北郵2014《現(xiàn)代通信技術(shù)》實驗報告二

1、2014現(xiàn)代通信技術(shù)實驗報告二信息與通信工程學(xué)院現(xiàn)代通信技術(shù)實驗報告班級： 姓名： 序號： 學(xué)號： 日期：2014年4月16日/30日目錄實驗一 微波通信實驗3一、實驗原理3二、實驗過程3三、實驗心得體會3實驗二 組網(wǎng)及VLAN的應(yīng)用4一、實驗?zāi)康?二、實驗內(nèi)容4三、實驗原理51、VLAN簡介52、交換機的端口63、廣播風(fēng)暴7四、實驗過程7五、結(jié)果與體會12附錄14實驗一 微波通信實驗 一、實驗原理微波是指頻率為300MHz到300GHz的電磁波。微波具有直線傳播的特性，為了克服地球的凸起必須采用中繼接力的方式。實際中一般距離50km就有一個中繼站。一條數(shù)字微波通信線路由兩端的終端站，若干中繼

2、站和電波的傳播空間構(gòu)成。典型的數(shù)字微波端站由微波天線，射頻收發(fā)模塊，基帶收發(fā)部分，傳輸接口等部分組成。 微波發(fā)信機多采用中頻調(diào)制的方式。中頻信號是已經(jīng)經(jīng)過調(diào)制的信號，上變頻器將中頻信號搬移到指定的微波波道，然后經(jīng)過微波功放，經(jīng)過天線發(fā)射出去。 微波收信機多采用超外差式接收結(jié)構(gòu)。通過本振與接收的微波信號進行混頻，得到固定中頻信號，然后對中頻進行放大和濾波。 二、實驗過程 本實驗數(shù)字微波通信系統(tǒng)為：34Mbit/s QPSK系統(tǒng) ,中頻頻率是70MHz，射頻頻率是6GHz。在實驗中信號不是直接發(fā)送出去，而且通過實體線路連接到接收方，通過信道衰減器模擬微波的遠距離傳輸。 我們觀察了眼圖，將示波器連接

3、到中頻接收機的眼圖觀測點，通過控制信道衰減器來控制接收噪聲的大小。我們觀察到，一開始，信噪比大，眼圖輪廓很清晰，眼睛睜得很開。微波站兩邊電話通話聽的清楚。不過隨著我們控制信道，使其衰減加劇，我們可以觀察到示波器里眼圖的眼睛輪廓慢慢不清晰了，眼睛越來越小。在眼睛還沒完全閉上之前，我們還是能聽到電話的聲音，但是此時已經(jīng)有一些雜音了。最后在眼圖完全閉上后，我們就只能聽到電話里的噪聲了，不管對方聲音多大也不能在這邊的電話里面聽到了。從混亂的眼圖，我們可以知道信噪比急劇惡化，判決出錯，無法還原出信號。 實驗室的頻譜儀雖然老，但是它能觀察到的頻譜范圍很寬，能觀察到6GHz的頻譜。我們在頻譜儀上觀察了射頻的

4、頻譜。三、實驗心得體會 第三次實驗課結(jié)束后，我沒有及時記錄，到寫報告的時候已經(jīng)過去三周了，所以有些實驗現(xiàn)象忘了。下次要吸取這個教訓(xùn)，實驗結(jié)束后要及時記錄下來。在實驗課的開頭，老師帶我們回憶了通信原理的框圖，信源編碼，信道編碼，調(diào)制，解調(diào)，信道解碼，信源解碼，線路碼，交織等等，幫助我們從整體框架上理解通信原理。老師指著微波站，介紹說這個微波站就是典型的通信原理框圖。實驗室的微波站是比較老式的，比較大，所以我們能看到微波站的各個部分和通信原理的框圖對應(yīng)的很好。通過對微波站各個部分的介紹，我們對通信原理的框圖有了感性的認(rèn)識。老師還幫我們回顧了采樣，量化，編碼等。通信里面的定理并不多，比如香農(nóng)定理，奈

5、奎斯特采樣定理等。奈奎斯特采樣定理架起了模擬信號與數(shù)學(xué)信號之間的橋梁，將信源進行數(shù)字化，發(fā)揮了重大的作用。 之前我在學(xué)習(xí)通信原理第四章模擬調(diào)制的時候，我不太明白為什么要先調(diào)制到中頻，而不直接調(diào)制到指定的射頻頻段。經(jīng)過這次實驗我知道了中頻頻率為70MHz。把射頻信號變到較低的中頻信號的好處是，便于解調(diào)器的實現(xiàn)，便于更好得濾波，不同頻率的接收機可以共用一套電路，只須改變本振和射頻調(diào)諧回路的諧振頻率即可。通過這次微波通信的實驗，我們對通信系統(tǒng)用了比較完整的了解，讓我們在通信原理里面學(xué)的理論知識在現(xiàn)實中有了對應(yīng)，理解了通原里的框圖在現(xiàn)實中是如何實現(xiàn)的。這學(xué)期的課程里我也選了移動通信這門課，所以對微波、

6、中繼等知識的了解還是有一定的鋪墊。雖然微波現(xiàn)在用得不那么多了，但是它卻是不可或缺的備用路徑。像無法架設(shè)光纖或者假設(shè)成本過高的地方如海底、山區(qū)、高原，微波通信非常必要。而像災(zāi)害易發(fā)區(qū)，比如萬一地震了，光纖斷了，那么牢固的微波中繼站既不易損害，又容易修復(fù)，是盡快恢復(fù)災(zāi)區(qū)通信的必要手段。老師說汶川地震的時候從災(zāi)區(qū)傳出來的第一條消息就是由那里的無線電愛好者發(fā)出來的。這次實驗中，老師有問到怎樣避免連續(xù)的比特錯誤，我脫口而出我知道的交織技術(shù)。原來我們之前學(xué)習(xí)的知識就是這樣一步步為我們的通信服務(wù)的。實驗二 組網(wǎng)及VLAN的應(yīng)用一、實驗?zāi)康?. 熟悉組成LAN的主要設(shè)備，了解掌握LAN的基本特點以及LAN中的

7、常用技術(shù)；2. 認(rèn)識了解LAN、VLAN以及子網(wǎng)的建立和聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)配置和協(xié)議；3. 進一步了解VLAN的隔離廣播功能；4. 了解VLAN的互訪功能。二、實驗內(nèi)容（1） 通過Console口訪問以太網(wǎng)交換機、路由器（2） 通過微機Telnet到以太網(wǎng)交換機、路由器（3） 初步了解一些簡單命令（4） 用ping命令測試Vlan網(wǎng)絡(luò)連通性，加深對Vlan的基本原理和特點的認(rèn)識（5） 通過多臺交換機串聯(lián)擴大網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)組播功能（6） 觀察廣播風(fēng)暴現(xiàn)象（7） 簡單介紹路由器的相關(guān)知識三、實驗原理1、VLAN簡介VLAN，是英文Virtual Local Area Network的縮寫，中文名為"虛

8、擬局域網(wǎng)"， VLAN是一種將局域網(wǎng)（LAN）設(shè)備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個個網(wǎng)段（或者說是更小的局域網(wǎng)LAN），從而實現(xiàn)虛擬工作組（單元）的數(shù)據(jù)交換技術(shù)。VLAN這一新興技術(shù)主要應(yīng)用于交換機和路由器中，但目前主流應(yīng)用還是在交換機之中。不過不是所有交換機都具有此功能，只有三層以上交換機才具有此功能，這一點可以查看相應(yīng)交換機的說明書即可得知。VLAN的好處主要有三個： （1）端口的分隔。即便在同一個交換機上，處于不同VLAN的端口也是不能通信的。這樣一個物理的交換機可以當(dāng)作多個邏輯的交換機使用。 （2）網(wǎng)絡(luò)的安全。不同VLAN不能直接通信，杜絕了廣播信息的不安全性。

9、（3）靈活的管理。更改用戶所屬的網(wǎng)絡(luò)不必?fù)Q端口和連線，只更改軟件配置就可以了。VLAN（虛擬局域網(wǎng)）主要有以下幾種劃分方式,分別為:（1）基于端口劃分的VLAN；（2）基于MAC地址劃分VLAN；（3）基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN；（4）根據(jù)IP組播劃分VLAN；（5）按策略劃分的VLAN；（6）按用戶定義、非用戶授權(quán)劃分的VLAN。基于端口的VLAN的方式是最常應(yīng)用的一種VLAN劃分方法，應(yīng)用也最為廣泛、最有效，目前絕大多數(shù)VLAN協(xié)議的交換機都提供這種VLAN配置方法。老師課上講到的就是基于端口劃分的VLAN。2、交換機的端口交換機端口鏈路類型介紹交換機以太網(wǎng)端口共有三種鏈路類型：Access、

10、Trunk和Hybrid。（1）Access類型的端口只能屬于1個VLAN，一般用于連接計算機的端口；（2）Trunk類型的端口可以屬于多個VLAN，可以接收和發(fā)送多個VLAN的報文，一般用于交換機之間連接的端口；（3）Hybrid類型的端口可以屬于多個VLAN，可以接收和發(fā)送多個VLAN的報文，可以用于交換機之間連接，也可以用于連接用戶的計算機。其中，Hybrid端口和Trunk端口的相同之處在于兩種鏈路類型的端口都可以允許多個VLAN的報文發(fā)送時打標(biāo)簽；不同之處在于Hybrid端口可以允許多個VLAN的報文發(fā)送時不打標(biāo)簽，而Trunk端口只允許缺省VLAN的報文發(fā)送時不打標(biāo)簽。三種類型的端

11、口可以共存在一臺以太網(wǎng)交換機上，但Trunk端口和Hybrid端口之間不能直接切換，只能先設(shè)為Access端口，再設(shè)置為其他類型端口。例如：Trunk端口不能直接被設(shè)置為Hybrid端口，只能先設(shè)為Access端口，再設(shè)置為Hybrid端口。各類型端口使用注意事項：配置Trunk端口或Hybrid端口，并利用Trunk端口或Hybrid端口發(fā)送多個VLAN報文時一定要注意：本端端口和對端端口的缺省VLAN ID(端口的PVID)要保持一致。當(dāng)在交換機上使用isolate-user-vlan來進行二層端口隔離時，參與此配置的端口的鏈路類型會自動變成Hybrid類型。Hybrid端口的應(yīng)用比較靈活

12、，主要為滿足一些特殊應(yīng)用需求。此類需求多為在無法下發(fā)訪問控制規(guī)則的交換機上，利用Hybrid端口收發(fā)報文時的處理機制，來完成對同一網(wǎng)段的PC機之間的二層訪問控制。3、廣播風(fēng)暴所謂廣播風(fēng)暴，簡單的講，當(dāng)廣播數(shù)據(jù)充斥網(wǎng)絡(luò)無法處理，并占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，導(dǎo)致正常業(yè)務(wù)不能運行，甚至徹底癱瘓，這就發(fā)生了“廣播風(fēng)暴”。一個數(shù)據(jù)幀或包被傳輸?shù)奖镜鼐W(wǎng)段 (由廣播域定義)上的每個節(jié)點就是廣播；由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計和連接問題，或其他原因?qū)е聫V播在網(wǎng)段內(nèi)大量復(fù)制，傳播數(shù)據(jù)幀，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降，甚至網(wǎng)絡(luò)癱瘓，這就是廣播風(fēng)暴。四、實驗過程1. 通過Console口訪問以太網(wǎng)交換機示意圖：2. 打開超級終端，新建連接時進行設(shè)

13、置3. 打開交換機，選擇更改界面語言4. 鍵入？查看可用命令5. 嘗試鍵入一些簡單命令6. VLAN的基本配置示意圖首先建立兩個VLAN：VLAN2和VLAN3分別進入E0/1、E0/2、E0/3以太網(wǎng)端口視圖進行配置使用display interface命令查看，可以看到E0/1、E0/2的默認(rèn)VLAN變?yōu)閂LAN2，E0/3的默認(rèn)VLAN變?yōu)閂LAN3下面可以通過在計算機上使用ping命令檢測設(shè)置是否正確在設(shè)置VLAN前，從Host3：192.168.0.3能夠ping通Host1：192.168.0.1，而設(shè)置VLAN后則ping不同設(shè)置VLAN后，從Host2：192.168.0.2上

14、能夠ping通Host1：192.168.0.1，而不能夠ping通Host3：192.168.0.3五、結(jié)果與體會這次實驗，我們組四個女生都沒有參加過計網(wǎng)的課設(shè)，所以我們中間遇到了很多問題，然后跑去別的組請教做過課設(shè)的同學(xué)，磕磕絆絆地最終完成了。一開始我們連好線路，打開超級終端，設(shè)置好各種參數(shù)后，我們按照講義一步一步地執(zhí)行，但是我們第一步便出了點小問題：我們想先ping一下我們的連線有沒有連好，IP設(shè)置是否如我們所料，于是用超級終端ping。但是始終顯示的結(jié)果是連接不上。后來我猜測，有可能不是用超級終端ping，而是在命令提示符上ping。一試果然成功。后來，我們繼續(xù)按照教程做。但是我們遇到

15、了一個問題：怎么把尖括號變成方括號？我們都記得老師上課有講過，但是因為接受的內(nèi)容一下子太多了，我們沒記住那么多，于是我只好跑去問臨組做過計網(wǎng)課設(shè)的同學(xué)。之后進行得后面的步驟。后來我們翻了一下教程的前一頁，是有介紹的，只怪我們太粗心沒有發(fā)現(xiàn)。一開始我們沒考慮那么多（當(dāng)然在做之前也不知道），隨便插的端口，14,16,20端口。后來，在執(zhí)行display命令的時候，我們就哭了。因為它從1號端口一個個顯示，要一直摁回車到20端口！吃一塹長一智，我們再做不會再隨便插大數(shù)字端口了。而我們真正的問題是在廣播風(fēng)暴上。我們發(fā)現(xiàn)我們一連好線路就會產(chǎn)生廣播風(fēng)暴。我們一開始以為這不正確，后來問了做過計網(wǎng)課設(shè)的同學(xué)后，

16、他告訴我們這是正常的。組織廣播風(fēng)暴的方法老師也講過，一種是硬件上的，即切斷線路。這在實際操作中是不太可能的；另一種就是軟件上的，我們需要輸入一個命令，從軟件上阻止廣播風(fēng)暴。遺憾的是我并不了解軟件上的阻止廣播風(fēng)暴機理是怎樣的，只知道輸入命令便可以阻止了。以下是我們做VLAN部分的ping結(jié)果：通過實驗我初步了解了VLAN，交換機端口類型，廣播風(fēng)暴等內(nèi)容。我準(zhǔn)備讀研的時候就讀網(wǎng)絡(luò)方向的，這次的實驗真的給我一個切身的體會，讓我對計算機網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了極大的興趣。理論與實踐的結(jié)合，讓我印象更加深刻。但是遺憾的一點是我們操作不夠熟練，沒有完成老師布置的選作任務(wù)。如果還有機會的話我肯定會把后面的實驗也一起做了。

17、至此現(xiàn)代通信技術(shù)實驗課也結(jié)束了。我真的感覺這門課開設(shè)的實驗很有用，不僅掃盲，而且真正讓我們認(rèn)識到了我們學(xué)的是什么，我們?yōu)槭裁磳W(xué)這方面的知識，通信到底是什么。作為一名未來的通信人，我終于對我們的專業(yè)有了一個新的認(rèn)知與定位，獲益匪淺。附錄VLAN部分的操作：H3Cvlan 2H3C-vlan2quitH3Cvlan 3H3C-vlan3quitH3CintH3Cinterface eH3Cinterface Ethernet 1/0/14H3C-Ethernet1/0/14port link-type accessH3C-Ethernet1/0/14port access vlan 2H3C-Et

18、hernet1/0/14quitH3Cinterface eH3Cinterface Ethernet 1/0/16H3C-Ethernet1/0/16port linkH3C-Ethernet1/0/16port link-type accessH3C-Ethernet1/0/16portH3C-Ethernet1/0/16port aH3C-Ethernet1/0/16port access vlan 2H3C-Ethernet1/0/16quitH3CinterH3Cinterface eH3Cinterface Ethernet 1/0/20H3C-Ethernet1/0/20port

19、 linkH3C-Ethernet1/0/20port link-type accessH3C-Ethernet1/0/20port aH3C-Ethernet1/0/20port access vlan 3H3C-Ethernet1/0/20quitEthernet1/0/14是 UP 發(fā)送的IP幀的幀格式是 PKTFMT_ETHNT_2 硬件地址是000f-e25f-688c 導(dǎo)線類型是 雙絞線 端口環(huán)回沒有設(shè)置 端口硬件類型是 100_BASE_TX 100Mbps-速度 模式, 全雙工 模式 鏈路速度類型是自協(xié)商, 鏈路雙工類型是自協(xié)商, 流量控制: 不使能 最大幀長 1536 最多允

20、許廣播報文占用接口流量的百分比: 100% 缺省VLAN ID: 2 網(wǎng)線類型為: normal 端口模式: access Tagged VLAN ID : 無 Untagged VLAN ID : 2 最后 300 秒鐘的輸入: 0包/秒 0字節(jié)/秒 最后 300 秒鐘的輸出: 0包/秒 6字節(jié)/秒 輸入(合計) : 219 報文, 28361 字節(jié) 137 廣播包, 24 多播包, 0 暫停包 輸入(正常) : 219 報文, 28361 字節(jié) 137 廣播包, 24 多播包, 0 暫停包 輸入 : 0 輸入錯誤, 0 超短包, 0 超長包, - 不完整, 0 校驗和錯誤 0 幀錯誤, -

21、 輸入碰撞錯誤, 0 輸入描述符錯誤, - 丟失, - 奇偶錯誤 輸出(合計) : 389 報文, 56227 字節(jié) 253 廣播包, 76 多播包, 0 暫停包 輸出(正常) : 389 報文, - 字節(jié) 253 廣播包, 76 多播包, - 暫停包 輸出 : 0 輸出錯誤, - 下溢錯誤, - 緩沖失敗 0 丟失, 0 延時, 0 沖突, 0 被滯后沖突 - 包被滯后發(fā)送, - 丟失載波Ethernet1/0/16是 UP 發(fā)送的IP幀的幀格式是 PKTFMT_ETHNT_2 硬件地址是000f-e25f-688c 導(dǎo)線類型是 雙絞線 端口環(huán)回沒有設(shè)置 端口硬件類型是 100_BASE_T

22、X 100Mbps-速度 模式, 全雙工 模式 鏈路速度類型是自協(xié)商, 鏈路雙工類型是自協(xié)商, 流量控制: 不使能 最大幀長 1536 最多允許廣播報文占用接口流量的百分比: 100% 缺省VLAN ID: 2 網(wǎng)線類型為: normal 端口模式: access Tagged VLAN ID : 無 Untagged VLAN ID : 2 最后 300 秒鐘的輸入: 0包/秒 3字節(jié)/秒 最后 300 秒鐘的輸出: 0包/秒 3字節(jié)/秒 輸入(合計) : 256 報文, 38043 字節(jié) 177 廣播包, 22 多播包, 0 暫停包 輸入(正常) : 256 報文, 38043 字節(jié) 177 廣播包, 22 多播包, 0 暫停包 輸入 : 0 輸入錯誤, 0 超短包, 0 超長包, - 不完整, 0 校驗和錯誤 0 幀錯誤, - 輸入碰撞錯誤, 0 輸入描述符錯誤, - 丟失, - 奇偶錯誤 輸出(合計) : 359 報文, 47074 字節(jié) 227 廣播包, 77 多播包, 0 暫停包 輸出(正常) : 359 報文, - 字節(jié) 227 廣播包, 77 多播包, -