信道的数据速率计算公式
在使用香农理论时！由于s/n（信噪比）通常较大，因此通常使用分贝（dB）表示，例如。s/n=1000.分贝表示就是30dB.如果带宽是3KHZ，这时的极限速率是30Kb/s
通常误码率小于10E-6。
8.2 数据通信基础技术
1．信道特性
数据通信的目的就是传递信息，在一次通信中产生和发送信息的一端称为信源，接收信息的一端称为信宿，而信源和信宿之间的通信线路就称为信道。信道最重要的一个特性就是信道容量——也就是信道上数据所能够达到的传输速率。和信道相关的概念如下。
—带宽：是指发送器和传输媒体的特性限制下的带宽，通常用赫兹或每秒周期表示（对于模拟信道而言，其信道带宽W=最高频率f2-最低频率f1）。通常是信道的电路制成后，带宽就决定了，因此它是影响信道传输速率的客观性因素。
—噪声：信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，这种干扰就称为噪声，它会使得信道的传输速率降低。
在数据通信技术中，人们一方面通过研究新的传输媒介来降低噪声的影响，另一方面则是通过研究更先进的数据调制技术，从而能更加有效地利用信道的带
宽。
图8-2 信道的数据速率计算公式示意图
从图8-2中，可以看出在计算信道的数据速率时有两种考虑的方式。
—有噪声：这时应该使用香农理论。
在使用香农理论时，由于S/N（信噪比）的比值通常太大，因此通常使用分
（S/N）。例如，S/N=1000时，用分贝表示就是30d 贝数（dB）来表示：dB=10 log
10
B。如果带宽是3KHz，则这时的极限数据速率就应该是C=3000 log（1+1000）≈3000×9.97≈30Kb/s（考试是会考该知识点的，应该记住这里的转换公式）。
对于有噪声的信道，我们用误码率来表示传输二进制位时出现差错的概率（出错的位数/传送的总位数），通常要求小于10-6。
—无噪声：这时应该使用尼奎斯特定律（也称为奈式定律）。
在计算时，关键的地方在于理解码元和比特的转换关系。码元是一个数据信号的基本单位，而比特是一个二制数位，一位可以表示两个值。因此，如果码元可取两个离散值，则只需1比特表示；若可取4个离散值，则需要2比特来表示。码元有多少个不同种类取决于其使用的调制技术，关于调制技术的更多细节参见后面的知识点，在此只列出常见的调制技术所携带的码元数，如表8-1所示。
无线传输媒介主要包括无线电波，需要专用的频率，易被窃听；微波，可分为地面微波和卫星微波，带宽高、容量大，但受天气影响大；红外，设备便宜、带宽高，但传输距离有限，易受室内空气状态影响。
3．数字编码
知识点详解：
二进制数字信息在传输过程中可采用不同的代码，这些代码的抗噪性和定时能力各不相同。最基本的数字编码有单极性码、极性码、双极性码、归零码、不归零码、双相码6种，常用于局域网的有曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码，常用于广域网的4B/5B码、8B/10B码。
（1）基本编码。
—极性编码（如图8-3所示）：极包括正极和负极，因此从这里就可以理解单极性码，即只使用一个极性，再加零电平（正极表示0，零电平表示1）；极性码使用
了两极（正极表示0，负极表示1）；双极性码则使用了正负两极和零电平（其
中有一种典型的双极性码是信号交替反转编码AMI，它用零电平表示0，1则使
电平在正、负极间交替翻转）。
（2）应用性编码。
—曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码：曼彻斯特编码（以下简称“曼码”）是一种双相码，用低到高的电平转换表示0，用高到低的电平转换表示1（注意：某种教程中关于此描述是错误的），因此它也可以实现自同步，常用于以太网（802.3 10M以太网）。差分曼彻斯特编码（以下简称“差分曼码”）是在曼彻斯特编码的基础上加上了翻转特性，遇1翻转，遇0不变（如图8-5所示），常用于令牌环网。要注意的一个知识点是：使用曼码和差分曼码时，每传输1bit的信息，就要求线路上有2次电平状态变化（2波特），因此要实现100M b/s的传输速率，就需要有200Mhz的带宽，即编码效率只有50%。
图8-5 曼彻斯特和差分曼彻斯特编码
—4B/5B编码、8B/6T编码和8B/10B编码：正是因为曼码的编码效率不高，所以在带宽资源宝贵的广域网和速度要求更高的局域网中，就面临困难。因此就出现了m b n b编码，也就是将m比特位编码成为n波特（代码位）的编码，如表8-4所示。
表8-4 4B/5B编码、8B/6T编码和8B/10B编码的特性及应用
在高速的调制技术中，主要是通过采取多个相位值，使每个码元能够表示的二进制位数增多，从而提高数据传输速度。例如：可以使用（0°，90°，180°，270°）4个相位，也可以取（45°，135°，225°，315°）4个相位来表示00，01，10，11。前一种方案刚好是90°的倍数，因此称为QPSK（正交相移键控），后者则为普通的DPSK（四相键控）。另外，以上三种基本的调制技术经常结合使用，最常见的组合是PSK与ASK结合。
（2）编码技术。
最常用的编码技术是脉冲编码调制技术（PCM），简称为脉码调制。PCM原理中有以下几个关键知识点。
—PCM要经过取样、量化、编码三个步骤。
—根据奈奎斯特取样定理，取样速率应大于模拟信号的最高频率的2倍。我们都知道44K Hz的音乐让人感觉到最逼真，这是因为人耳可识别的最高频率约为22KHz，因此当采样率达到44KHz就可以达到最满意的效果。
—量化是将样本的连续值转成离散值，采用的方法类似于求圆周长时用内切正多边形的方法。而我们平时说的8位、16位的声音，指的就是28，216位量化。
—编码就是将量化后的样本值变成相应的二进制代码。
8.3 传输与交换技术
1．数据通信与交换方式
知识点详解：
（1）数据通信方式。
—按照数据传输方向，可以分为三种：单工通信，即信息只能在一个方向传送，如无线电广播、有线电视等；半双工通信，即双方可交替发送和接收信息，但不能够同时接收和发送，如无线电台、对讲机，由于相对全双工而言，设备价格更低，因此通常在要求不高时使用；全双工通信，即可以同时双向信息传送，如现代电话通信。
—按同步方式可以分为两种：一是异步传输，即将各个字符分开传输，字符间插入诸如“起始位”、“终止位”的同步信息，而且通常还需要加入“校验信息”，适合长距离传输；二是同步传输，即顺序地连续传输，通常是在传输前进行同步，然后在传输时双方以同一频率工作，这种通信方式通常用于短距离高速数据传输，如磁盘访问。
2．复用技术
知识点详解：
多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术，它可以有效地提高数据链路的利用率，从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务，也就是使得远程网络的干线可以同时运载大量的话音和数据传输。多路复用技术最常用的是两个设备：一是多路复用器，在发送端根据约定规则把多个低带宽信号复合成一个高带宽信号；二是多路分配器，根据约定规则再把高带宽信号分解为多个低带宽信号。这两种设备统称为多路器（MUX）。多路复用原理如图8-6所示。
图8-6 多路复用原理示意图
（1）多路复用技术。
常见的多路复用技术包括频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和波分多路复用（WDM），其中时分多路复用又包括同步时分复用和统计时分复用。表8-7中列出了它们的关键知识点。
数据通信基础 一、填空： 1、信号是数据的电编码或电磁编码，分为模拟信号和数字信号两种。 2、数据通信可以有单工、半双工、双工、三种通信方式。 3、数据通信按传输方式分，又可分为并行传输、串行传输。 4、在数据通信中，通常用于表达信道质量的指标是误码率，误码率等于差错码元数/传输总码元。 5、数据通信中，信道复用技术有两种分别是频分多路复用和时分多路复用。 6、数据通信网交换方式有电路交换、分组交换、帧交换、信元交换四种。 7、数通信接口电路的基本特性有机械特性，电气特性，功能特性和规程特性。 8、统计时分复用(STDM)与其他复用方式比较在接口处增加的两个功能缓冲存储、信息流控制。 9、EIA（电子工业协会）规定的RS-232-C的接口标准使用DB-25和DB-9连接器的串行连接标准，电缆最大长度为50 英尺。 10、TCP/IP网络的PING功能属于OSI的网络层的功能。 11、V.28建议规定了使用分立元件实现的不平衡双流接口电路的电气特性。 12、数据通信中DTE的含义是数据终端设备。 13、IPV4地址长32比特。 14、抖动是数字信号的各种有效瞬间相对其理想时间位置的短时偏离。 15、数据通信系统的指标是围绕传输的有效性和可靠性来制定的。 16、分组交换采用的是X.25协议。 17、计算机或路由器的每块网络接口卡上都有唯一的MAC地址，它位于OSI的数据链路层。 18、路由器的主要功能是寻址和转发。 19、ATM的适配层可分为拆装, SAR子层和汇聚, CS子层。 20、帧中继的帧结构中的标志(FLAG)序列是01111110。 二、选择题（单选或多选） 1、比较电路交换和分组交换的两种方式的优缺点，选择答案，电路交换的优点是___A__C__ 分组交换的优点是：__B D__ A. 传输时延小C. 信息吞吐量大 B. 提供不同类终端相互通信D. 实现多路通信 2、某一数据用户采用64K专线方式互联两台计算机，所遵循的通信接口协议有以下哪几种：__B D__ A. V.90 B. V.35 C. V.54 D. V.24 3、在使用调制解调器通信时，调制解调器上显示的DTR信号代表的含义是：___C___ A. 载波信号 C. 数据终端准备好信号 B. 振铃信号 D. 时钟信号 4、数据通信系统模型由__A C D_三种设备组成。 A. 数据终端设备 C. 数据电路 B. 程控交换机 D. 计算机系统 5、担当把计算机输出的信号转换成普通双绞线线路上能传输的信号的设备是哪种__B__ A. SDH传输设备 C. 交换机 B. 调制解调器 D. 交接箱 三、问答题 1、数据分为模拟数据和数字数据，说出两者最根本的区别？ 答：模拟数据取值连续、数字数据取值离散。 2、解释什么叫做带宽？ 答：每种信号都要占据一定的频率范围，这个频率范围就叫做带宽。
第一部分数据通信与计算机网络课程设计（要求） 一、课程设计的性质、目的和任务 性质：独立设课 目的和任务： 1、掌握数据通信和计算机网络的基本原理 2、掌握数据通信和计算机网络设计、分析和实现方法 3、提高学生编制网络通信程序、网络应用服务程序的能力 二、课程设计的基本内容和要求 基本内容：网络数据通信的基本方法及实现。 基本要求：根据选定的项目，课题小组成员认真查阅相关资料，发挥学生的主体作用，提出设计方案，老师参与，进行讨论和分析，最终确定设计方案。在此基础上，合理分工，协同完成项目的设计与实现，最后完成课程设计的报告撰写。
注：一、滑动窗口协议的模拟 1 关于滑动窗口，请阅读网络教材（实现—选择性重发）； 2 运行时启动两个线程client 和server。其中sever 初始应该为监听状态； 3 可指定滑动窗口数目m（m＝2n，n为大于1的整数）和要发送的帧总数，停等的超时时间间隔以及发送类型（正常发送，即没有缺帧和错序发送帧的现象），发送速率等参数； 4 client向server发起连接，成功则转入5; 5 client端发出帧，帧的内容可同序号或者为“111”“222”…“aaa”“bbb”…或者是一段文章中的部分内容; 6 选择发送类型为“缺帧”，模拟因网络拥塞造成丢帧的情况，开始发送情况同“正常发送”的情况。不同的是在帧x发送前用户可以选择丢失，则客户端继续接收帧x+1，x+2…并且对帧x+1，x+2…发出确认并缓存该帧； 7 服务器端等待一段相当长的时间（超时），重发帧x； 8 选择发送类型为“错序发送”。将一组待发送的帧按照指定（错序）顺序发送。具体实现同“缺帧”情况； 9 以上各种情况下，client和server窗口中应实时显示帧的发送和接受情况，包括序号，到达时间，内容等。以及窗口的填充和清空情况； 10 使用socket编程； 11 本实验要求实现的是一个简化了许多的滑动窗口协议。对于所有包，在生成序列号后进行发送。接收方为每个包设定一个定时器，记录包的到达情况。如发送方发送速度过快，或某包定时器超时，则发送方应重发。接受方窗口满时，接受到的包应被拷贝至硬盘（以下部分可以自由设计，仅做参考）。 12 主要的数据结构： 包： class packet{ protect： int num；//数据包的序号 cstring content；//数据包内容 …… //method …… } 消息： class message{ protect： int no；//消息的序号 cstring content；//消息内容 int id；//消息的方向 //method …… }
数据通信基础（二）1. 数据通信方式 1.1通信方向：单工、全双工、半双工。 1.2传输方式：异步传输、同步传输。 异步传输模式 同步传输模式
2. 数据交换方式 2.1电路交换：优点：独占性、实时性，适合传输大量的数据。 缺点：需要建立一条物理连接，利用率低。比如早期的电话系统。 2.2报文交换：优点：不需要专用通道，线路利用率高，存储转发节点可校验纠错。 缺点：有通信时延。比如物流包裹。 2.3分组交换：优点：利用率更高、可选路径、数据率转换、支持优先级。 缺点：时延、开销大。比如邮局寄信,分为数据报和虚电路。
2.4:分组数据报:单向传送、无连接的。如普通通信网络。 2.5分组虚电路：交互式、逻辑链接。
3. 多路复用技术 3.1频分复用FDM：不同的频率，子信号隔离频带防串扰。如CATV、WIFI。 3.2时分复用TDM：不同的时间，轮流占用，如手机。分为同步时分T1、E1；统计时分。如ATM。 3.3波分复用WDM：在同一根光纤中同时让两个或两个以上的光波长信号通过不同光信道各自传输信息。
4. 数字传输标准 4.1T1标准:1.544Mbps、125us=8000次。 1.544Mbps=[24*(7+1)+1]*8000。T2、T3、T4口诀：T476踢是去喽（美国和日本标准） 4.2E1标准：2.048Mbps、125us=8000次。 2.048Mbps=[32*(7+1)]*8000。 CH0和CH16控制指令，30个话音数据。 E2、E3、E4口诀：E444。（中国和欧洲） 4.3SONET标准（美国）和SDH标准（国际）：用于光纤网络。15 5.520 5. 数据检错纠错 5.1检错码：奇偶校验看1的个数是奇数/偶数。只能检错不能纠错。移动通信广泛采用。
第一章习题 1、试举出若干个模拟信号与数字信号的例子。 答：模拟信号：语音信号等 数字信号：计算机处理数据等。 2、请说明有线电视、市内电话、调频广播、移动电话、校园网等通信系统各使用哪些信道。答：有线电视：同轴电缆 市内电话：双绞线 调频广播：无线信道 移动电话：无线信道 校园网：双绞线、同轴电缆或光纤 3、试述通信系统的组成。 答：通信系统包括五个组成部分：1）信源；2）发送设备；3）接收设备；4）信宿；5）信道。 4、一个有10个终端的通信网络，如果采用网型网需要用到多少条通信链路？如果采用星型网需要有多少条通信链路？ 答：网状网：45条；星状网：10条 5、试述传码率，传信率，误码率，误信率的定义，单位。并说明二进制和多进制时码元速率和信息速率的相互关系。 答：1）传码率是指单位时间内通信系统传送的码元数目，单位为“波特”或“B”。 2）传信率也称为比特率（bit rate），是指单位时间内通信系统所传送的信息量，单位为“bit/s”或“bps”。 3）误码率就是码元在传输系统中被传错的概率，Pe=传输中的误码/所传输的总码数。 4）误信率是指发生差错的信息量在信息传输总量中所占的比例，Peb=系统传输中出错的比特数/系统传输的总比特数。 r=Rmlog2m（bit/s） 式中，r为传信率，Rm为m进制的传码率。 6、描述点对点通信的几种方式。 答：对于点对点之间的通信，按消息传送的方向与时间，通信方式可分为单工通信、半双工通信及全双工通信三种。 7、线路交换与分组交换的区别在哪里？各有哪些优点？
答：线路交换：网上的交换设备根据用户的拨号建立一条确定的路径，并且在通信期间保持这条路径，从被呼用户摘机建立通话开始到一方挂机为止，这条线路一直为该用户所占用。线路交换的很大一个优点是实时性好。 分组交换：分组交换是一种存储与转发的交换方式，很适合于数据通信。它将信息分成一系列有限长的数据包，并且每个数据包都有地址，而且序号相连。这些数据包各自独立地经过可能不同的路径到达它们的目的地，然后按照序号重新排列，恢复信息。它的优点是线路利用率高。 8、已知二进制数字信号每个码元占用的时间为1ms，1、0等概率出现，求（1）码元速率，（2）每秒钟的信息量，（3）信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）每秒钟信息量=Rmlog2m=1000*1=1000（bit） 3）r=Rmlog2m=1000*1=1000（bit/s） 9、同上题，如果码元速率不变，改用8进制传输，且各码元等概率出现，求码元速率，信息速率。 答：1）码元速率=1/0.001=1000（B） 2）r=Rmlog2m=1000*3=3000（bit/s）
数据通信基本知识 -------------------------------------------------------------------------- 所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用，为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。 一、有线传输介质(Wired Transmission Media) 有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media)为：铜线和玻璃纤维。 1. 铜线 铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质，它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference)，我们使用两种基本的铜线类型：双绞线和同轴电缆。 (1)双绞线 双绞线(Twisted Pair)是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，其形状结构如图1.1所示。双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。 (2)同轴电缆 同轴电缆(Coaxial Cable)由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。 2.玻璃纤维 目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维，简称光纤(Optical Fiber)或光缆(Optical Cable)。 光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层（硅橡胶）和保护层构成。在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode)或激光(Laser)来发射光脉冲，在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。 模拟数据通信与数字数据通信 一、通信信道与信道容量(Communication Channel & Channel Capacity) 通信信道(Communication Channel)是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻?quot;联系"，由此为传输数据信号形成的逻辑通路。逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的。物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和
高纲1498 江苏省高等教育自学考试大纲 07025 数据通信与网络 南京信息工程大学编江苏省高等教育自学考试委员会办公室
Ⅰ课程性质与课程目标 一、课程性质和特点 本课程是物联网工程专业的专业必修课。课程系统地讲授了计算机网络的体系结构概念，对各个网络功能层的基本概念、工作原理和通信规程，数据通信技术、广域网和局域网技术、以及网络应用技术和发展都作了详细介绍。配合该课程的实验教学，将帮助学生掌握和了解数据通信和计算机网络的基本原理、工作过程和实现方法，加深学生对数据通信技术、计算机网络技术理论的认识和理解，培养网络应用技能。 本课程的目的，是使学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，了解计算机网络技术的应用和发展，辅以精心设计跟踪实际应用的实验教学内容，对提升学生动手操作实践能力，为后续的计算机网络专业课程的学习，建立良好的基础。 二、课程目标 1. 要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握通信基础内容和计算机网络部分的内容，并能够用其分析、初步设计和解答与网络应用相关的问题，能够举一反三。 2.计算机网络的概念较多，因此要强调基本概念，而不是过多地讲具体的计算网络中所使用的专用设备。 3.计算机网络的发展非常迅速，新的技术不断出现，因此应尽可能地掌握较新的内容。另外本课程工程性较强，学生应注重理论联系实际和重视实验环节。 三、与相关课程的联系与区别 本课程先修课程应涉及计算机文化基础、计算机程序设计、管理信息系统、数据库原理与应用等。后继课程有网络操作系统、路由与交换技术、计算机网络安全、网络编程等。 本课程与其他课程的区别为：本课程立足于理论，与实际环节紧密结合，需要更多关注各种网络应用及新技术。 四、课程的重点和难点 课程的重点之一是网络通信的有关技术，包括数据通信技术、数据编码技术、数据交换技术、流量控制技术、差错控制技术；重点之二是五层网络体系结构，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，重点之三是局域网技术。 课程的次重点是数据通信与计算机网络领域的基本概念和工作原理，对网络的组
第二章数据通信基础习题与答案 一、判断题 1.（√）计算机中的信息都是用数字形式来表示的。 2.（√）信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示，单位时间内传送的比特数越多，表示信道容量越大。 3.（×）波特率是指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。 4.（×）在单信道总线型网络中，带宽=信道容量×传输效率。 5.（√）在共享信道型的局域网中，信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。 6.（√）DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和住宿。 7.（√）DCE是数据通信设备，是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。 8.（×）Modem属于DTE。 9.（√）在单工通信的两个节点中，其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据，另一端只能接收数据不能发送数据。 10.（√）在半双工通信的双方可以交替地发送和接收信息，不能同时发送和接收，只需要一条传输线路即可。 11.（×）在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收，只需要一条传输线路即可。 12.（√）在局域网中，主要采用的是基带数据传输方式。 13．（√）信道带宽的单位是赫兹。 14．（×）数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。 15．（×）比特率和波特率是两个相同的概念。 16．（√）基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。 17．（√）分组交换是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。 18．（√）电路交换有建立连接、传输数据和拆除连接三个通信过程。 19．（√）分组交换比电路交换线路利用率高，但实时性差。 20．（√）ATM(即异步传输模式)是一种广域网主干线常采用的技术。 21．（√）数据传输率是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。 22．（×）使用调制解调器进行网络数据传输称为基带传输。 23．（√）信元交换适宜于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。 24．（×）波特率是一种数字信号的传输速率。 25．（×）分组交换属于“存储一转发”交换方式，它是以报文为单位进行传输转换的。 26．（×）奇偶检验是一种复杂的检错方法，有很强的检错能力。 二、填空题 1.数据一般分（模拟）数据和（数字）数据两种类型。 2.在数字传输中，（码元）是构成信息编码的最小单位。 3.（吞吐量）是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。 4.数据通信系统是由（ DTE ）、（ DCE ）和通信线路等组成。 5.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有（单工通信）、（半双工通信）和（全双工通信）三种。 6.数据传输方式有（基带传输）、（频带传输）和（宽带传输）三种。 7.数据交换技术有（电路交换）、（报文交换）、（分组交换）和（信元交换）四种。 8.一个完整的信元长度为（ 53 ）B，其中（ 5 ）B是信元头，（ 48 ）B为信元数据。
路由器及RIP协议 一、路由器基本原理及功能 路由器是连接不同网络的设备，实现在不同网络中转发数据单元。 1.路由表中包含了下列关键项： 目的地址（Destination）：用来标识IP包的目的地址或目的网络。 网络掩码（Mask）：与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。将目的地址和网络掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址 输出接口（Interface）：说明IP包将从该路由器哪个接口转发。 下一跳IP地址（Nexthop）：说明IP包所经由的下一个路由器的接口地址。路由优先级(Priority):也叫距离管理，决定了来自不同路由来源的路由信息的优先权 2.路由信息的来源(Protocol/Owner) 在路由表中有一个Protocol字段：指明了路由的来源，即路由是如何生成的。路由的来源主要有3 种： 链路层协议发现的路由（Direct）：开销小，配置简单，无需人工维护，只能发现本接口所属网段拓扑的路由。链路层一定要ＵＰ 手工配置的静态路由（Static）：静态路由是一种特殊的路由，它由管理员手工配置而成。通过静态路由的配置可建立一个互通的网络。静态路由无开销，配置简单，适合简单拓扑结构的网络。 动态路由协议发现的路由（RIP、OSPF等）：当网络拓扑结构十分复杂时，手工配置静态路由工作量大而且容易出现错误，这时就可用动态路由协议，让其自动发现和修改路由，无需人工维护，但动态路由协议开销大，配置复杂。 3.路由的花费（metric） 标识出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常路由的花费值会受到线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元等因素的影响，不同的动态路由协议会选择其中的一种或几种因素来计算花费值（如RIP用跳数来计算花费值）。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义，不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。静态路由的花费值为0。 二、路由匹配原则 1.最长匹配原则－使用路由表中达到同一目的地的子网掩码最长的路由。 2.Cost/metric值越小的路由越优先？ 不同的路由协议发现的路由Cost没有比较意义 3.在Router A上被优选的路由，Router B上也一定优选？ 路由选优完全是“单机行为” 三、路由协议原理 1.静态路由 在组网结构比较简单的网络中，只需配置静态路由就可以使路由器正常工作。接口静态路由优先级是0，这意味着它是直接连接网络的路由。
CHAPTER 1 15. With 16 bits, we can represent up to 216 different colors. 17. a. Mesh topology: If one connection fails, the other connections will still be working. b. Star topology: The other devices will still be able to send data through the hub; there will be no access to the device which has the failed connection to the hub. c. Bus Topology: All transmission stops if the failure is in the bus. If the drop-line fails, only the corresponding device cannot operate. 2 d. Ring Topology: The failed connection may disable the whole network unless it is a dual ring or there is a by-pass mechanism. 19. Theoretically, in a ring topology, unplugging one station, interrupts the ring. However, most ring networks use a mechanism that bypasses the station; the ring can continue its operation. 21. See Figure 1.1 23. a. E-mail is not an interactive application. Even if it is delivered immediately, it may stay in the mail-box of the receiver for a while. It is not sensitive to delay. b. We normally do not expect a file to be copied immediately. It is not very sensitive to delay. c. Surfing the Internet is the an application very sensitive to delay. We except to get access to the site we are searching. 25. The telephone network was originally designed for voice communication; the Internet was originally designed for data communication. The two networks are similar in the fact that both are made of interconnections of small networks. The telephone network, as we will see in future chapters, is mostly a circuit-switched network; the Internet is mostly a packet-switched network. Figure 1.1 Solution to Exercise 21 Station Station Station Repeat er Station Station Station Repeat er Station Station Station Repeater Hub 1 CHAPTER 2 Exercises 15. The International Standards Organization, or the International Organization of
数据通信技术基础知识 2.1 数据通信技术 2.1.1 模拟数据通信和数字数据通信 1.几个术语的解释 1)数据－定义为有意义的实体。数据可分为模拟数据和数字数据。模拟数据是在某区间内连续变化的值；数字数据是离散的值。 2)信号－是数据的电子或电磁编码。信号可分为模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的电流、电压或电磁波；数字信号则是一系列离散的电脉冲。可选择适当的参量来表示要传输的数据。 3)信息－是数据的内容和解释。 4)信源－通信过程中产生和发送信息的设备或计算机。 5)信宿－通信过程中接收和处理信息的设备或计算机。 6)信道－信源和信宿之间的通信线路。 2.模拟信号和数字信号的表示 模拟信号和数字信号可通过参量(幅度)来表示： 图2.1 模拟信号、数字信号的表示 3.模拟数据和数字数据的表示 模拟数据和数字数据都可以用模拟信号或数字信号来表示，因而无论信源产生的是模拟数据还是数字数据，在传输过程中都可以用适合于信道传输的某种信号形式来传输。 1)模拟数据可以用模拟信号来表示。模拟数据是时间的函数，并占有一定的频率范围，即频带。这种数据可以直接用占有相同频带的电信号，即对应的模拟信号来表示。模拟电话通信是它的一个应用模型。 2)数字数据可以用模拟信号来表示。如Modem可以把数字数据调制成模拟信号；也可以把模拟信号解调成数字数据。用Modem拨号上网是它的一个应用模型。 3)模拟数据也可以用数字信号来表示。对于声音数据来说，完成模拟数据和数字信号转换功能的设施是编码解码器CODEC。它将直接表示声音数据的模拟信号，编码转换成二进制流近似表示的数字信号;而在线路另一端的CODEC,则将二进制流码恢复成原来的模拟数据。数字电话通信是它的一个应用模型。 4)数字数据可以用数字信号来表示。数字数据可直接用二进制数字脉冲信号来表示，但为了改善其传播特性，一般先要对二进制数据进行编码。数字数据专线网DDN网络通信是它的一个应用模型。 4.数据通信的长距离传输及信号衰减的克服 1)模拟信号和数字信号都可以在合适的传输媒体上进行传输(如图2.2)；
数据通信的基础知识概述
入设备通信。其本地管理接口（LMI）可大大简化帧中继网的配置和管理。 ⑤局域网（LAN）与广域网（WAN）的高速连接。 ⑥LAN与LAN的互联。 ⑦远程计算机辅助设计/制造文件的传送、图像查询以及图像监视、会议电视等 2．无线数据通信的应用 无线数据通信也称为移动数据通信。它的业务范围很广，也有广泛的应 前景。 （1）移动数据通信在业务上的应用。移动数据通信的业务，通常分为基本数据业务和专用数据业务两种：基本数据业务的应用有电子信箱、传真、信息广播、局域网（LAN）接入等。?专用业务的应用有个人移动数据通信、计算机辅助调度、车、船、舰队管理、ＧPS汽车卫星定位、远程数据接入等。 （2）移动数据通信在工业及其它领域的应用。 移动数据通信在这些领域的应用可分为固定式应用、移动式应用和个人应用三种类型。 ①固定式应用是指通过无线接入公用数据网的固定式应用系统及网 络。如边远山区的计算机入网、交警部门的交通监测与控制、收费停车场、加油站以及灾害的遥测和告警系统等。 ②移动式应用是指野外勘探、施工、设计部门及交通运输部门的运输 车、船队和快递公司为发布指示或记录实时事件，通过无线数据网络实现业务调度、远程数据访问、报告输入、通知联络、数据收集等均需采用移动式数据终端。移动数据终端在公安部门的刑警、巡警、交警也开始应用。 ③个人应用是指专业性很强的业务技术人员、公安外线侦察破案人员 等需要在外办公时，通过无线数据终端进行远程打印、传真、访问主机、数据库查询、查证。股票交易商也可以通过无线数据终端随时随地跟踪查询股票信息，即使度假也可以从远程参加股票交易。
数据通信基本知识 所有计算机之间之间通过计算机网络的通信都涉及由传输介质传输某种形式的数据编码信号。传输介质在计算机、计算机网络设备间起互连和通信作用，为数据信号提供从一个节点传送到另一个节点的物理通路。计算机与计算机网络中采用的传输介质可分为有线和无线传输介质两大类。 一、有线传输介质(Wired Transmission Media) 有线传输介质在数据传输中只作为传输介质，而非信号载体。计算机网络中流行使用的有线传输介质(Wired Transmission Media) 为：铜线和玻璃纤维。 1. 铜线 铜线(Copper Wire)由于具有较低的电阻率、价廉和容易安装等优点因而成为最早用于计算机网络中的传输介质，它以介质中传输的电流作为数据信号的载体。为了尽可能减小铜线所传输信号之间的相互干涉(Interference) ，我们使用两种基本的铜线类型：双绞线和同轴电缆。 (1) 双绞线 双绞线(Twisted Pair) 是把两条互相绝缘的铜导线纽绞起来组成一条通信线路，它既可减小流过电流所辐射的能量，也可防止来自其他通信线路上信号的干涉。双绞线分屏蔽和无屏蔽两种，其形状结构如图 1.1 所示。双绞线的线路损耗较大，传输速率低，但价格便宜，容易安装，常用于对通信速率要求不高的网络连接中。 (2) 同轴电缆 同轴电缆(Coaxial Cable) 由一对同轴导线组成。同轴电缆频带宽，损耗小，具有比双绞线更强的抗干扰能力和更好的传输性能。按特性阻抗值不同，同轴电缆可分为基带(用于传输单路信号)和宽带(用于同时传输多路信号)两种。同轴电缆是目前LAN局域网与有线电视网中普遍采用的比较理想的传输介质。 2. 玻璃纤维目前，在计算机网络中十分流行使用易弯曲的石英玻璃纤维来作为传输介质，它以介质中传输的光波(光脉冲信号)作为信息载体，因此我们又将之称为光导纤维， 简称光纤(Optical Fiber) 或光缆(Optical Cable) 。 光缆由能传导光波的石英玻璃纤维(纤芯)，外加包层(硅橡胶)和保护层构成。在光缆一头的发射器使用LED光发射二极管(Light Emitting Diode) 或激光(Laser)来发射光脉冲，在光缆另一头的接收器使用光敏半导体管探测光脉冲。 模拟数据通信与数字数据通信 一、通信信道与信道容量(Communication Channel & Channel Capacity) 通信信道(Communication Channel) 是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路，它由传输介质与有关通信设备组成；逻辑信道指在物理信道的基础上，发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻?quot; 联系"，由此为传输数据信号形成的逻辑通路。逻辑信道可以是有连接的，也可以是无连接的。物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和 无线信道，也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模拟信道。信道容量(Channel
数据通信与计算机网络习题参考答案 第1章计算机网络概述 一、填空题 1．计算机、通信 2．FEP、CCP 3．数据通信、资源共享、分布式处理和均衡负荷、提高安全可靠性 4．资源、通信 5．ARPA 6．电路交换、报文交换、分组交换 7．局域网、城域网、广域网 8．总线、星型、树型、环型、网状 二、选择题 1．D 2．C 3．A4．A5．B 6．B 三、判断题 1．×2．√3．√4．× 四、简答题 1．（1）面向终端的计算机网络；（2）多主机互联的网络阶段；（3）开放式标准化计算机网络阶段；（4）网络互连与高速网络阶段 2．计算机网络是利用通信设备和线路把地理上分散的多台具有独立功能的计算机系统连接起来，在功能完善的网络软件支持下，进行数据通信，实现资源共享、互操作和协同工作的系统。 3．（1）完成了对计算机网络的定义、分类与子课题研究内容的描述；（2）提出了资源子网、通信子网的两级网络结构的概念；（3）研究了报文分组交换的数据交换方法；（4）采用了层次结构的网络体系结构模型与协议体系；（5）促进了TCP/IP 协议的发展。 4．虽然各种类型的计算机网络组成结构、具体用途和信息传输方式等不尽相同，但是它们却具有一些共同的特点。主要体现在可靠性、独立性、高效性、扩充性、透明性、可控性和廉价性等几个方面。 5．典型的计算机网络在逻辑上可分为两个子网，是由资源子网和通信子网构成的，资源子网负责信息处理，通信子网负责全网中的信息传递。 资源子网由主机、用户终端、终端控制器、联网外部设备、各种软件资源与信息资源组成。通信子网由专用的通信控制处理机CCP、通信线路与其它通信设备组成。 6．（1）主体设备；（2）联接设备；（3）预处理设备；（4）信道。 7．（1）按照网络的数据交换方式划分，主要的交换方法有电路交换网、报文交换、分组交换、帧中继交换网、A TM交换网和混合交换网；（2）按照网络的覆盖范围划分，可分为局域网、城域网和广域网；（3）按照网络的物理信道媒体划分，可分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、微波网络、卫星网络等；按网络的拓扑结构划分，可分为总线型网络、环形型网络、星型网络、树型网络和网状型网络等；（5）按照网络应用范围和管理性质划分，可分为公用网和专用网两大类。 8．计算机网络拓扑结构是指一个网络中各个节点之间互连的几何构形，它可以表示出网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。常用的计算机网络拓扑结构有总线型、星型、环型、树型和网状型等。
《数据通信原理》课程 （Principle of the Data Communication） (学时：50 ) 一、前言 数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程，是该专业的主干课程，共50学时，3.0学分，其中实验课程10学时。 二、课程的性质、地位和任务 本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程，又是一门专业的数字信号传输的理论课，它是为满足通信领域对应用人才的需要而设置的。通过本课程的学习，为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础，并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。 三、教学基本要求和方法 1．基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式；掌握数据信号的传输理论：基带传输和频带传输；掌握差错控制的基本原理和工作方式，理解常用差错控制码的构成原则；理解数据交换的原则，掌握分组交换的基本内容，了解分组交换网的构成。 本课程是一门原理性的课程，要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。 2．基本方法 本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主，并以课堂讨论和习题课为辅。 四、授课教材及主要参考书目 1．授课教材 《数据通信原理》詹仕华主编，中国电力出版社（2010年第1版）。 2．主要参考书目 《数据通信技术教程》蒋占军编著，机械工业出版社（2006年第2版）。 《数据通信原理》毛京丽等编著，北京邮电大学出版社（2000年第二版）； 《数据通信原理》杨世平等编著，国防大学出版社（2001年第一版）； 《现代通信原理》钱学荣编，清华大学出版社（1999年）。 五、学分与学时分配 本课程共3.0学分，总教学共50学时，具体学时分配如下表： 六、课程内容及学时分配： （一）理论教学内容（40学时） 第一章绪论（4学时）
信道的数据速率计算公式 在使用香农理论时！由于s/n（信噪比）通常较大，因此通常使用分贝（dB）表示，例如。s/n=1000.分贝表示就是30dB.如果带宽是3KHZ，这时的极限速率是30Kb/s 通常误码率小于10E-6。 8.2 数据通信基础技术 1．信道特性 数据通信的目的就是传递信息，在一次通信中产生和发送信息的一端称为信源，接收信息的一端称为信宿，而信源和信宿之间的通信线路就称为信道。信道最重要的一个特性就是信道容量——也就是信道上数据所能够达到的传输速率。和信道相关的概念如下。 —带宽：是指发送器和传输媒体的特性限制下的带宽，通常用赫兹或每秒周期表示（对于模拟信道而言，其信道带宽W=最高频率f2-最低频率f1）。通常是信道的电路制成后，带宽就决定了，因此它是影响信道传输速率的客观性因素。 —噪声：信息在传输过程中可能会受到外界的干扰，这种干扰就称为噪声，它会使得信道的传输速率降低。
在数据通信技术中，人们一方面通过研究新的传输媒介来降低噪声的影响，另一方面则是通过研究更先进的数据调制技术，从而能更加有效地利用信道的带 宽。 图8-2 信道的数据速率计算公式示意图 从图8-2中，可以看出在计算信道的数据速率时有两种考虑的方式。 —有噪声：这时应该使用香农理论。 在使用香农理论时，由于S/N（信噪比）的比值通常太大，因此通常使用分 （S/N）。例如，S/N=1000时，用分贝表示就是30d 贝数（dB）来表示：dB=10 log 10 B。如果带宽是3KHz，则这时的极限数据速率就应该是C=3000 log（1+1000）≈3000×9.97≈30Kb/s（考试是会考该知识点的，应该记住这里的转换公式）。 对于有噪声的信道，我们用误码率来表示传输二进制位时出现差错的概率（出错的位数/传送的总位数），通常要求小于10-6。 —无噪声：这时应该使用尼奎斯特定律（也称为奈式定律）。 在计算时，关键的地方在于理解码元和比特的转换关系。码元是一个数据信号的基本单位，而比特是一个二制数位，一位可以表示两个值。因此，如果码元可取两个离散值，则只需1比特表示；若可取4个离散值，则需要2比特来表示。码元有多少个不同种类取决于其使用的调制技术，关于调制技术的更多细节参见后面的知识点，在此只列出常见的调制技术所携带的码元数，如表8-1所示。
《数据通信与计算机网络》课程教学大纲 一、课程名称：《数据通信与计算机网络》 二、教学对象：计算机网络技术专业、三年制 三、学分与学时：学分，学时（实验学时） 四、课程模块类别及课程属性：专业基础能力课程、必修课 五、课程性质与目的要求： 课程性质：本课程是计算机网络技术专业的专业必修课。课程系统地讲授了计算机网络的体系结构概念，对各个网络功能层的基本概念、工作原理和通信规程，数据通信技术、广域网和局域网技术、以及网络应用技术和发展都作了详细介绍。配合该课程的实验教学，将帮助学生掌握和了解计算机网络的基本原理、工作过程和实现方法，加深学生对计算机网络技术理论的认识和理解，培养网络应用技能。 目的要求：本课程的目的，是使学生建立计算机网络体系机构的概念，掌握数据通信的基本概念和计算机网络的工作原理，了解计算机网络技术的应用和发展，辅以精心设计跟踪实际应用的实验教学内容，对提升学生动手操作实践能力，为后续的计算机网络专业课程的学习，建立良好的基础。 六、教学内容： （一）计算机网络网络概论 【目的要求】 、了解： （）计算机网络的发展过程。 （）计算机网络的分类方法。 （）计算机网络的基本结构。 （）研究计算机网络拓扑的重要性。 （）参考模型层次划分原则；参考模型的基本结构。 、掌握： （）计算机网络的定义。 （）广域网、城域网与局域网的特点。 （）资源子网的主要功能与组成；通信子网的主要功能与组成。 （）计算机网络拓扑的定义；主要网络拓扑构型的特点。 （）参考模型各层的功能；环境中的数据传输过程。 （）初步掌握体系结构。 【教学内容】 、计算机网络的发展过程。 、计算机网络的分类方法。 、计算机网络的基本结构。 、研究计算机网络拓扑的重要性。 、参考模型层次划分原则；参考模型的基本结构。 、计算机网络的定义。 、广域网、城域网与局域网的特点。 、资源子网的主要功能与组成；通信子网的主要功能与组成。
数据通信技术基础习题 答案:一、CCADA ABCBA 二、AC\ABCD\ABCD\AC\ABCD\ABC\AC\ABCD\ABC\ABC 三、1、数据通信 2、信息 3、数据 4 、信号 5、数字模拟数字模拟 6、发送设备传输设备接收设备 7、比特率 8、波特率 9、带宽 10、信道容量 11、误码率 12、吞吐量 13、串行传输 14、并行传输 15、同步 16 异步 17、单工 18、半双工 19、全双工 20、电路报文分组 21、电路建立数据传输拆除电路 22、报文交换存储-转发 23、分组交换 24、数据报方式虚电路方式 25、多路复用 26、频分多路复用时分多路复用 一、单项选择题 1.单工通信就是指( )。 A.通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B.通信双方都能收、发信息,但不能同时进行收、发信息的工作方式 C.信息只能单方向发送的工作方式 D.通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 2.数据通信的信道包括( )。 A.模拟信道 B.数字信道 C.模拟信道与数字信道 D.同步信道与异步信道
3.双工通信就是指( )。 A.通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B.通信双方都能收、发信息,但不能同时进行收、发信息的工作方式 C.信息只能单方向发送的工作方式 D.通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 4.半双工通信就是指( )。 A.通信双方可同时进行收、发信息的工作方式 B.通信双方都能收、发信息,但不能同时进行收、发信息的工作方式 C.信息只能单方向发送的工作方式 D.通信双方不能同时进行收、发信息的工作方式 5.完整的通信系统就是由( )构成。 A.信源、变换器、信道、反变换器、信宿 B.信源、变换器、信道、信宿 C.信源、变换器、反变换器、信宿 D.变换器、信道、反变换器、信宿 6.移动通信系统一般由( )构成。 A.移动台、基地站、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 B.移动台、基地站、移动业务交换中心 C.移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 D.移动台、移动业务交换中心、与公用电话网相连接的中继线 7.无线寻呼就是( )。 A.一种传送简单语言信息的单向呼叫系统 B.一种传送非简单语言信息的单向呼叫系统