⑴ 计算机网络求解
二进制表示8个不同等级很简单,就是三位二进制码就可以表示了。从000~111.分别表示8个等级。
奈奎斯特公式为:C = B * log2 N ( bps )
这里B是码元传输速率=2000码元/秒。
N=8.因为也表示8个等级。
所以答案=2000*log28=2000*3=6000b/s.
⑵ 计算机网络的发展趋势
九大技术支撑未来网络技术NGN
IPv6
作为网络协议,NGN将基于IPv6。IPv6相对于IPv4的主要优势是:扩大了地址空间、提高了网络的整体吞吐量、服务质量得到很大改善、安全性有了更好的保证、支持即插即用和移动性、更好地实现了多播功能。
光纤高速传输技术
NGN需要更高的速率、更大的容量,但到目前为止我们能够看到的,并能实现的最理想传送媒介仍然是光。因为只有利用光谱才能带给我们充裕的带宽。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用(DWDM)系统三个方向在发展。单一光纤的传输容量自1980至2000年这20年里增加了大约1万倍。目前已做到40Gb/s,预计几年后将再增加16倍,达到6.4 Tb/s。超长距离实现了1.28T(128x10G)无再生传送8000Km。波分复用实验室最高水平已做到273个波长、每波长40Gb(日本NEC)。
光交换与智能光网
光有高速传输是不够的,NGN需要更加灵活、更加有效的光传送网。组网技术现正从具有分插复用和交叉连接功能的光联网向利用光交换机构成的智能光网发展,从环形网向网状网发展,从光-电-光交换向全光交换发展。智能光网能在容量灵活性、成本有效性、网络可扩展性、业务灵活性、用户自助性、覆盖性和可靠性等方面比点到点传输系统和光联网带来更多的好处。
宽带接入
NGN必须要有宽带接入技术的支持,因为只有接入网的带宽瓶颈被打开,各种宽带服务与应用才能开展起来,网络容量的潜力才能真正发挥。这方面的技术五花八门,主要有以下四种技术,一是基于高速数字用户线(VDSL);二是基于以太网无源光网(EPON)的光纤到家(FTTH);三是自由空间光系统(FSO);四是无线局域网(WLAN)。
城域网
城域网也是NGN中不可忽视的一部分。城域网的解决方案十分活跃,有基于SONET/SDH/SDH的、基于ATM的、也有基于以太网或WDM的,以及MPLS和RPR(弹性分组环技术)等。
这里需要一提的是弹性分组环(RPR)和城域光网(MON)。弹性分组环是面向数据(特别是以太网)的一种光环新技术,它利用了大部分数据业务的实时性不如话音那样强的事实,使用双环工作的方式。RPR与媒介无关,可扩展,采用分布式的管理、拥塞控制与保护机制,具备分服务等级的能力。能比SONET/SDH更有效地分配带宽和处理数据,从而降低运营商及其企业客户的成本。使运营商在城域网内通过以太网运行电信级的业务成为可能。城域光网是代表发展方向的城域网技术,其目的是把光网在成本与网络效率方面的好处带给最终用户。城域光网是一个扩展性非常好并能适应未来的透明、灵活、可靠的多业务平台,能提供动态的、基于标准的多协议支持,同时具备高效的配置能力、生存能力和综合网络管理的能力。
软交换
为了把控制功能(包括服务控制功能和网络资源控制功能)与传送功能完全分开,NGN需要使用软交换技术。软交换的概念基于新的网络分层模型(接入与传送层、媒体层、控制层与网络服务层四层)概念,从而对各种功能作不同程度的集成,把它们分离开来,通过各种接口协议,使业务提供者可以非常灵活地将业务传送协议和控制协议结合起来,实现业务融合和业务转移,非常适用于不同网络并存互通的需要,也适用于从话音网向多业务多媒体网的演进。
3G和后3G移动通信系统
3G定位于多媒体IP业务,传输容量更大,灵活性更高,并将引入新的商业模式,目前正处在走向大规模商用的关键时刻。制定3G标准的3GPP组织于2000年5月已经决定以IPv6为基础构筑下一代移动网,使IPv6成为3G必须遵循的标准。包括4G在内的后3G系统将定位于宽带多媒体业务,使用更高的频带,使传输容量再上一个台阶。在不同网络间可无缝提供服务,网络可以自行组织,终端可以重新配置和随身佩带,是一个包括卫星通信在内的端到端IP系统,与其他技术共享一个IP核心网。它们都是支持NGN的基础设施。
IP终端
随着政府上网、企业上网、个人上网、汽车上网、设备上网、家电上网等等的普及,必须要开发相应的IP终端来与之适配。许多公司现正在从固定电话机开始开发基于IP的用户设备,包括汽车的仪表板、建筑物的空调系统以及家用电器,从音响设备和电冰箱到调光开关和电咖啡壶。所有这些设备都将挂在网上,可以通过家庭LAN或个人网(PAN)接入或从远端PC机接入。
网络安全技术
网络安全与信息安全是休戚相关的,网络不安全,就谈不上信息安全。现在,除了常用的防火墙、代理服务器、安全过滤、用户证书、授权、访问控制、数据加密、安全审计和故障恢复等安全技术外,今后还要采取更多的措施来加强网络的安全,例如,针对现有路由器、交换机、边界网关协议(BGP)、域名系统(DNS)所存在的安全弱点提出解决办法;迅速采用强安全性的网络协议(特别是IPv6);对关键的网元、网站、数据中心设置真正的冗余、分集和保护;实时全面地观察了解整个网络的情况,对传送的信息内容负有责任,不盲目传递病毒或攻击;严格控制新技术和新系统,在找到和克服安全弱点之前不允许把它们匆忙推向市场。
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未来网络的发展方向
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目前综合布线系统的主流是铜缆+光纤,6类铜缆系统由于综合造价比超5类高30%,因此目前在市场中大约只占30%左右。不过由于应用需求的推动以及技术进步所带来的生产成本下降,未来几年将是6类系统与光纤系统普及的时代。
综合布线技术将会随着相关技术的进步在以下几个方面得到发展。
(1) 光纤到桌面。基于Web应用和综合多媒体(视频、音频等)应用的Internet接入需求的急剧膨胀,大大促进了对宽带网络的需求。6类系统的推出为用户从真正意义上跨入千兆网络的时代奠定了坚实的基础,同时,光纤系统的价格也会由于应用扩大而降低,使更多的用户得以采用光纤到桌面的解决方案。
(2)综合布线与智能建筑结合。在智能建筑自动化及控制领域,人们越来越多地开始关心并使用综合布线,控制系统的网络正在不断地从专有网络向以太网发展。由于各系统网络化设备的快速发展,为在同一布线网络下各系统的集成提供了一个基础。
(3)有线和无线相结合。今后在网络中将会是有线与无线相结合的综合网络,由于无线网络的方便、快捷与灵活性,因此整个系统采用先进的有线网和无线网相互覆盖、相互结合的组网方式将会是未来的发展方向。
(4)智能连接是方向。由于网络性能的飞速发展,对布线的线材与设备提出了更高要求,有近一半的网络运行缓慢、效率低下的原因源于布线线缆或器材。对布线系统来讲,每增加一次连接,意味着性能会有所下降。因此,智能配线、免跳线,实现全面、直接的连接智能性将是未来的发展方向,可以将人工产生的错误降到最低
⑶ 计算机基础知识...求解(1)
1、网络层;2、信息格式;3、不是ping命令应该是ipconfig;4、服务器;5、PDU;分组(IP数据报)6、计算机;7、物理层;8、10BASE-2;9、信源;信宿;介质;10、通信子网;数据子网;11、建立连接;维护连接;拆除连接(三次握手);12、城域网;广域网;13、单工,半双工,全双工;14、ASK、FSK和PSK;15、ping;16、同步传输方式和异步传输方式;17、局域网与局域网之间互联、局域网与广域网之间互联、广域网与广域网之间互联;18、交换机 或集线器
⑷ 如何通过波形图中的振幅、波长来判断声音强度的大小
波长就是沿波的传播方向,在波的图形中,相对平衡位置的位移时刻相同的相邻的两个质点间的距离。通俗的说就是相邻两波峰或波谷间的距离。振幅就是物体振动的幅度。即波的图形中,波峰与波谷的相对高度。频率是波在单位时间内振动的次数。声波的振幅越大,那么声音的强度就越大;波长不同是因为声波在不同的介质中传播,而频率的大小则影响音调的高低
⑸ 几道关于计算机网络的名词或技术
知道的不全,我答一个试试吧,其实你网络一下都能找到答案的
该层允许用户对网络的访问——网络层
Web使用的协议——HTTP
改变波长的调制类型——调频
许多计算机使用该协议来获取它们的IP地址——DNS
这种应用可以使你将文件从一台计算机传输至另一台计算机——FTP
改变波的振幅的调制类型——调幅
用于标识你的地址的哪一部分是子网——子网掩码
一种有名的网络模型——OSI
该应用使你可以使用其他的计算机——Telnet
每秒钟的信号数——频率
一个小型区域中的一个网络——LAN
你可以使用该协议来读取你的电子邮件——POP、ICMP
一条电路每秒钟可以传输的比特数——比特率bps
⑹ 振幅,什么是振幅,振幅如何看,振幅是什么
振幅是指振动的物理量可能达到的最大值,通常以A表示。它是表示振动的范围和强度的物理量。
在机械振动中,振幅是物体振动时离开平衡位置最大位移的绝对值,振幅在数值上等于最大位移的大小。振幅是标量,单位用米或厘米表示。振幅描述了物体振动幅度的大小和振动的强弱。
在交流电路中,电流振幅或电压振幅是指电流或电压变化的最大值,也叫电压或电流的峰值。
在声振动中,振幅是声压与静止压强之差的最大值。声波的振幅以分贝为单位。声波振幅的大小能够决定音强。
简谐振动的振幅是不变的,它是由谐振动的初始条件(初位移和初速度)决定的常数。谐振动的能量与振幅平方成正比。因此,振幅的平方可作为谐振动强度的标志。强迫振动的稳定阶段振幅也是一个常数,阻尼振动的振幅是逐渐减小的。
⑺ 急急急求:《计算机网络与Internet教程》的复习题
计算机网络练习题
一、填空题:
1. 在典型的计算机网络中,信息以包为单位进行传送。其主要结构由包头、数据、包尾 构成。
2. 通信使用的三种交换方式为电路交换、存储转发、分组交换。计算机通信一般不使用存储转发方式
3. 数据双向传输不能同时进行的通信模式叫做半双工通信,双向传输可同时进行的通信模式叫做全双工通信。
4. 计算机网络使用的传输媒体有(举例):同轴电缆、双绞线、光纤、微波、红外线、无线电波等。
5. 异步传输传输单位为字节,并以起始位和停止位作为分隔。
6. 标准RS-232-C采用25脚梯形插头座连接,并以-3V~-15V电压表示逻辑"1"。
7. 三种数字信号调制解调方式的依据是波函数的三要素,即:振幅、频率、相位。
8. 数字信号的三种调制方式为振幅调制、频率调制、相位调制。
9. 计算机局域网分类按拓扑结构主要分为:星型、环型、总线型、树型。
10. 使用层次化网络模型,可以把复杂的计算机网络简化,使其容易理解并容易实现。
11. TCP/IP协议栈可分为四层,分别为:主机到网络层、互联网层、传输层、应用层;SMTP协议位于应用层。
12. 数据链路层的主要服务功能是流量控制和差错控制。
13. IEEE802.3规定一数据帧的长度应为64字节到1518字节之间。
14. IEEE 802.3建议采用的介质访问控制方法的主要内容有:载波侦听多路访问(CSMA)和冲突检测(CD)。
15. 局域网技术中媒体访问控制方法主要有CSMA/CD(带冲突检测的载波侦听多路介质访问控制技术)、令牌总线技术、令牌环型网技术三种。
16. 在数据报服务中,网络节点要为每个数据报选择路由,在虚电路服务中,网络节点只在连接建立时选择路由。
17. 通常路由选择算法分为两大类,分别为静态路由选择和自适应路由选择。
18. 按IP地址分类,地址:160.201.68.108属于B类地址。
19. IP地址分五类,即A、B、C、D、E类,其中D类属多址广播类地址;IP地址127.x.x.x属于本主机地址,用于本机内通信;TCP协议的80端口由因特网的HTTP协议使用。
20. TCP通过调节发送窗口的大小来进行流量控制。
21. TCP/IP使用地址转换协议ARP将IP地址转换为物理地址。
22. 利用密集波分技术,可以提高光纤的利用率,用一根光纤来传递更多的信息。
23. 使用无线接入方式,可以允许用户方便地在不同的环境里使用网络的资源。
24. 有线用户的接入方式有ISDN技术、ADSL、Cable Modem和局域网接入。
25. 信道复用有频分复用、时分复用、波分复用方式,调制是信道复用吗?不是。
26. IP路由使得数据包到达预定目的地。
27. 数据传输率是按照bps(比特/秒)计量的。
28. 交换机(集线器)是星型网络的中心。
29. ATM以传输53字节固定长的信元而不是可变长的数据帧来传输信息。
30. 能再生信号并重新传输此信号的集线器是主动型的。
31. FDDI可能达到的网络速度是100Mbps。
32. ATM网络的基本传输速度是155Mbps。
33. ATM是一种能高速传输数据的先进异步传输网络。
34. 超文本的含意是该文本中含有链接到其他文本的链接点。
35. Internet采用了目前在分布式网络中最为流行的客户/服务器模式,大大增强了网络信息服务的灵活性。
36. 负责电子邮件传输的应用层协议是SMTP。
37. 对于一个主机域名"hava.gxou.com.cn"来说,其中gxou.com.cn是主机所在域的域名。
38. 在FTP中,提供了ASC码和二进制两种文件传输模式,一般我们都采用二进制模式进行文件传输。
39. 假如在"mail.gxrtvu.e.cn"的邮件服务器上给某一用户创建了一个名为"ywh"的帐号,那么该用户可能的E-mail地址是[email protected]。
40. 一般HTML文件的后缀名为htm或html。
41. 常用的网络操作系统,例如:UNIX、Windows NT和NetWare。
42. 常见的网络协议有TCP/IP、IPX/SPX和NetBEUI。
43. 常见的因特网服务有HTTP、WWW和E_mail。
二、选择题
1. 在OSI模型中,服务定义为; ( C )
A. 各层向下层提供的一组原语操作
B. 各层间对等实体间通信的功能实现
C. 各层通过其SAP向上层提共的一组功能
D. 和协议的的含义是一样的
2. 以太网采用的发送策略是: ( C )
A. 站点可随时发送,仅在发送后检测冲突
B. 站点在发送前需侦听信道,只在信道空闲时发送
C. 站点采用带冲突检测的CSMA协议进行发送
D. 站点在获得令牌后发送
3. 以下四个IP地址哪个是不合法的主机地址: ( B )
A. 10011110.11100011.01100100.10010100
B. 11101110.10101011.01010100.00101001
C. 11011110.11100011.01101101.10001100
D. 10011110.11100011.01100100.00001100
4. TCP采用的滑动窗口 ( D )
A. 是3位的滑动窗口
B. 仅用于流量控制
C. 传输过程中窗口大小不调整
D. 窗口大小为0是合法的
5. 同步通信 ( A )
A. 以比特为单位,每次可传输任意多个比特
B. 是一种并行传输方式
C. 采用XON/XOFF的流控制协议
D. 传输速率一般比异步传输慢
6. 数据链路两端的设备是 ( C )
A. DTE
B. DCE
C. DTE或DCE
D. DTE和DCE
7. 网络传输中对数据进行统一的标准编码在OSI体系中由哪一层实现 ( D )
A. 物理层
B. 网络层
C. 传输层
D. 表示层
8. 在不同网络之间实现数据帧的存储转发,并在数据链路层进行协议转换的网络互连器称为 ( C )
A. 转换器
B. 路由器
C. 网桥
D. 中继器
9. Ethernet采用的媒体访问控制方式为 ( A )
A. CSMA/CD
B. 令牌环
C. 令牌总线
D. 无竞争协议
10.ICMP协议位于 ( A )
A.网络层
B.传输层
C.应用层数
D.据链路层
11.综合业务数据网的特点是 ( C )
A.电视通信网
B.频分多路复用
C.实现语音、数字与图象的一体化传输
D.模拟通信
12.两台计算机利用电话线路传输数据信号时,必备的设备是 ( B )
A. 网卡 B. 调制解调器 C. 中继器 D. 同轴电缆
13.数据在传输过程出现差错的主要原因是 ( A )
A. 突发错 B. 计算错 C. CRC错 D. 随机错
14.令牌总线(Token Bus)的访问方法和物理层技术规范由( C ) 描述
A. IEEE802.2 B. IEEE802.3 C. IEEE802.4 D. IEEE802.5
15.网桥是用于哪一层的设备 ( D )
A. 物理层 B. 网络层 C. 应用层 D. 数据连路层
16.异步传输通常采用的校验方法为 ( C )
A. 方块校验 B. CRC校验 C. 奇偶校验 D. 余数校验
17.PPP协议是哪一层的协议? ( B )
A. 物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D. 高层
18.100Base-T使用哪一种传输介质 ( C )
A. 同轴电缆 B. 光纤 C. 双绞线 D. 红外线
19.如果网络内部使用数据报,那么 ( B )
A. 仅在建立时作一次路由选择 B. 为每个到来的分组作路由选择
C. 仅在网络拥塞时作新的路由选择 D. 不必作路由选择
20.管理计算机通信的规则称为
A协议 B介质 C服务 D网络操作系统 ( A )
21 .以下哪一个选项按顺序包括了OSI模型的各个层次
A物理层,数据链路层,网络层,运输层,会话层,表示层和应用层
B物理层,数据链路层,网络层,运输层,系统层,表示层和应用层
C物理层,数据链路层,网络层,转换层,会话后,表示层和应用层
D表示层,数据链路层,网络层,运输层,会话层,物理层和应用层 ( A )
22.在 OSI模型中,第 N层和其上的 N+ l层的关系是
A N层为N十1层提供服务
B N十1层将从N层接收的信息增加了一个头
C N层利用N十1层提供的服务
D N层对N+1层没有任何作用 ( A )
三、判断题
1.TCP/IP使用地址转换协议ARP将物理地址转换为IP地址。 ( X )
2. HDLC是面向字节的异步通信协议。 ( X )
4.延迟畸变(delay)是由不同频率信号传输速度不一样引起的。 ( √ )
5.计算机网络中的差错控制只在数据链路层中实现。 ( X )
6.低通信道的传输带宽与其数据传输速率相关。 ( √ )
7.在数据传输中IP层可提供可靠的无连接传输。 ( X )
8.地址10011110.11100011.01100100.00001100是C类IP地址。 ( X )
9.同步传输时字符间不需要间隔 ( √ )
10.利用CRC多项式可对传输差错进行纠正。 ( X )
四、问答题:
1. 从实现的功能看,什么叫计算机网络?
答:为了方便用户,将分布在不同地理位置的计算机资源实现信息交流和资源的共享。计算机资源主要指计算机硬件、软件与数据。数据是信息的载体。
2. 同步通信与异步通信有何不同?
答:在同步通信传送时,发送方和接收方将整个字符组作为一个单位传送,数据传输的效率高。一般用在高速传输数据的系统中。异步通信方式实现比较容易,因为每个字符都加上了同步信息,计时的漂移不会产生大的积累,但每个字符需要多占2-3位的开销,适用于低速终端设备。由于这种方式的字符发送是独立的,所以也称为面向字符的异步传输方式。
3. 什么是对等网?
答:对等网与客户机/服务器系统:倘若每台计算机的地位平等,都允许使用其它计算机内部的资源,这种网就称为对等局域网,简称对等网。
4. 简述分组存储转发的工作方式
答:
<1>传输报文被分成大小有一定限制的分组传输
<2>分组按目标地址在分组交换网中以点对点方式递交
<3>各交换节点对每一个到达的分组完整接受(存储)、经检查无错后选择下一站点地址往下递交(转发)
<4>最终分组被递交到目的主机
5. 计算机网络的三大组成部分的名字叫什么?各起什么作用?
答:
<1>通信子网:担负整个计算机网络的通信传输功能,连接各通信媒体,实现相邻节点间的通信控制,与不同通信网络互连,为计算机网络上层提供有服务质量保证的服务。通信子网由物理信道、通信链路控制软件组成(或传输介质、路由器以及主机组成)。
<2>高层服务:实现可靠的端到端数据传输服务,对上层屏蔽通信子网的技术细节,使应用与网络通信彻底分开。
<3>应用服务:建立网络应用支撑环境,使网络应用与传输细节分离。网络支撑环境包括:网络目录服务、网络域名服务、网络数据库服务。
6. 包交换与电路交换相比有什么特点?
答:包交换与电路交换比在以下方面不同
<1>包交换不使用独占信道,而仅在需要时申请信道带宽,随后释放
<2>由于包交换一般采用共享信道,传输时延较电路交换大
<3>包交换传输对通信子网不透明,子网解析包地址等通信参数
<4>包交换采用存储转发方式通信,对通信有差错及流量控制,而电路交换不实现类似控制
<5>各包在交换时其传输路径是不定的,在电路交换中所有数据沿同一路径传输
<6>包交换不需连接建立呼叫
<7>包交换网有可能产生拥塞,电路交换则不会
<8>包交换以通信量计费,电路交换以通信时间计费
7. 请用一句话来简单概括网络模型的每一层的功能。
答:
<1>物理层用于传输原始比特流信息;
<2>数据链路层保证相邻节点通信的正确
<3>网络层(IP层)保证分组按正确路由传输
<4>传输层实现端到端的无差错传输
<5>应用层保证用户高效方便地使用网络资源
8. 画出OSI分层网络体系的模型。(参教材P23)
9. TCP传输若发生阻塞发送窗口为0,此后阻塞解除,发送窗口如何变化?
答:
在发生阻塞时,TCP尝试发送一个数据块报文,收到应答后发送两块加倍数据量的报文,若应答正常,则再次加倍发送,直至发送数据量为接收缓冲区的一半时维持该数据量进行通信。
10. 什么是通信协议?一个通信协议应包含什么内容?
答:
通信协议是通信双方为完成通信而共同遵守的一组通信规则。一个通信协议应包含语法(数据格式)、语义(报文解释)、时序(事件发生顺序)三方面的规定。
11. 不同的物理网络怎样才能实现互连?网络的互连有多少种连法?
答:网络互连根据使用设备的不同有
<1>中继器互连
<2>集线器(或交换机)互连
<3>网桥互连
<4>路由器互连
<5>网关互连
12. 滑动窗口协议是怎样用于流控制的?
答:滑动窗口协议通过调整发送窗口的大小来控制流量。
13. 简述IEEE 802.2的主要内容。
答:IEEE 802.2在局域网体系中为逻辑链路控制子层,是高层与局域网MAC子层的接口层,实现数据链路层的高级控制功能。
14. ICMP是什么?
答:ICMP(Internet Control Message Protocol)即因特网消息控制协议
15. 简述VLAN(虚拟子网)的作用?
答:简化网络设计与网络管理,降低建造成本;隔离子网通信,提高网络安全;减少网络流量;避免广播风暴
16. 网络应用的支撑环境主要指那些内容?
答:网络应用的支撑环境主要指:网络目录服务、网络域名服务、网络数据库服务
17. 计算机网络高层应用环境应该是什么样的?
18. 什么是IEEE?组织是如何影响网络的?
19. 说明曼彻斯特编码及它是如何使用的。
20. 什么情况下在网络中设置路由是无效的?
答:在局域网和队列双总线的城域网中不需要设路由器。
21. 什么是网络分段,分段能解决什么问题?
答:将一个物理网划分为多个逻辑子网的技术即为网络分段;
网络分段简化网络设计与网络管理,降低建造成本;隔离子网通信,提高网络安全;减少网络流量;避免广播风暴
22. 在一个带宽为4000Hz并用4种电压对数据编码的传输系统上,用Nyquist定理计算其最大传输数据速率。
解:Nyquist定理表述:理想信道最高数据传输速率为 2Wlog2V (bps)
本题带宽为W = 4000Hz
电平级为 V = 4
得该信道最大数据传输速率为 2 X 4000 X log24 = 16000(bps)
23. 如果一个给定路由器最多连接到K个网络,连接N个网络需要多少路由器?写一个给定N关于K的方程。
答:路由器串联时可连接最多网络
设需R个路由器
当 R = 1 时 可连接 K = K - 2(1 - 1)个网络
R = 2 时 可连接 2K - 2 = 2K - 2(2 - 1)个网络
R = 3 时 可连接 3K - 4 = 3K - 2(3 - 1)个网络
依此类推 R为任意数时,最多可连接网络数为 RK - 2(R - 1) 或 R(K - 2) + 2
N个网络所需路由器在R与R + 1间,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. 写出完整的<A>标记,使得字符串"广西电大"成为http://www.gxou.com.cn的超链接。
答:<A href=http://www.gxou.com.cn>广西电大</A>
复习题补充:
1. 接收端发现有差错时,设法通知发送端重发,直到正确的信息码收到为止,这种差错控制方法称为自动请求重发。
2. 简述下列缩略语的含义:ARP、TCP、IP、ICMP、HTTP、HTML、IEEE、SMTP、LAN、WAN
3. 一个TCP连接地址应由两部分组成,分别为主机地址、端口地址。
4. 一个TCP连接的过程分三步:连接建立、连接使用、连接释放。
5. 把十六位制的IP地址D224AFB6转换成用点分割的十进制形式,并说明该种地址最多能包含多少子网,每子网最多能包含多少主机。(210.36.175.182 C类 网络╳主机=2097152╳254)
6. 准确计算A、B、C类IP地址可有多少网络,每网络可有多少主机,子网屏蔽码是什么。
7. 简述子网掩码的作用。(参与子网划分、路由寻址)
8. 用速率为1200bps的调制解调器通信(无校验,一位停止位)。一分钟内最多能传输多少个汉字(双字节)?(异步传输格式:每字节=起始位(1)+数据位(8)+停止位(1)=10
每汉字需两字节,1200bps╳60秒÷20=3600个汉字)
9. 某CSMA/CD基带总线网长度为1000米,信号传输速度为200m/μs,假如位于总线两端的站点在发送数据时发生了冲突,问:
a) 该两站间信号传播延迟时间是多少?
b) 最多经过多长时间才能检测到冲突?(传播延迟τ=1000÷200=5μs 最长冲突检测时间=2τ=10μs
10. 设信道速率为4kb/s,采用停止等待协议。传播延迟tp=20ms。确认帧长度和处理时间均忽略。问帧长为多少时才能使信道利用率至少为50%。(信道时间可分为:传输时间tt+2×传输延迟时间tp(即发送延迟和确认延迟)+收站处理时间tr
忽略tr,则传输时间由 tt+tp 组成,传输效率为:信道占用÷(信道占用+信道空闲)= tt ÷(tt + 2tp )≥ 50% (式I) 另设帧长为λ 则tt =λ÷ 4 Kbps (式II) 连立上两式即可解出λ)
11. 有两个LAN桥接器,各连接一对令牌总线局域网。第一个桥接器必须每秒钟转发1000个分组(分组长度为512字节),第二个桥接器必须每秒钟转发500个分组(分组长度为2048字节),计算出每个桥接器的转发速度,并说明哪一个桥接器需用较快的CPU?
12. 若某个局域网通过路由器与X.25网互连。若路由器每秒转发200个分组,分组长度为128字节,试问:
a) 路由器的转发速度为多少Mbps?
b) 计算一分钟内的通信量费用(通信量按段计算,每段64字节,收费0.003元)。
13. 使用FTP下载一名为flash4full.exe的文件,出现如下提示信息:
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>
从以上数据推算当前网络的线路传输速率大约是多少(Kbit/sec)?该速率未考虑传输开销,试举例说明两种传输开销,以证明实际的线路传输速率应比该速率大还是小。
(提示:以上数字均是用户数据统计,未包含TCP及IP包协议数据及更底层的协议数据,而这些协议数据是传输用户数据所必须付出的开销,因此实际的线路传输数据量比用户数据量大,实际的线路传输速率应比该速率大)
⑻ 振幅处理及提高信噪比、分辨率的处理方法
在地震资料处理中,高度保持地震波的真振幅特征,尽量提高地震记录的信噪比和分辨率,即称为“三高”处理,这一直是地震资料处理人员追求的目标。因为“三高”处理的质量直接影响到岩性参数提取以及地震勘探的精度和效果。
10.3.1 真振幅恢复
保持地震波的真振幅特征(简称保幅处理),从广义讲应包含两大方面内容:即真振幅恢复(或称振幅补偿)和其他各项处理中的振幅保持问题。本节主要讨论真振幅恢复的方法,而对其他各项处理中凡要影响到振幅特征的处理方法,则要采取相应的措施,尽可能的使振幅的相对关系保持不变。
地震记录经增益恢复处理后,其振幅特征已与地表检波器所接收到的地震波振幅特征一致。这种振幅仍不称为真振幅,我们所谓的真振幅是指由地层波阻差而产生的反射波振幅,即能反映地层岩性变化的振幅。在地表所接收到的振幅除有地层波阻抗的变化因素外,还有球面扩散因素以及非弹性衰减的因素,因此需要消除球面扩散和非弹性衰减的影响,恢复地震波的真振幅特征。
球面扩散是当波离开震源传播时由于波前扩展造成的振幅衰减。这样的振幅衰减(A)与传播距离r成反比
勘查技术工程学
其中v是界面上覆介质的平均速度;t是反射的记录时间。对球面扩散作校正需要用时变函数vt乘以数据。
非弹性衰减是弹性波能量在岩石中传播时,由于内摩擦而耗散为热被地层吸收的结果。原理部分已说明这种衰减是频率和传播距离的指数形式的函数
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其中α为非弹性衰减系数(吸收系数)
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所以,用函数eαvt乘以数据就可校正非弹性衰减。至此,真振幅恢复处理完成。
系数α可从增益恢复及球面扩散校正后的振幅-时间函数来测定。为了得到α的较好统计估计,要用一组地震道测定能量来求得衰减曲线。
还有另一种真振幅恢复的方法,这时不需要速度信息。在增益恢复之后,假设振幅衰减是指数函数。因此,按照最小平方法,用指数函数拟合增益校正后的记录,就得到真振幅校正函数(即包括球面扩散和非弹性衰减校正两者)。
前述已知,波前发散因子K为
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式中r和t分别为波的传播距离和传播时间,C和a为与地层速度有关的常数。
吸收衰减因子是
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式中α是吸收系数;b是待定的常数。波前发散和吸收衰减总的影响是
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求取a和b的方法如下。
从地震记录上读取反射波的振幅极值(波峰或波谷),以(10.3-5)为回归方程,得
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式中:ut=lnAi-lnti;Ai,ti为振幅极值及其对应的时间;N为振幅极值的点数。校正函数是a-1tebt。
为了获得有代表性的真振幅恢复参数,所选的地震道应是没有多次波及有较高的信噪比。对地质条件稳定地区,一组参数就可代表全区。在工区内地质条件有较大变化时,这些参数要重新计算。
10.3.2 提高信噪比的数字滤波处理
在地震勘探中,用于解决地质任务的地震波称为有效波,而其他波统称为干扰波。压制干扰,提高信噪比是一项贯穿地震勘探全过程的任务。除在野外数据采集中采取相应措施压制干扰外,在地震资料数字处理中数字滤波也是一项非常重要的提高信噪比的措施。
数字滤波方法是利用有效波和干扰之间频率和视速度方面的差异来压制干扰的,分别称为频率滤波和视速度滤波。又因频率滤波只需对单道数据进行运算,故称为一维频率滤波。实现视速度滤波需同时处理多道数据,故称为二维视速度滤波。本节主要介绍这两种滤波方法。
10.3.2.1 一维频率滤波
所谓一维数字滤波是指用计算机实现对单变量信号的滤波,该单变量可以是时间或频率,也可以是空间或波数。以时间或频率为例讨论一维数字滤波,其他原理相同。
(1)一维数字滤波原理
设地震记录x(t)是由有效波s(t)和干扰波n(t)组成,即
勘查技术工程学
其频谱为
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式中:X(f)为 x(t)的频谱;S(f)、N(f)分别为 s(t)、n(t)的频谱。如果 X(f)的振幅谱|X(f)|可用图10-6表示。说明有效波的振幅谱|S(f)|处在低频段,而干扰波的振幅谱处于高频段。
图10-6 有效波和干扰波频谱分布示意图
若设计一频率域函数 H(f)的振幅谱为|H(f)|,
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其图形为图10-7(a)所示。
令
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及
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在时间域有(利用傅里叶变换的褶积定理)
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称 H(f)为一维滤波器频率响应,(10.3-9)式为频率域滤波方程,h(t)为 H(f)的时间域函数,称为一维滤波器滤波因子(图10-7(b))。(10.3-11)为时间域滤波方程,y(t)和 Y(f)分别为滤波后仅存在有效波的地震记录及频谱,φx(f)、φy(f)、φh(f)分别为滤波前、滤波后地震记录及滤波器的相位谱,以上滤波主要是利用了有效波和干扰波的频率差异消除干扰波,故也称为频率滤波。
图10-7 滤波频率响应及滤波因子
以上所述的滤波器称为理想低通滤波,根据有效波和干扰波的频段分布不同,还可将滤波器分为理想带通滤波器、理想高通滤波器等。所谓理想是指滤波器的频率响应是一个矩形门,门内的有效波无畸变地通过,称为通频带,而门外的干扰波全部消除。在数字滤波中这一点实际是做不到的。因为数字滤波时所能处理的滤波因子只能是有限长,而由间断函数组成的理想滤波器的滤波因子是无限长的。实际应用中只能截断为有限长,截断后就会出现截断效应,即截断后的滤波因子所对应的频率响应不再是一个理想的矩形门,而是一条接近矩形门,但有振幅波动的曲线,这种现象称为吉普斯现象。
由于频率响应曲线在通频带内是波动的曲线,滤波后有效波必定会发生畸变。另外,在通频带外也是波动的曲线,必定不能有效地压制干扰。为了避免吉普斯现象,可采用若干方法,其中之一是镶边法。
10.3.2.2 二维视速度滤波
(1)二维视速度滤波的提出
在地震勘探中,有时有效波和干扰波的频谱成分十分接近甚至重合,这时无法利用频率滤波压制干扰,需要利用有效波和干扰波在其他方面的差异来进行滤波。如果有效波和干扰波在视速度分布方面有差异,则可进行视速度滤波。这种滤波要同时对若干道进行计算才能得到输出,因此是一种二维滤波。
地表接收的地震波动实际上是时间和空间的二维函数g(t,x),即是振动图和波剖面的组合,二者之间通过
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发生内在联系。式中k为空间波数,表示单位长度上波长的个数,f为频率,描述单位时间内振动次数,v为波速。
实际地震勘探总是沿地面测线进行观测,上述波数和速度应以波数分量kx和视速度v*代入。则有
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既然地震波动是空间变量x和时间变量t的二维函数,且空间和时间存在着密切关系,无论单独进行哪一维滤波都会引起另一维特性的变化(例如单独进行频率滤波会改变波剖面形状,单独进行波数滤波会影响振动图形,产生频率畸变),产生不良效果。那么只有根据二者的内在联系组成时间空间域(或频率波数域)滤波,才能达到压制干扰,突出有效波的目的。因此,应该进行二维滤波。
(2)二维视速度滤波的原理
二维滤波原理是建立在二维傅里叶变换基础上的。沿地面直测线观测到的地震波动g(t,x)是一个随时间和空间变化的波,通过二维正、反傅里叶变换得到其频率波数谱G(ω,kx)和时空函数。
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上式说明,g(t,x)是由无数个角频率为ω=2πf、波数为kx的平面简谐波所组成,它们沿测线以视速度v*传播。
如果有效波和干扰波的平面简谐波成分有差异,有效波的平面谐波成分以与干扰波的平面谐波成分不同的视速度传播如图10-8,则可用二维视速度滤波将它们分开,达到压制干扰,提高信噪比的目的。
(3)二维滤波的计算
图10-8 有效波和干扰波以不同成分平面简谐波的传播
二维线性滤波器的性质由其空间-时间特性h(t,x)或频率-波数特性H(ω,kx)所确定。同一维滤波一样,在时-空域中,二维滤波由输入信号g(t,x)与滤波
算子h(t,x)的二维褶积运算实现,在频率-波数域中,由输入信号的谱G(ω,kx)与滤波器的频率波数特性H(ω,kx)相乘来完成。
勘查技术工程学
由于地震观测的离散性和排列长度的有限性,必须用有限个(N个)记录道的求和来代替对空间坐标的积分。
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式中,n为原始道号;m为结果道号。
由(10.3-15)式可见,二维褶积可归结为对一维褶积的结果再求和。故测线上任一点处二维滤波的结果可由N个地震道的一维滤波结果相加得到。这时每一道用各自的滤波器处理,其时间特性hm-n(t)取决于该道与输出道之间的距离。沿测线依次计算,可以得到全测线上的二维滤波结果(图10-9)。
与理想一维滤波一样,理想二维滤波也要求在通放带内频率-波数响应的振幅谱为1,在通放带外为0,相位谱亦为0,即零相位滤波。因此,二维理想滤波器的频率-波数响应是正实对称函数(二维对称,即对两个参量均对称),空间时间因子必为实对称函数。二维滤波同样存在伪门现象和吉普斯现象,也可采用镶边法和乘因子法解决。因是二维函数,情况复杂得多,通常只采用减小采样间隔(包括时间采样间隔Δt 和频率采样间隔Δf)和增大计算点数(包括时、空二方向上的点数 M 和N)的方法。
图10-9 二维滤波计算示意图(N=5)
(4)扇形滤波
最常用的二维滤波是扇形滤波。它能滤去低视速度和高频的干扰。其频率波数响应为
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图10-10 扇形滤波器的频率波数响应
通放带在f-kx平面上构成由坐标原点出发,以f轴和kx轴为对称的扇形区域(图10-10)。因此这种滤波器称为扇形滤波器。
利用傅里叶反变换可求出其因子为
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当在计算机上实现运算时,需要离散化。对时间采样:t=nΔ,n=0,±1,±2,……,Δ为时间采样间隔,Δ=1/2fc。空间采样间隔即输入道的道间距Δx。
由标准扇形滤波器可以组构出既压制高视速度干扰,又压制低视速度干扰的切饼式滤波器,进而还可组构出同时压制高、低频干扰的带通扇形滤波器和带通切饼式滤波器。
在叠加前应用扇形滤波,压制的目标可以是面波、散射波、折射波或电缆振动产生的波。至于在叠加后的应用,则可压制从倾斜界面上产生的多次反射或侧面波。
10.3.3 提高纵向分辨率的反滤波处理
由地震波的传播理论可知,在介质中地震波是以地震子波的形式在地下传播。地面接收到的反射波地震记录是地层反射系数与地震子波的褶积。因此,地层相当一个滤波器,使反射系数序列变成了由子波组成的地震记录,降低了地震勘探的纵向分辨率。反滤波的目的就是要设计一个反滤波器,再对地震记录滤波,消除地层滤波的作用,提高地震记录的纵向分辨率。
由前所述,地震记录是地层反射系数序列r(t)与地震子波b(t)的褶积,即
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由于子波的问题,使高分辨率的反射系数脉冲序列变成了低分辨的地震记录,b(t)就相当地层滤波因子。为提高分辨率,可设计一个反滤波器,设反滤波因子为a(t),并要求a(t)与b(t)满足以下关系
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用a(t)对地震记录x(t)反滤波
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其结果为反射系数序列。以上即为反滤波的基本原理。
反滤波在具体实现时,核心是确定反滤波因子a(t)。由于地震子波的不确定性以及地震记录中噪音干扰的存在,实际中要确定精确的a(t)是非常困难的,甚至是不可能的。为此在不同的近似假设条件下,相继研究了很多种确定反滤波因子a(t)的方法,这些方法基本可以分为两大类:一类是先求取地震子波b(t),再根据b(t)求a(t);另一大类是直接从地震记录中求a(t)。每一类中又有很多不同的方法(就仅反滤波方法之多,说明了反滤波处理的难度)。下面就反滤波方法中具有代表性的几种反滤波进行讨论。
10.3.3.1 地层反滤波
地层反滤波属于先求子波b(t),再求a(t)的方法。该方法要求有测井资料以及较好的井旁地震记录道。首先由声波测井资料转换与井旁地震记录道x(t)相匹配的地层反射系数序列r(t),对r(t)及x(t)求其频谱可得频率域方程为
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即有
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式中B(ω)为子波b(t)的谱,再由子波与反滤波因子的关系有
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经反傅里叶变换得 a(t)。式中 A(ω)为反滤波因子的频谱。写成 z 变换,为 A(z)=,可见A(z)是一个有理分式,要使A(z)具有稳定性,分母多项式B(z)的根必须在单位圆外,即要求子波b(t)为最小相位。
利用测井和井旁地震道求取子波及反滤波因子,即可用该反滤波因子对测线的其他道进行反滤波。
10.3.3.2 最小平方反滤波
最小平方反滤波是最小平方滤波(或称维纳滤波、最佳滤波)在反滤波领域中的应用。
最小平方反滤波的基本思想在于设计一个滤波算子,用它把已知的输入信号转换为与给定的期望输出信号在最小平方误差的意义下是最佳接近的输出。
设输入信号为x(t),它与待求的滤波因子h(t)相褶积得到实际输出y(t),即y(t)=x(t)*h(t)。由于种种原因,实际输出y(t)不可能与预先给定的期望出(t)完全一样,只能要求二者最佳地接近。判断是否最佳接近的标准很多,最小平方误差准则是其中之一,即当二者的误差平方和为最小时,则意味着二者为最佳地接近。在这个意义下求出滤波因子h(t)所进行的滤波即为最小平方滤波。
若待求的滤波因子是反滤波因子a(t),对输入子波b(t)反滤波后的期望输出为d(t),实际输出为y(t),按最小平方原理,使二者的误差平方和为最小时求得的反滤波因子称为最小平方反滤波因子。用它对地震记录x(t)进行的反滤波为最小平方反滤波。
设输入离散信号为地震子波b(n)={b(0),b(1),…,b(m)},待求的反滤波因子a(n)={a(m0),a(m0+1),a(m0+2),……,a(m0+m)},m0为a(t)的起始时间,(m+1)为a(t)的延续长度,b(n)与a(n)的褶积为实际输出y(n),即
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为地震子波与期望输出的互相关函数。
根据最小平方原理,经推导即可得到最小平方反滤波的基本方程:
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式中,
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为地震子波的自相关函数,
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为地震子波与期望输出的互相关函数。
(10.3-24)式是一个线性方程组,写成矩阵形式为
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式中利用了自相关函数的对称性。该方程中,系数矩阵为一种特殊的正定矩阵,称为一般的托布里兹矩阵,该矩阵方程可用莱文森递推算法快速求解。
式(10.3-27)适应子波b(n)为最小相位、最大相位和混合相位。式中反滤波因子a(n)的起始时间m0与子波的相位有关,其取值规则由子波及反滤波因子的z变换确定。
10.3.3.3 预测反滤波
预测问题是对某一物理量的未来值进行估计,利用已知的该物理量的过去值和现在值得到它在未来某一时刻的估计值(预测值)的问题。它是科学技术中十分重要的问题。天气预报、地震预报、反导弹的自动跟踪等都属于这类问题。预测实质上也是一种滤波,称为预测滤波。
(1)预测反滤波原理
根据预测理论,若将地震记录x(t)看成一个平稳的时间序列,地震子波b(t)为物理可实现的最小相位信号,反射系数r(t)为互不相关的白噪声,由地震记录的褶积模型,在(t+α)时的地震记录x(t+α)为
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分析(10.3-28)式的第一项
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可见这一项是由反射系数r(t)的将来值决定的。若令第二项为
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^x(t+α)是 t 和t 以前时刻的r(t)值决定的,也就是说(t+α)可由现在和过去的资料预测,称(t+α)为预测值。求 x(t+α)与(t+α)的差值为
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ε(t+α)称为预测误差,或称为新记录。比较(10.3-28)及(10.3-29)两式,当预测值已知时,从原记录x(t+α)中减去预测值(t+α)后形成的新记录ε(t+α)中比原记录中涉及的反射系数少,与子波褶积后波形的干涉程度轻,波形易分辨,即分辨率提高了。
在上式中α称为预测距或预测步长。当α=1时,
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即有
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这时(t+1)时刻的预测误差与反射系数之间仅差一个常数b(0)。
因此,选预测距α=1,预测误差为反射系数,达到了反滤波的目的,此时称为预测反滤波。
当α>1时,预测误差为预测滤波结果,预测滤波主要用于消除多次波,尤其是消除海上鸣震。
(2)计算预测值(t+α)的方法
在预测滤波及预测反滤波中,关键是计算预测值(t+α),其方法如下。
由反滤波方程
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代入预测值(t+α)的表达式
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式中令τ=s-j,c(s)=b(j+α)a(s-j)称为预测因子。a(t)为反滤波因子。预测值(t+α)为预测因子 c(s)与地震记录的褶积。
现在需设计一个最佳预测因子c(s),使求取的预测值(t+α)与x(t+α)最接近,即使预测误差的平方和(误差能量)
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为最小。根据最小平方原理,可得线性方程组
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式中Rxx(τ)为地震记录的自相关函数
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T为相关时窗长度,m+1是预测因子长度。将(10.3-34)写成矩阵形式为
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解此方程组即可求得预测滤波因子c(t),用它对地震记录x(t)褶积可以求出未来时刻(t+α)时的最佳预测值(t+α)。
⑼ 如何分辨振动与振幅
响度。响度与振幅有关,音调与振动频率有关。例如:打锣,用力大了,声音越大,因为它振动的幅度大,也就是振幅大,而锣并没有随着你力度的增加而改变音调,因为他振动频率没变。再说他吉他,用同样的力弹1和弹7,音量一样,但7这个音明显比1这个音尖锐,也就是频率高。这句诗里说恐惊天上人,当然就是指响度了,他是怕人听见,与音调没关系
⑽ 计算机网络 谐波这么看
谐波 一、1. 何为谐波?
在电力系统中谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、4、6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为l00Hz,3次谐波则是150Hz。一般地讲,奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。在平衡的三相系统中, 由于对称关系,偶次谐波已经被消除了,只有奇次谐波存在。对于三相整流负载, 出现的谐波电流是6n±1次谐波,例如5、7、11、13、17、19等,变频器主要产生5、7次谐波。
“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期有关谐波研究的经典论文。
到了50年代和60年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来,由于电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议,不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。
谐波研究的意义,道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。
2. 谐波抑制
为解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题,基本思路有两条:一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波,这对各种谐波源都是适用的;另一条是对电力电子装置本身进行改造,使期不产生谐波,且功率因数可控制为1,这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。
装设谐波补偿装置的传统方法就是采用LC调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波,又可补偿无功功率,而且结构简单,一直被广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,补偿效果也不甚理想。
3. 无功补偿
人们对有功功率的理解非常容易,而要深刻认识无功功率却并不是轻而易举的。在正弦电路中,无功功率的概念是清楚的,而在含有谐波时,至今尚无获得公认的无功功率定义。但是,对无功功率这一概念的重要性,对无功补偿重要性的认识,却是一致的。无功补偿应包含对基波无功功补偿和对谐波无功功率的补偿。
无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此,粗略地说,为了输送有功功率,就要求送电端和受电端的电压有一相位差,这在相当宽的范围内可以实现;而为了输送无功功率,则要求两端电压有一幅值差,这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率,大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然,这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的,通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率,这就是无功补偿。
无功补偿的作用主要有以下几点:
(1) 提高供用电系统及负载的功率因数,降低设备容量,减少功率损耗。
(2) 稳定受电端及电网的电压,提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力。
(3) 在电气化铁道等三相负载不平衡的场合,通过适当的无功裣可以平衡三相的有功及无功负载。
二、谐波和无功功率的产生
在工业和生活用电负载中,阻感负载占有很大的比例。异步电动机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作,这是由其本身的性质所决定的。
电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率,特别是各种相控装置。 如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器,在工作时基波电流滞后于电网电压,要消耗大量的无功功率。另外,这些装置也会产生大量的谐波电流,谐波源都是要消耗无功功率的。二极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同,所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流,因此也消耗一定的无功功率。
近30年来,电力电子装置的应用日益广泛,也使得电力电子装置成为最大的谐波源。在各种电力电子装置中,整流装置所占的比例最大。目前,常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极管整流电路,其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。带阻感负载的整流电路所产生的谐波污染和功率因数滞后已为人们所熟悉。直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也是严惩的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分量相位与电源电压相位大体相同,因而基波功率因数接近1。 但其输入电流的谐波分量却很大,给电网造成严重污染,也使得总的功率因数很低。另外,采用相控方式的交流电力调整电路及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大量的谐波电流。
三、无功功率的影响和谐波的危害
1.无功功率的影响
(1)无功功率的增加,会导致电流增大和视在功率增加,从而使发电机、变压器及其他电气设备容量和导线容量增加。
。同时,电力用户的起动及控制设备、测量仪表的尺寸和规格也要加大。
(2)无功功率的增加,使总电流增大,因而使设备及线路的损耗增加,这是显而易见的。
(3)使线路及变压器的电压降增大,如果是冲击性无功功率负载,还会使电压产生剧烈波动,使供电质量严重降低。
2.谐波的危害
理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的能耐电力电子设备广泛应用以前,人们对谐波及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染还没有引起足够的重视。近三四十年来,各种电力电子装置的迅速发展使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。
(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
(2)谐波影响各种电气设备的正常工作。 谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短,以至损坏。
(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述(1)和(2)的危害大大增加,甚至引起严重事故。
(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不准确。
(5)谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。
3 谐波知识 对该问题的介绍基于以下几个方面:基本原理,主要现象和防止谐波故障的建议。 由于功率转换(整流和逆变)而导致配电系统污染的问题早在1960年代初就被许多专家意识到了。直到1980年代初,日益增长的设备故障和配电系统异常现象,使得解决这一问题成为迫在眉睫的事情。 今天,许多生产过程中没有电力电子装置是不可想象的。至少以下用电设备在每个工厂都得到了应用: - 照明控制系统(亮度调节) - 开关电源(计算机,电视机) - 电动机调速设备 - 自感饱和铁芯 - 不间断电源 - 整流器 - 电焊设备 - 电弧炉 - 机床(CNC) - 电子控制机构 - EDM机械 所有这些非线性用电设备产生谐波,它可导致配电系统本身或联接在该系统上的设备故障。 仅考虑导致设备故障的根源就在发生故障现象的用电工厂内可能是错误的。故障也可能是由于相邻工厂产生的谐波影响到公用配电网络而产生的。 在您安装一套功率因数补偿系统之前,如下工作是非常重要的:对配电系统进行测试以确定什么样的系统结构对您是合适的。 可调谐的滤波电路和组合滤波器已经是众所周知的针对谐波问题的解决方案。另外的方法就是使用动态有源滤波器。本报告将详细讲解各种滤波系统的结构并分析它们的优缺点。 1.基本术语 载波 (AF) 是附加在电网电压上的一个高频信号,用于控制路灯、 HT/NT 转换系统和夜间储能加热器。 载波 (AF) 检出电路 由一个初级扼流线圈和一个并联谐振电路(次级扼流线圈和电容)并联组成的元件。 AF 锁相电路用于检出供电部门加载的 AF 信号。 电抗 在电容器回路串联扼流线圈。 电抗系数 扼流线圈的电感 X L 相对于电容电感 X C 的百分比。 标准的电抗系数是:例如 5.5% 、 7% 和 14% 。 组合滤波器 两个不同电抗系数回路并联以检出杂波信号,用于低成本地清洁电网质量。 Cos Φ 功率因数代表了电流和电压之间的相位差。电感性的和电容性的 cosΦ 说明了电源的质量特性。用 cosΦ 可以表述电网中的无功功率分量。 傅立叶分析 通过傅立叶分析使得将非正弦函数分解为它的谐波分量成为可能。在正弦频率 ω 0 上的波形已知为基波分量。在频率 n × ω 0 上的波形被称为谐波分量。
谐波吸收器,调谐的
由一个扼流线圈和一个电容器串联组成的谐振电路并调谐为对谐波电流具有极小的阻抗。该调谐的谐振电路用于精确地清除配电网络中的主要谐波成分。
谐波吸收器,非调谐的
由一个扼流线圈和一个电容器串联组成的谐振电路并调谐为低于最低次谐波的频率以防止谐振。
谐波电流
谐波电流是由设备或系统引入的非正弦特性电流。谐波电流叠加在主电源上。
谐波
其频率为配电系统工作频率倍数的波形。按其倍数称为 n 次( 3 、 5 、 7 等)谐波分量。
谐波电压
谐波电压是由谐波电流和配电系统上产生的阻抗导致的电压降。
阻抗
阻抗是在特定频率下配电系统某一点产生的电阻。阻抗取决于变压器和连在系统上的用电设备,以及所采用导体的截面积和长度。
阻抗系数
阻抗系数是 AF (载波)阻抗相对于 50Hz (基波)阻抗的比率。
并联谐振频率
网络阻抗达到最大值的频率。在并联谐振电路中,电流分量 I L 和 I C 大于总电流 I 。
无功功率
电动机和变压器的磁能部分,以及用于能量交换目的的功率转换器等处需要无功功率 Q 。与有功功率不同,无功功率并不做功。计量无功功率的单位是 Var 或 kvar 。
无功功率补偿
供电部门规定一个最小功率因数以避免电能浪费。如果一个工厂的功率因数小于这个最小值,它要为无功功率的部分付费。否则它就应该用电容器提高功率因数,这就必须在用电设备上并联安装电容器。
谐振:
在配电系统里的设备,与它们存在的电容 ( 电缆,补偿电容器等 ) 和电感 ( 变压器,电抗线圈等 ) 形成共振电路。后者能够被系统谐波激励而成为谐振。配电系统谐波的一个原因是变压器铁芯非线性磁化的特性。在这种情况下主要的谐波是 3 次的;它在全部 导体内与单相分量具有相同的长度,因而在星形点上不能消除。
谐振频率:
每个电感和电容的连接形成一个具有特定共振频率的谐振电路。一个网络有几个电感和电容就有几个谐振频率。
串联谐振谐电路:
由电感(电抗器)和电容 ( 电容器 ) 串联的电路。
串联谐振频率:
网络的阻抗水平达到最小的频率。在串联谐振电路内分路电压 U L 和 U C 大于总电压 U 。
分量谐波
频率不是基波分量倍数的正弦曲线波。
2. 谐波是什么?
谐波是主电网频率的倍数。 术语“电网谐波 也被使用。
电网频率 f = 50 赫兹
3 次谐波 f = 150 赫兹
5 次谐波 f = 250 赫兹
7 次谐波 f = 350 赫兹
等
用傅立叶分析能够把非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。
3.谐波分量是如何产生的?
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性,电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
谐波电流的产生是与功率转换器的脉冲数相关的。6脉冲设备仅有5、7、11、13、17、19 ….n倍于电网频率。 功率变换器的脉冲数越高,最低次的谐波分量的频率的次数就越高。
其他功率消耗装置,例如荧光灯的电子控制调节器产生大强度的3 次谐波( 150 赫兹)。
在供电网络阻抗( 电阻) 下这样的非正弦曲线电流导致一个非正弦曲线的电压降。 在供电网络阻抗下产生谐波电压的振幅等于相应谐波电流和对应于该电流频率的供电网络阻抗Z的乘积。 次数越高,谐波分量的振幅越低。
4.谐波分量在哪里发生的?
只要哪里有谐波源( 参看介绍) 那里就有谐波产生。也有可能,谐波分量通过供电网络到达用户网络。 例如,供电网络中一个用户工厂的运转可能被相邻的另一个用户设备产生的谐波所干扰。5.电容器的技术
MKP 和 MPP 技术之间的区别在于电力电容器在补偿系统中的连接方式。
MKP( MKK , MKF) 电容器:
这项技术是在聚丙烯薄膜上直接镀金属。其尺寸小于用 MPP 技术的电容器。因为对生产过程较低的要求,其制造和原料成本比 MPP 技术要相对地低很多。 MKP 是最普遍的电容器技术,并且由于小型化设计和电介质的能力,它具有更多的优点。
MPP( MKV) 电容器:
MPP 技术是用两面镀金属的纸板作为电极,用聚丙烯薄膜作为介质。这使得它的尺寸大于采用 MKP 技术的电容器。生产是非常高精密的,因为必须采用真空干燥技术从电容器绕组中除去全部残余水分而且空腔内必须填注绝缘油。这项技术的主要优势是它对高温的耐受性能。
自愈:
两种类型的电容器都是自愈式的。在自愈的过程中电容器储存的能量在故障穿孔点会产生一个小电弧。电弧会蒸发穿孔点临近位置的细小金属,这样恢复介质的充分隔离。电容器的有效面积在自愈过程中不会有任何实际程度的减少。每只电容都装有一个过压分断装置以保护电气或热过载。测试是符合 VDE 560 和 IEC 70 以及 70A 标准的。
6. 电容器的发展
直到大约1978年,制造电力电容器仍然使用包含PCB的介质注入技术。后来人们发现,PCB 是有毒的,这种有毒的气体在燃烧时会释放出来。这些电容器不再被允许使用并且必须处理,它们必须被送到处理特殊废料的焚化装置里或者深埋到安全的地方。
包含PCB 的电容器有大约30 W/kvar的功率损耗值。 电容器本身由镀金属纸板做成。
由于这种电容被禁止使用,一种新的电容技术被开发出来。为了满足节能趋势的要求,发展低功耗电容器成为努力的目标。
新的电容器是用干燥工艺或是用充入少量油( 植物油)的技术来生产的。现在用镀金属塑料薄膜代替镀金属纸板。因此新电容充分显示出了其环保的特性,并且功耗仅为0.3 W/kvar。这表明改进后使功耗降至原来的1/100。 这些电容器是根据常规电网条件而开发的。在能源危机的过程中,人们开始相控技术的研究。相位控制的结果是导致电网的污染和许多到现在才搞清楚的故障。
由于前一代电容器存在一个很高的自电感(所以功耗情况很差,达到现在的100倍),高频的电流和电压(谐波) 不能被吸收,而新的电容器则会更多地吸收谐波。
因此存在这种可能,即,新、旧电容器工作在相同的母线上时会表现出运行状况和寿命预期的很大差异, 由于上述原因有可能新电容器将在更短的时间内损坏。
我们向市场提供的电力电容器是专门为用于补偿系统中而开发的。电网条件已经发生急剧的变化,选择正确的电容器技术越来越重要。 电容器的使用寿命会受到如下因素的影响而缩短: -谐波负载 -较高的电网电压 -高的环境温度 我们配电系统中的谐波负载在持续增长。在可预知的将来,可能只有组合电抗类型的补偿系统会适合使用。 很多供电公司已经规定只能安装带电抗的补偿系统。其它公司必须遵循他们的规定。 如果一个用户决定继续使用无电抗的补偿系统,他起码应该选用更高额定电压的电容器。这种电容器能够耐受较高的谐波负载,但是不能避免谐振事故。