果,預測濾波主要用於消除多次波,尤其是消除海上鳴震。
(2)計算預測值(t+α)的方法
在預測濾波及預測反濾波中,關鍵是計算預測值(t+α),其方法如下。
由反濾波方程
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代入預測值(t+α)的表達式
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式中令τ=s-j,c(s)=b(j+α)a(s-j)稱為預測因子。a(t)為反濾波因子。預測值(t+α)為預測因子 c(s)與地震記錄的褶積。
現在需設計一個最佳預測因子c(s),使求取的預測值(t+α)與x(t+α)最接近,即使預測誤差的平方和(誤差能量)
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為最小。根據最小平方原理,可得線性方程組
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式中Rxx(τ)為地震記錄的自相關函數
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T為相關時窗長度,m+1是預測因子長度。將(10.3-34)寫成矩陣形式為
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解此方程組即可求得預測濾波因子c(t),用它對地震記錄x(t)褶積可以求出未來時刻(t+α)時的最佳預測值(t+α)。
⑼ 如何分辨振動與振幅
響度。響度與振幅有關,音調與振動頻率有關。例如:打鑼,用力大了,聲音越大,因為它振動的幅度大,也就是振幅大,而鑼並沒有隨著你力度的增加而改變音調,因為他振動頻率沒變。再說他吉他,用同樣的力彈1和彈7,音量一樣,但7這個音明顯比1這個音尖銳,也就是頻率高。這句詩里說恐驚天上人,當然就是指響度了,他是怕人聽見,與音調沒關系
⑽ 計算機網路 諧波這么看
諧波 一、1. 何為諧波?
在電力系統中諧波產生的根本原因是由於非線性負載所致。當電流流經負載時,與所加的電壓不呈線性關系,就形成非正弦電流,即電路中有諧波產生。諧波頻率是基波頻率的整倍數,根據法國數學家傅立葉(M.Fourier)分析原理證明,任何重復的波形都可以分解為含有基波頻率和一系列為基波倍數的諧波的正弦波分量。諧波是正弦波,每個諧波都具有不同的頻率,幅度與相角。諧波可以I區分為偶次與奇次性,第3、5、7次編號的為奇次諧波,而2、4、6、8等為偶次諧波,如基波為50Hz時,2次諧波為l00Hz,3次諧波則是150Hz。一般地講,奇次諧波引起的危害比偶次諧波更多更大。在平衡的三相系統中, 由於對稱關系,偶次諧波已經被消除了,只有奇次諧波存在。對於三相整流負載, 出現的諧波電流是6n±1次諧波,例如5、7、11、13、17、19等,變頻器主要產生5、7次諧波。
「諧波」一詞起源於聲學。有關諧波的數學分析在18世紀和19世紀已經奠定了良好的基礎。傅里葉等人提出的諧波分析方法至今仍被廣泛應用。電力系統的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的注意。當時在德國,由於使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年J.C.Read發表的有關變流器諧波的論文是早期有關諧波研究的經典論文。
到了50年代和60年代,由於高壓直流輸電技術的發展,發表了有關變流器引起電力系統諧波問題的大量論文。70年代以來,由於電力電子技術的飛速發展,各種電力電子裝置在電力系統、工業、交通及家庭中的應用日益廣泛,諧波所造成的危害也日趨嚴重。世界各國都對諧波問題予以充分和關注。國際上召開了多次有關諧波問題的學術會議,不少國家和國際學術組織都制定了限制電力系統諧波和用電設備諧波的標准和規定。
諧波研究的意義,道德是因為諧波的危害十分嚴重。諧波使電能的生產、傳輸和利用的效率降低,使電氣設備過熱、產生振動和雜訊,並使絕緣老化,使用壽命縮短,甚至發生故障或燒毀。諧波可引起電力系統局部並聯諧振或串聯諧振,使諧波含量放大,造成電容器等設備燒毀。諧波還會引起繼電保護和自動裝置誤動作,使電能計量出現混亂。對於電力系統外部,諧波對通信設備和電子設備會產生嚴重干擾。
2. 諧波抑制
為解決電力電子裝置和其他諧波源的諧波污染問題,基本思路有兩條:一條是裝設諧波補償裝置來補償諧波,這對各種諧波源都是適用的;另一條是對電力電子裝置本身進行改造,使期不產生諧波,且功率因數可控制為1,這當然只適用於作為主要諧波源的電力電子裝置。
裝設諧波補償裝置的傳統方法就是採用LC調諧濾波器。這種方法既可補償諧波,又可補償無功功率,而且結構簡單,一直被廣泛使用。這種方法的主要缺點是補償特性受電網阻抗和運行狀態影響,易和系統發生並聯諧振,導致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補償固定頻率的諧波,補償效果也不甚理想。
3. 無功補償
人們對有功功率的理解非常容易,而要深刻認識無功功率卻並不是輕而易舉的。在正弦電路中,無功功率的概念是清楚的,而在含有諧波時,至今尚無獲得公認的無功功率定義。但是,對無功功率這一概念的重要性,對無功補償重要性的認識,卻是一致的。無功補償應包含對基波無功功補償和對諧波無功功率的補償。
無功功率對供電系統和負荷的運行都是十分重要的。電力系統網路元件的阻抗主要是電感性的。因此,粗略地說,為了輸送有功功率,就要求送電端和受電端的電壓有一相位差,這在相當寬的范圍內可以實現;而為了輸送無功功率,則要求兩端電壓有一幅值差,這只能在很窄的范圍內實現。不僅大多數網路元件消耗無功功率,大多數負載也需要消耗無功功率。網路元件和負載所需要的無功功率必須從網路中某個地方獲得。顯然,這些無功功率如果都要由發電機提供並經過長距離傳送是不合理的,通常也是不可能的。合理的方法應是在需要消耗無功功率的地方產生無功功率,這就是無功補償。
無功補償的作用主要有以下幾點:
(1) 提高供用電系統及負載的功率因數,降低設備容量,減少功率損耗。
(2) 穩定受電端及電網的電壓,提高供電質量。在長距離輸電線中合適的地點設置動態無功補償裝置還可以改善輸電系統的穩定性,提高輸電能力。
(3) 在電氣化鐵道等三相負載不平衡的場合,通過適當的無功襝可以平衡三相的有功及無功負載。
二、諧波和無功功率的產生
在工業和生活用電負載中,阻感負載佔有很大的比例。非同步電動機、變壓器、熒光燈等都是典型的阻感負載。非同步電動機和變壓器所消耗的無功功率在電力系統所提供的無功功率中佔有很高的比例。電力系統中的電抗器和架空線等也消耗一些無功功率。阻感負載必須吸收無功功率才能正常工作,這是由其本身的性質所決定的。
電力電子裝置等非線性裝置也要消耗無功功率,特別是各種相控裝置。 如相控整流器、相控交流功率調整電路和周波變流器,在工作時基波電流滯後於電網電壓,要消耗大量的無功功率。另外,這些裝置也會產生大量的諧波電流,諧波源都是要消耗無功功率的。二極體整流電路的基波電流相位和電網電壓相位大致相同,所以基本不消耗基波無功功率。但是它也產生大量的諧波電流,因此也消耗一定的無功功率。
近30年來,電力電子裝置的應用日益廣泛,也使得電力電子裝置成為最大的諧波源。在各種電力電子裝置中,整流裝置所佔的比例最大。目前,常用的整流電路幾乎都採用晶閘管相控整流電路或二極體整流電路,其中以三相橋式和單相橋式整流電路為最多。帶阻感負載的整流電路所產生的諧波污染和功率因數滯後已為人們所熟悉。直流側採用電容濾波的二極體整流電路也是嚴懲的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波分量相位與電源電壓相位大體相同,因而基波功率因數接近1。 但其輸入電流的諧波分量卻很大,給電網造成嚴重污染,也使得總的功率因數很低。另外,採用相控方式的交流電力調整電路及周波變流器等電力電子裝置也會在輸入側產生大量的諧波電流。
三、無功功率的影響和諧波的危害
1.無功功率的影響
(1)無功功率的增加,會導致電流增大和視在功率增加,從而使發電機、變壓器及其他電氣設備容量和導線容量增加。
。同時,電力用戶的起動及控制設備、測量儀表的尺寸和規格也要加大。
(2)無功功率的增加,使總電流增大,因而使設備及線路的損耗增加,這是顯而易見的。
(3)使線路及變壓器的電壓降增大,如果是沖擊性無功功率負載,還會使電壓產生劇烈波動,使供電質量嚴重降低。
2.諧波的危害
理想的公用電網所提供的電壓應該是單一而固定的頻率以及規定的電壓幅值。諧波電流和諧波電壓的出現,對公用電網是一種污染,它使用電設備所處的環境惡化,也對周圍的能耐電力電子設備廣泛應用以前,人們對諧波及其危害就進行過一些研究,並有一定認識,但那時諧波污染還沒有引起足夠的重視。近三四十年來,各種電力電子裝置的迅速發展使得公用電網的諧波污染日趨嚴重,由諧波引起的各種故障和事故也不斷發生,諧波危害的嚴重性才引起人們高度的關注。諧波對公用電網和其他系統的危害大致有以下幾個方面。
(1)諧波使公用電網中的元件產生了附加的諧波損耗,降低了發電、輸電及用電設備的效率,大量的3次諧波流過中性線時會使線路過熱甚至發生火災。
(2)諧波影響各種電氣設備的正常工作。 諧波對電機的影響除引起附加損耗外,還會產生機械振動、雜訊和過電壓,使變壓器局部嚴重過熱。諧波使電容器、電纜等設備過熱、絕緣老化、壽命縮短,以至損壞。
(3)諧波會引起公用電網中局部的並聯諧振和串聯諧振,從而使諧波放大,這就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起嚴重事故。
(4)諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作,並會使電氣測量儀表計量不準確。
(5)諧波會對鄰近的通信系統產生干擾,輕者產生雜訊,降低通信質量;重者導致住處丟失,使通信系統無法正常工作。
3 諧波知識 對該問題的介紹基於以下幾個方面:基本原理,主要現象和防止諧波故障的建議。 由於功率轉換(整流和逆變)而導致配電系統污染的問題早在1960年代初就被許多專家意識到了。直到1980年代初,日益增長的設備故障和配電系統異常現象,使得解決這一問題成為迫在眉睫的事情。 今天,許多生產過程中沒有電力電子裝置是不可想像的。至少以下用電設備在每個工廠都得到了應用: - 照明控制系統(亮度調節) - 開關電源(計算機,電視機) - 電動機調速設備 - 自感飽和鐵芯 - 不間斷電源 - 整流器 - 電焊設備 - 電弧爐 - 機床(CNC) - 電子控制機構 - EDM機械 所有這些非線性用電設備產生諧波,它可導致配電系統本身或聯接在該系統上的設備故障。 僅考慮導致設備故障的根源就在發生故障現象的用電工廠內可能是錯誤的。故障也可能是由於相鄰工廠產生的諧波影響到公用配電網路而產生的。 在您安裝一套功率因數補償系統之前,如下工作是非常重要的:對配電系統進行測試以確定什麼樣的系統結構對您是合適的。 可調諧的濾波電路和組合濾波器已經是眾所周知的針對諧波問題的解決方案。另外的方法就是使用動態有源濾波器。本報告將詳細講解各種濾波系統的結構並分析它們的優缺點。 1.基本術語 載波 (AF) 是附加在電網電壓上的一個高頻信號,用於控制路燈、 HT/NT 轉換系統和夜間儲能加熱器。 載波 (AF) 檢出電路 由一個初級扼流線圈和一個並聯諧振電路(次級扼流線圈和電容)並聯組成的元件。 AF 鎖相電路用於檢出供電部門載入的 AF 信號。 電抗 在電容器迴路串聯扼流線圈。 電抗系數 扼流線圈的電感 X L 相對於電容電感 X C 的百分比。 標準的電抗系數是:例如 5.5% 、 7% 和 14% 。 組合濾波器 兩個不同電抗系數迴路並聯以檢出雜波信號,用於低成本地清潔電網質量。 Cos Φ 功率因數代表了電流和電壓之間的相位差。電感性的和電容性的 cosΦ 說明了電源的質量特性。用 cosΦ 可以表述電網中的無功功率分量。 傅立葉分析 通過傅立葉分析使得將非正弦函數分解為它的諧波分量成為可能。在正弦頻率 ω 0 上的波形已知為基波分量。在頻率 n × ω 0 上的波形被稱為諧波分量。
諧波吸收器,調諧的
由一個扼流線圈和一個電容器串聯組成的諧振電路並調諧為對諧波電流具有極小的阻抗。該調諧的諧振電路用於精確地清除配電網路中的主要諧波成分。
諧波吸收器,非調諧的
由一個扼流線圈和一個電容器串聯組成的諧振電路並調諧為低於最低次諧波的頻率以防止諧振。
諧波電流
諧波電流是由設備或系統引入的非正弦特性電流。諧波電流疊加在主電源上。
諧波
其頻率為配電系統工作頻率倍數的波形。按其倍數稱為 n 次( 3 、 5 、 7 等)諧波分量。
諧波電壓
諧波電壓是由諧波電流和配電系統上產生的阻抗導致的電壓降。
阻抗
阻抗是在特定頻率下配電系統某一點產生的電阻。阻抗取決於變壓器和連在系統上的用電設備,以及所採用導體的截面積和長度。
阻抗系數
阻抗系數是 AF (載波)阻抗相對於 50Hz (基波)阻抗的比率。
並聯諧振頻率
網路阻抗達到最大值的頻率。在並聯諧振電路中,電流分量 I L 和 I C 大於總電流 I 。
無功功率
電動機和變壓器的磁能部分,以及用於能量交換目的的功率轉換器等處需要無功功率 Q 。與有功功率不同,無功功率並不做功。計量無功功率的單位是 Var 或 kvar 。
無功功率補償
供電部門規定一個最小功率因數以避免電能浪費。如果一個工廠的功率因數小於這個最小值,它要為無功功率的部分付費。否則它就應該用電容器提高功率因數,這就必須在用電設備上並聯安裝電容器。
諧振:
在配電系統里的設備,與它們存在的電容 ( 電纜,補償電容器等 ) 和電感 ( 變壓器,電抗線圈等 ) 形成共振電路。後者能夠被系統諧波激勵而成為諧振。配電系統諧波的一個原因是變壓器鐵芯非線性磁化的特性。在這種情況下主要的諧波是 3 次的;它在全部 導體內與單相分量具有相同的長度,因而在星形點上不能消除。
諧振頻率:
每個電感和電容的連接形成一個具有特定共振頻率的諧振電路。一個網路有幾個電感和電容就有幾個諧振頻率。
串聯諧振諧電路:
由電感(電抗器)和電容 ( 電容器 ) 串聯的電路。
串聯諧振頻率:
網路的阻抗水平達到最小的頻率。在串聯諧振電路內分路電壓 U L 和 U C 大於總電壓 U 。
分量諧波
頻率不是基波分量倍數的正弦曲線波。
2. 諧波是什麼?
諧波是主電網頻率的倍數。 術語「電網諧波 也被使用。
電網頻率 f = 50 赫茲
3 次諧波 f = 150 赫茲
5 次諧波 f = 250 赫茲
7 次諧波 f = 350 赫茲
等
用傅立葉分析能夠把非正弦曲線信號分解成基本部分和它的倍數。
3.諧波分量是如何產生的?
由於半導體晶閘管的開關操作和二極體、半導體晶閘管的非線性特性,電力系統的某些設備如功率轉換器比較大的背離正弦曲線波形。
諧波電流的產生是與功率轉換器的脈沖數相關的。6脈沖設備僅有5、7、11、13、17、19 ….n倍於電網頻率。 功率變換器的脈沖數越高,最低次的諧波分量的頻率的次數就越高。
其他功率消耗裝置,例如熒光燈的電子控制調節器產生大強度的3 次諧波( 150 赫茲)。
在供電網路阻抗( 電阻) 下這樣的非正弦曲線電流導致一個非正弦曲線的電壓降。 在供電網路阻抗下產生諧波電壓的振幅等於相應諧波電流和對應於該電流頻率的供電網路阻抗Z的乘積。 次數越高,諧波分量的振幅越低。
4.諧波分量在哪裡發生的?
只要哪裡有諧波源( 參看介紹) 那裡就有諧波產生。也有可能,諧波分量通過供電網路到達用戶網路。 例如,供電網路中一個用戶工廠的運轉可能被相鄰的另一個用戶設備產生的諧波所干擾。5.電容器的技術
MKP 和 MPP 技術之間的區別在於電力電容器在補償系統中的連接方式。
MKP( MKK , MKF) 電容器:
這項技術是在聚丙烯薄膜上直接鍍金屬。其尺寸小於用 MPP 技術的電容器。因為對生產過程較低的要求,其製造和原料成本比 MPP 技術要相對地低很多。 MKP 是最普遍的電容器技術,並且由於小型化設計和電介質的能力,它具有更多的優點。
MPP( MKV) 電容器:
MPP 技術是用兩面鍍金屬的紙板作為電極,用聚丙烯薄膜作為介質。這使得它的尺寸大於採用 MKP 技術的電容器。生產是非常高精密的,因為必須採用真空乾燥技術從電容器繞組中除去全部殘余水分而且空腔內必須填注絕緣油。這項技術的主要優勢是它對高溫的耐受性能。
自愈:
兩種類型的電容器都是自愈式的。在自愈的過程中電容器儲存的能量在故障穿孔點會產生一個小電弧。電弧會蒸發穿孔點臨近位置的細小金屬,這樣恢復介質的充分隔離。電容器的有效面積在自愈過程中不會有任何實際程度的減少。每隻電容都裝有一個過壓分斷裝置以保護電氣或熱過載。測試是符合 VDE 560 和 IEC 70 以及 70A 標準的。
6. 電容器的發展
直到大約1978年,製造電力電容器仍然使用包含PCB的介質注入技術。後來人們發現,PCB 是有毒的,這種有毒的氣體在燃燒時會釋放出來。這些電容器不再被允許使用並且必須處理,它們必須被送到處理特殊廢料的焚化裝置里或者深埋到安全的地方。
包含PCB 的電容器有大約30 W/kvar的功率損耗值。 電容器本身由鍍金屬紙板做成。
由於這種電容被禁止使用,一種新的電容技術被開發出來。為了滿足節能趨勢的要求,發展低功耗電容器成為努力的目標。
新的電容器是用乾燥工藝或是用充入少量油( 植物油)的技術來生產的。現在用鍍金屬塑料薄膜代替鍍金屬紙板。因此新電容充分顯示出了其環保的特性,並且功耗僅為0.3 W/kvar。這表明改進後使功耗降至原來的1/100。 這些電容器是根據常規電網條件而開發的。在能源危機的過程中,人們開始相控技術的研究。相位控制的結果是導致電網的污染和許多到現在才搞清楚的故障。
由於前一代電容器存在一個很高的自電感(所以功耗情況很差,達到現在的100倍),高頻的電流和電壓(諧波) 不能被吸收,而新的電容器則會更多地吸收諧波。
因此存在這種可能,即,新、舊電容器工作在相同的母線上時會表現出運行狀況和壽命預期的很大差異, 由於上述原因有可能新電容器將在更短的時間內損壞。
我們向市場提供的電力電容器是專門為用於補償系統中而開發的。電網條件已經發生急劇的變化,選擇正確的電容器技術越來越重要。 電容器的使用壽命會受到如下因素的影響而縮短: -諧波負載 -較高的電網電壓 -高的環境溫度 我們配電系統中的諧波負載在持續增長。在可預知的將來,可能只有組合電抗類型的補償系統會適合使用。 很多供電公司已經規定只能安裝帶電抗的補償系統。其它公司必須遵循他們的規定。 如果一個用戶決定繼續使用無電抗的補償系統,他起碼應該選用更高額定電壓的電容器。這種電容器能夠耐受較高的諧波負載,但是不能避免諧振事故。