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  • 光折射晶体中单体积全息图的波长复用和解复用
  • 传输层的复用和解复用

    千次阅读 2017-06-10 21:37:41
    复用和解复用 将端到端的网络层协议扩展到进程到进程的传输层协议称为复用和解复用复用和解复用是所有计算机网络都需要的 在目的端主机上,传输层将段中的数据传送给相应的进程中。一个进程可以有一个或多个...

    复用和解复用

    • 将端到端的网络层协议扩展到进程到进程的传输层协议称为复用和解复用。复用和解复用是所有计算机网络都需要的
    • 在目的端主机上,传输层将段中的数据传送给相应的进程中。一个进程可以有一个或多个socket,在接收主机中,传输层并不是直接将数据传送给一个进程,而是传送给一个中间socket,因为在每个时刻都有多个socket在接收端主机中,每个socket都有一个唯一的识别码。
    • 每个传输层段中都有一组信息,接收端主机传输层检查这些信息,将这些段直接传送给相应的socket,这个过程称为解复用 。在源端主机中,从不同的socket中将数据片收集起来,加上头部信息封装成段,并且将段传送给网络层称为复用
    • 复用需要两个条件:
      • socket有唯一识别码
      • 每个段都有一个特殊的域用来表明这个段被传送给哪个socket

    这两个特殊的域别成为源端口号目的端口号。每个端口号都是16位整数,从0-65535,其中0-1023是知名端口号,被一些熟知的应用占用

    无连接的复用和解复用

    一般,客户端应用让传输层自动分配端口号,而服务器端应用需要分配一个指定的端口号。UDP socket需要两元组(目的主机IP地址和目的端口号)
    假定一个进程在主机A中,使用UDP端口号1234,箱发送数据到主机B上的进程上,该进程的UDP端口号为5678。那么主机A的传输层创建一个传输层段,包好应用数据,源端口号和目的端口号,然后将这个段传送给网络层,网络层将这些段封装成IP数据报提供尽最大努力传输,如果这个段到达主机B,传输层将检查段中的目的端口号,并将它送往端口号为5678的socket中。

    • 段中源端口号的作用是,当主机B需要向主机A返回信息时,这个源端口号就作为返回地址

    面向连接的复用和解复用

    TCP socket需要四元组(源IP地址,源端口号,目的IP地址,目的端口号),两个源IP地址不同的TCP段到达目的主机,将被送往不同的socket中
    TCP连接中,传输层段在目的主机中,根据这四个值进行解复用
    TCP通信过程:

    • 服务器端有一个欢迎socket,等待从客户端来的连接建立请求
    • TCP客户端建立一个socket,并将这个socket与服务器相连
    • 一个连接建立请求就是第一个TCP段,包含目的端口号和特殊的连接建立位(头部),也包含源端口号
    • 当服务器收到连接建立请求,就创建一个专门的通信socket负责这两个进程的通信
    • 接下来两个进程就可以相互通信了
    展开全文
  • 本文档介绍了一种基于FPGA的数字通信多路时分复用和解复用系统,使用硬件描述语言很好的实现了系统功能。
  • 加油,偷博仔! 为了给学习增添一丝文艺美感,沉静一下... 多路复用/解复用  可靠数据传输  流量控制  拥塞控制  学习Internet的传输层协议  UDP:无连接传输  TCP:面向连接的可靠传输  TCP的拥塞控

    加油,偷博仔!
    为了给学习增添一丝文艺美感,沉静一下学习的心境。
    我买了一本朦胧主义的诗集《顾城的诗》
    附几句干净、美好的诗句在开头。

    树枝想要去撕裂天空,
    却直戳了几个微小的窟窿,
    它透出天外的光亮,
    人们把它叫做月亮和星星。
    ——《星月的来由》

    进入正题!

    一、概述和传输层服务。

    目标:

    •  理解传输层的工作原理
       多路复用/解复用
       可靠数据传输
       流量控制
       拥塞控制

    •  学习Internet的传输层协议
       UDP:无连接传输
       TCP:面向连接的可靠传输
       TCP的拥塞控制

    老师课件的提纲在这里插入图片描述

    1.传输服务和协议

    •  为运行在不同主机上的应用进程提供逻辑通信
    •  传输协议运行在端系统
       发送方:将应用层的报文分成报文段,然后传递给网络层
       接收方:将报文段重组成报文,然后传递给应用层
    •  有多个传输层协议可供应用选择
       Internet: TCP和UDP

    在这里插入图片描述

    2.传输层 vs.(versus) 网络层

     网络层服务:主机之间的逻辑通信
     传输层服务:进程间的逻辑通信
    都是逻辑通信,网络层在主机层面,传输层更细分一步,在进程层面。

    且传输层有赖于:

    •  依赖于网络层的服务 • 延时、带宽
    •  并对网络层的服务进行增强• 数据丢失、顺序混乱、加密

    有些服务是可以加强的:不可靠 -> 可靠;安全
    但有些服务是不可以被加强的:带宽,延迟

    在这里插入图片描述
    Ann和Bill分别收齐(复用)小孩的信和拆分(解复用)小孩们的信。


    3.Internet传输层协议

    •  可靠的、保序的传输:TCP
       多路复用、解复用
       拥塞控制
       流量控制
       建立连接
    •  不可靠、不保序的传输:UDP
       多路复用、解复用
       没有为尽力而为的IP服务添加更多的其它额外服务
    •  都不提供的服务:  延时保证  带宽保证

    二、多路复用和解复用

    引入了端口号的机制来区分不同进程,TCP、UDP的端口号都是16bits,有6w+个端口号

    在发送方主机多路复用
    在接收方主机多路解复用

    在这里插入图片描述
    我是这么理解的:
    应用层的报文信息被分成一段一段的段,和socket(假说是TCP的socket,四元组)一起往下层交,然后tcp 加头(目标port、源port + 段),成为报文段segment。然后继续往下层交,加头(目标ip、源ip)
    最后再目标的ip处,去头、在目标的tcp处,去头。
    本质上,就是使用了port 下面会有例子说明


    1.多路解复用工作原理

    •  解复用作用
      TCP或者UDP实体采用哪些信息,将报文段的数据部分交给正确的socket,从而交给正确的进程
    •  主机收到IP数据报
       每个数据报有源IP地址和目标地址
       每个数据报承载一个传输层报文段
       每个报文段有一个源端口号和目标端口号 (特定应用有著名的端口号)
    •  主机联合使用IP地址和端口号将报文段发送给合适的套接字

    在这里插入图片描述
    由TCP传递给IP的信息单位称为报文段或段(segment)
    再回顾一下第一章“各层次的协议数据单元”
    在这里插入图片描述

    2.无连接(UDP)多路解复用

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述


    2.1举个例子:

    在这里插入图片描述
    如图,左右两边的Client 应用 进程P3和P4向中间的Server 应用进程P1发送UDP 数据报。How do they do it?

    P4和P3发过来的UDP报文段目标端口(destination port)都是6428
    即便P4和P3的源ip、源port不一样,但是都发给了中间服务器端口号为6428的、相同的应用进程。
    就是这样一个情况。


    再来看看中间的Server 的进程P1给左右主机的进程P3、P4是如何发UDP数据报的
    如图所示,很明朗了
    以表格中的6428为正确的DP,途中绿色框框中DP的值,左边多了个4。


    3.面向连接(TCP)的多路复用

    •  TCP套接字:四元组本地标识:
       源IP地址
       源端口号
       目的IP地址
       目的端口号

    •  解复用:接收主机用这四个值来将数据报定位到合适的套接字

    •  服务器能够在一个TCP端口上同时支持多个TCP套接字:
       每个套接字由其四元组标识(有不同的源IP和源PORT)

    •  Web服务器对每个连接客户端有不同的套接字
       非持久对每个请求有不同的套接字


    3.1举个例子:

    在这里插入图片描述
    红色字意思是:三个报文段(segment),都指向IP地址B,dest端口:80,被解复用到不同的套接字
    `
    如图,主机A(A也是主机A的ip addr)的进程P3和服务器B的进程P4通信,相同的,P5和P3通信、P6和P2通信。
    ·
    主机C的P2、P3进程的源Port不同,但是目标port一致,但对应了Server B的不同进程(P6、P5)
    ·
    主机A的P3和主机C的P3的源port不一样,但目标port、目标ip一样,但对应了Server B的不同进程
    ·
    所以四元组就可以唯一确定一个TCP socket会话关系


    在这里插入图片描述
    还有一张图,课件有,老师没说,我附一下:
    在这里插入图片描述
    “服务器能够根据源IP地址和源端口号来区分来自不同客户机的报文段。
    但是套接字与进程之间并非总是有着一一对应的关系。
    事实上,Web服务器通常一个服务进程可以为每个新的客户机连接创建一个具有新连接套接字的线程。
    显然,对于这样的服务器,在任意给定的时间内都可能有很多套接字(具有不同的标识)连接到同一个进程。”


    三、无连接传输:UDP

    UDP: User Datagram Protocol [RFC 768]

    • “no frills,” “bare bones”Internet传输协议 (没有装饰,光秃秃的骨头“互联网传输协议)
    •  “尽力而为”的服务,报文段可能
       丢失
       送到应用进程的报文段乱序
    •  无连接:
       UDP发送端和接收端之间没有握手
       每个UDP报文段都被独立地处理
    •  UDP 被用于:
       流媒体(丢失不敏感,速率敏感、应用可控制传输速率)
       DNS
       SNMP
    •  在UDP上可行可靠传输:
       在应用层增加可靠性
       应用特定的差错恢复

    1.UDP:用户数据报协议

    在这里插入图片描述
    源端口号目标端口号各2个Bytes
    可以传的很快:网络层的传输速率,几乎就是应用的传输速率
    校验和EDC

    EDC=error-detection and-correction 差错检测和纠错比特

    头部很小(开销cost很小),固定的8个Bytes,而TCP的是20个Bytes头大,开销大。


    2.UDP校验和 (校验和,是一个名词噢)

    目标: 检测在被传输报文段中的差错 (如比特反转)

    要是UDP数据报(datagram)出现了差错,也不纠正,也不反馈,直接drop掉。


    • 发送方:
       将报文段的内容视为16比特的整数
       校验和:报文段的加法和 (1的补运算)
       发送方将校验和放在UDP的校验和字段

    • 接收方:
       计算接收到的报文段的校验和
       检查计算出的校验和与校验和字段的内容是否相等:
       不相等––检测到差错
       相等––没有检测到差错,但也许还是有差错 (残存错误,负负得正感觉,错上加错,反而校验和是对的)

    2.1Internet校验和的例子

     注意:当数字相加时,在最高位的进位要回卷,再加到结果上

    例子:两个16比特的整数相加
    在这里插入图片描述
    回卷就是最高位的进位,加到最低位。

    本篇结束。

    展开全文
  • 波分复用器(WDM)将多个不同波长的信号耦合在一条光纤上同时传输,它有复用器和解复用器。WDM的主要目的是增加光纤的可用带宽,可在不需要铺设更多光纤的情况下通过WDM来扩容,是现代光纤通信的扩容的主要器件。
  • 集成了模式复用器和解复用器的微环调制器矩阵,用于片上光学互连
  • 针对现有模式复用器的不足,根据有效折射...结果表明:非对称平面光波导型模式复用/解复用器具有良好的模式复用和解复用性能,并且可以高效率地实现模式之间的转换,具有结构简单、模式转换效率较高、易于集成等优点。
  • 复用器是无源器件,主要完成多个光波长的复用和解复用,其外形和封装方式和PON系统中的分路器几乎一样。复用器的每个端口都对应一个特定的波长,并用不同的颜色进行了标识。 那么,复用器是怎样进行多个波长的...

     

    1 前言

     

    当前,5G前传所采用的技术方案中,无源波分无疑是占比最高的。无源波分系统由彩光模块、复用器和光纤组成,复用器是其中的关键器件。

    复用器是无源器件,主要完成多个光波长的复用和解复用,其外形和封装方式和PON系统中的分路器几乎一样。复用器的每个端口都对应一个特定的波长,并用不同的颜色进行了标识。

    那么,复用器是怎样进行多个波长的复用和解复用的呢。

     

    2 复用器的内部结构

     

    打开一个复用器的外壳可以看到:除了耦合器和连接光纤外,复用器的核心器件是几个偏黄色的约2cm长的玻璃棒。

    那几个偏黄色的玻璃棒是多层介质膜滤波器(以下简称“滤波器”),放大来看就是下图的样子。图中滤波器上方几根绑在一起的几根透明的小玻璃棒是光纤接头保护点。

    每个滤波器有3根连接尾纤。其中一端连接有2根尾纤,分别是输入端和反射端,另一端连接的尾纤为输出端。每个滤波器可以从输入的多路光信号中过滤出特定的波长,而将其他波长从反射端反射出去;合波则是相反的过程。

    例如,上图为标称波长为1271nm的滤波器,当输入信号包含1271nm、1291nm和1311nm 3个波长时,输出端输出1271nm波长的光信号,反射端输出1291nm和1311nm波长的光信号。

     

    3 滤波器的连接关系

     

    通常一个6合1的复用器由6个滤波器连接而成,各个滤波器的连接关系见下图。

    由于光信号经过滤波器会产生衰耗,而不同波长的光信号经过的滤波器数量不一样,所以,复用器每个波长端口的插损也不一样。如上图中,若λ1~λ6分别为1271nm~1371nm,则1271nm波长端口的插损最大;6合1复用器各波长端口的插损见下表。

    对于复用比较大的复用器(如12合1、18合1),如果每个滤波器依然采用类似上图6合1复用器的连接关系,就会导致最后滤出的波长插损很大。所以,复用比较大的复用器通常先用一个滤波器将信号分成2路,再逐个将每一波长滤出。

     

    4 介质膜滤波器原理

     

    介质膜滤波器原理的原理是什么呢?还记得高中物理课中的“薄膜干涉”吗?肥皂泡之所以看上去绚丽多彩,就是薄膜干涉的结果。

    光照射到肥皂液膜上,经前后膜两次反射后又叠加在一起;后膜反射光的路程比前膜反射光的路程多2倍膜厚。若膜厚等于光波长的1/4,前后膜的反射光加强,出现明纹;若膜厚的2倍等于半个波长奇数倍,前后膜的反射光减弱,出现暗纹。

    介质膜滤波器也采用薄膜干涉原理,使某些波长的光线在薄膜处产生较强反射而不能透过薄膜,而其它波长的光则可以透过薄膜。为提升反射效率,介质膜滤波器通常采用多层薄膜,通过多层介质膜的干涉来使某一波长透过,阻止其他波长。

     

     


     

    图/文:老丁头;  审阅:汪海舟

    一丁一卯,专注于通信管线和宽带接入工程技术交流与分享

    转载或引用请注明出处

     

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  • 它有复用和解复用器,复用器(MUX)在发送端将多个信号波长合在一根光纤中传输;解复用器(DEMUX)的在接收端将一根光纤中传输的多个波长信号分离出来。波分复用的主要目的是增加光纤的可用带宽,可在不需要铺设更多光纤...

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    波分复用(WDM),包括CWDM(粗波分复用)和DWDM(密集波分复用)等。是指将多个不同波长的信号耦合在一条光纤上同时传输。它有复用和解复用器,复用器(MUX)在发送端将多个信号波长合在一根光纤中传输;解复用器(DEMUX)的在接收端将一根光纤中传输的多个波长信号分离出来。波分复用的主要目的是增加光纤的可用带宽,可在不需要铺设更多光纤的情况下通过WDM来扩容,因此被电信公司广泛采用。

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    CWDM和DWDM有什么区别?
    • 波长间隔不同

      CWDM:波长间隔≥20nm,通常采用1470~1610nm的八个波段,间隔20nm,(易飞扬1260nm~1620nm)

      DWDM:波长间隔<10nm,通常采用1550~1570nm波段,波长间隔是200GHz(1.6nm)、100GHz(0.8nm)或者50GHz(0.4nm),(易飞扬1525nm~1565nm)

    • 调制激光器不同

      一般情况下,CWDM调制激光器采用非制冷型激光器,而DWDM采用的是制冷型激光器。制冷型激光器采用温度调谐,非制冷型激光器采用电子调谐。

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    CWDM vs DWDM各自优势有哪些?

    相比DWDM,CWDM系统的最大优势在于成本低,器件成本主要表现在滤波器和激光器。20nm的宽波长间隔使CWDM对激光器的技术指标要求低、光复用器/解复用器的结构简化,成品率提高,故成本下降。

    DWDM可适用于长距离传输,与CWDM相比,具有更紧密波长间隔的DWDM,可以在一个光纤上承载8~160个波长,更适于长距离传输。在EDFA(Erbium掺杂光纤放大器)的帮助下,DWDM系统可以在数千公里的范围内工作。

    CWDM和DWDM应用场景有何不同?

    综合以上CWDM与DWDM的不同特性,它们的应用场景也有所不同:

    • CWDM应用于:城域网接入层,电信、企业网、校园网等

    • DWDM适用于:长距离,大容量长途干线网,或超大容量的城域网核心节点

    对比了CWDM、DWDM,让我们再来了解一种迷你版CWDM——CCWDM,它与CWDM又有什么不同呢?

    什么是CCWDM?

    CCWDM称为紧凑型粗波分复用器,是CWDM的迷你版。它基于TFF(薄膜滤波器)的波分复用技术,工作方式与CWDM相同,不同之处在于CCWDM的相邻信道利用平行光束在自由空间级联,而不是用光纤。没有了级联所用的光纤,CCWDM封装盒的尺寸比标准CWDM封装足足小了10倍。

    CWDM与CCWDM有什么区别?

    CWDM系统采用低成本、无须制冷的分布反馈(DFB)激光器,而CCWDM其准直器和滤波器焊在一个公共的基底上,两者的级联结构不同。

    用于CWDM特定波长的三端口滤波器,其波长信道由两个透镜和一个与该特定波长相匹配的TFF组成。每一个滤波器的反射端口连接下一个滤波器的公共端口,滤波器之间通过光纤连接器连接,即是一个CWDM复用器。

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    CCWDM原理是用输入透镜将输入光纤上的波长为λ1, λ2…λn的光信号聚焦到第一个滤波片上;波长为λ1的光信号通过第一个滤波片并经第一个输出透镜耦合到第一个输出光纤中,分离出波长为λ1的光信号;其余光信号经第一个玻片反射到下一个玻片进行光信号分离;依此类推,直到分离出所有信号。波长信道之间的耦合通过走“之”字路线的淮直光线的形式实现。

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    从成本的角度来看,CCWDM比CWDM 、DWDM都更便宜。易飞扬工业级CCWDM粗波分复用器集成了易飞扬自有的自由空间光系统(FSO)技术平台,可以显著提高光学性能,降低制造成本、封装尺寸小、可扩展性高(4/8/10或更多通道),适用于低成本非冷却激光技术的数据通信网/电信网络。

    5G是通信史上的关键里程碑,市场巨大,挑战甚多,波分复用WDM方案可节省大量光纤资源。易飞扬波分产品线具备自动化辅助的生产线和先进的设备,无源波分系列产品已在韩国KT 等运营商得到大批量商用。

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复用和解复用