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    第二章作業參考答案

    1.數據通信過程包括哪幾個階段,各階段的特點是什么? 答:數據通信過程一般包括以下5個階段:

    建立物理連接:建立通信線路的連接;

    建立邏輯連接:建立數據傳輸線路,通信雙方建立同步聯系,相互核對地址; 數據傳輸;傳送通信數據;

    斷開邏輯連接;雙方通過通信控制信息確認此次通信結束; 斷開物理連接:通信結束,切斷物理鏈接通道。

    2. 試解釋以下名詞:數據、信號、模擬數據、數字信號。 答:數據(Data):傳遞(攜帶)信息的實體。

    信息(Information):數據的內容或解釋。 信號(Signal):數據的物理量編碼(通常為電編碼),數據以信號的形式在介質中傳播。

    3. 模擬通信系統和數字通信系統有何不同?

    答:模擬通信系統是在模擬信道上實現模擬信息或數字信息的傳輸,需要經過調制和解調;

    數字通信系統是在數字信道上實現模擬信息或數字信息的傳輸,需要經過編碼和解碼。

    4. 舉出現實生活中單工及雙工通信的例子 答:單工是指數據單向傳輸,如無線電廣播。

    半雙工是指數據可以雙向交替傳輸,但不能在同一時刻雙向傳輸,例如對講機。 全雙工是指數據可以雙向同時傳輸,例如電話。

    5. 基帶傳輸與寬帶傳輸的主要區別是什么?

    答:基帶傳輸:不需調制,編碼后的數字脈沖信號直接在信道上傳送。

    寬帶傳輸:把信號調制成頻帶為幾十MHz到幾百MHz的模擬信號后再傳送,接收方需要解調。

    6. 同步通信與異步通信的主要區別是什么? 答:

    同步通信要求接收端與發送端在時間基準上一致,收發雙方不停地發送和接收連續的同步比特流。而異步通信時不要求接收端時鐘和發送端時鐘同步。發送端發送完一個字節后,可經過任意長的時間間隔再發送下一個字節。 得同步通信的傳輸速率較異步通信更快,但系統需要在首發兩端保持同步,因此一般比異步通信更為復雜。同時,異步通信為使接收端正確識別數據,開銷較大。

    7. 通過比較說明雙絞線、同軸電纜和光纖三種傳輸介質的特點? 答:

    雙絞線:組裝密度高、節省空間,安裝容易,平衡傳輸,抗干擾性一般,連接距離短,,價格便宜。分為屏蔽雙絞線(STP),非屏蔽雙絞線(UTP)。常用的雙絞線:3類(16Mb/s) 和5類(155Mb/s)兩種。

    同軸電纜分基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜,抗干擾性能好,價格較便宜。計算機網絡中使用基帶同軸電纜,阻抗50?,有粗同軸和細同軸兩種,

    光纖,電磁絕緣性能好,頻帶較高,抗干擾性能極好、誤碼率低、保密性好,傳輸損耗小,適合長距離傳輸,輕便,價格較高。

    8. 數字數據在模擬信道傳輸時采用的調制方法有哪幾種?數字數據在數字信道傳輸時采用的常用編碼方法有哪幾種? 答:(1)數字數據在模擬信道傳輸時可以按頻率、幅度、相位進行調制。有四種基本形式:振幅鍵控(ASK)、移頻鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)和差分移相鍵控(DPSK)。 (2)數字數據在數字信道傳輸時采用的常用編碼方法有: 不歸零碼(NRZ )、曼徹斯特編碼(Manchester Coding)、差分曼徹斯特編碼(Differential Manchester Coding)等。

    9.給出比特流011000101111的不歸零碼、曼徹斯特編碼以及差分曼徹斯特編碼的波形圖。 對于10Mbps的數據速率,如分別采用不歸零碼和曼徹斯特編碼,則信號速率各是多少?

    答:比特流011000101111,則

    對于10Mbps的數據速率,采用不歸零碼,則信號速率是10Mbps。采用曼徹斯特編碼則信號速率是20Mbps。

    10.如何利用話音通道傳輸計算機數據? 答:

    (1)采樣:按一定間隔對語音信號進行采樣;

    (2)量化:把每個樣本舍入到最接近的量化級別上; (3)編碼:對每個舍入后的樣本進行編碼;

    編碼后的信號稱為PCM信號可以利用話音通道傳輸。

    11.請列舉出幾種信道復用技術,并說出它們各自的技術特點。 答:(1)頻分復用:按頻率劃分不同的頻率通道,每路信號占用一個頻率通道進行傳輸,頻

    率通道之間留有防護頻帶,有效避免相互干擾;

    (2)時分復用:按時間劃分不同的時間片和時隙,每路數據占用一個時隙進行傳輸; (3)波分復用:整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍,每路信號占用一個波長范圍

    來進行傳輸;

    (4)碼分復用:按地址碼劃分不同的信道。

    12.試寫出下列英文縮寫的全文并進行簡單解釋:FDM、TDM、WDM、CDMA、ITU-T、ISO 答:

    頻分復用FDM (Frequency Division Multiplexing)。

    時分復用TDM (Time Division Multiplexing)按時間劃分不同的信道。 波分復用WDM (Wave Division Multiplexing) 按波長劃分不同的信道。

    碼分多址CDMA (Code Division Multiple Access)按不同的地址碼劃分信道。 國際標準化組織ISO(International Organization for Standards)

    國際電信聯盟遠程通信標準化組ITU-T(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)

    (1)FDM:frequency division multiplexing,頻分復用,按頻率劃分不同的信道,是一

    種將多路基帶信號調制到不同頻率載波上再進行疊加形成一個復合信號的多路復用技術;

    (2)TDM:Time Division Multiplexing,時分復用,是指按時間劃分不同的時間片,每個時間片又劃分若干個時隙,每路數據占用一個時隙進行傳輸; (3)WDM:Wave Division Multiplexing,波分復用,是指整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍,每路信號占用一個波長范圍來進行傳輸;

    (4)CDMA:Code Wave Division Multiplexing Access,碼分多址,是指每個用戶把發送信號用接收方的地址碼序列進行編碼。不同用戶發送的信號在接收端被迭加,然后接收者用同樣的地址碼序列解碼。由于地址碼的正交性,只有與自己地址碼相關的信號才能被檢出,由此恢復出原始數據;

    (5)ITU-T:International Telecommunications Union-Telecommunication

    Standardization Sector,國際電信聯盟遠程通信標準化組,它是國際電信聯盟管理下的專門制定遠程通信相關國際標準的組織。

    (6)ISO: International Standard Organization,國際標準化組織,由各國標準化團體組成的世界性的聯合會,主要工作是制定國際標準。

    13. 一個有線電視系統有100個商用頻道,所有的頻道都交替地播放電視節目和廣告。它們是TDM還是FDM?

    答:100個商用頻道每個頻道都使用自己的頻帶,為FDM;在每個頻道上同時交替地播放電視節目和廣告,所以又是TDM。

    14.在普通電話系統中采用何種交換技術?IP(Internet Phone)電話采用何種交換技術?哪種交換費用低?為什么?

    答:普通電話系統中采用電路交換,IP電話采用分組交換。分組交換交換費用低,因為通信兩端不需要建立端到端的獨占通路,使每次端到端通信占用的絕對資源減小。

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    15.簡述差錯控制的幾種方法?如果信息位串是101,生成多項式是G(x)=X+X+X+1,則使用CRC技術實際傳送的位串是什么? 答:(1)差錯控制的方法有:ARQ、FEC、奇偶校驗、CRC等;

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    (2)(詳細步驟略)信息位串是101,生成多項式是G(x)=X+X+X+1。101后加r=4個0,即1010000;用1010000除以11101,余0011,實際傳送的位串是1010011。

    16.某信道的誤碼率為10,每個數據報文的長度為10000bit,那么:

    (1) 若差錯都是奇數個,則在該信道上傳送的數據報文的平均差錯率是多少?

    (2) 若差錯大多為突發性的,平均突發長度為100 bit,則在該信道上傳送的數據報文

    的平均差錯率是多少?

    答:此題理解有歧義,不用做。

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    17.收發兩端之間的傳輸距離為1000km,信號在媒體上的傳播速度為2×10m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延。

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    (1) 數據長度為10bit,數據發送速率為100kbit/s。

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    (2)數據長度為10bit,數據發送速率為1Gbit/s。 從以上計算結果可以得出什么結論? 答:

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    (1)發送時延 10bit/100kbit/s=100s,傳播時延 1000km/(2×10)m/s =0.005s

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    (2)發送時延 10bit/1Gbit/s=0.000001s,傳播時延 1000km/(2×10)m/s=0.005s 發送時延隨數據塊長度和信息傳輸速率的改變而改變,但只要仍在同一信道傳送,其傳播時延不變。

    18. 帶寬為 3KHz 的信道。

    (1) 不考慮噪聲的情況下,其最大數據傳輸速率為多少? (2) 若信號電平分為 16 級,重做 (1)。

    (3) 若信噪比 S/N 為 30dB ,其最大數據傳輸速率為多少 ? 答:(1)C =2W=2×3000=6000(baud)

    (2)C=2Wlog2 M=2×3000×log2 16=24000bps

    (3)因為S/N =10lg(S/N)=30(dB),所以S/N=1000,

    因此,C =Wlog2(1+S/N)=3000×log2(1+1000)≈29904(bps)

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