第一章通信基础知识
§1 当前通信网的概况
§2 pcm编码
§3 PDH
§4 什么是E1
§5 什么是SDH
§6 什么是光纤通信
§7 什么是光纤接入技术
§8 什么是光波分复用
§9什么是三网融合
§10 OSI(Open System Interconnect ）开放式系统互连参考模型
§1 当前通信网的概况
接入网
的工具，也是现在和未来经济发展的基础平台之一。通信网络的发展
经历了由窄带到宽带、由人工到智能、由单业务到综合业务的发展过
程。21世纪，通信网络向提供宽带化、个人化、分组化和综合化方
向发展的趋势更为明显。而目前技术发展和需求增长最快的是
Internet和移动通信。
宽带通信网是一种全数字化、高速、宽带、具有综合业务能力的智能化通信网络。宽带通信网的显著特点就是在信息数据传输上突破了速度、容量和时间空间的限制。宽带通信网络可大致分为宽带骨干网络和宽带接入网络两个层面。本文分别从宽带骨干网络和宽带接入网络两个层面介绍通信网络技术的发展历史、现状，讨论了宽带通信网络的发展趋势。
2 宽带骨干网络技术
较早出现的宽带骨干网络的分组交换技术有X.25、帧中继，到后来的IP、ATM以及MPLS技术，经过几十年的发展，目前，IP 技术成为主流的宽带网络技术，未来将朝着以光互联网技术为主流技术的超宽带信息网络方向发展。
2.1 帧中继
帧中继（FR：Frame Relay），是一种面向连接的快速分组交换技术。是八十年代初发展起来的一种数据通信技术，它是从X.25分组通信技术演变而来的。由于传输技术的发展，数据传输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，即在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，网络不进行纠错、重发、流量控
制等，而将这些功能留给智能终端去处理。从而大大缩短了处理时间，提高了效率。但帧中继的最大问题是没有业务质量等级的相关规定，不能确保高业务的QoS要求。
2.2 异步转移模式
异步转移模式（ATM:Asynchronous Transfer Mode）[1]是一种快速分组交换技术，ITU-T推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。ATM将信息组织成信元，其包含的来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。
ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为2个部分。前面5个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。话音、数据、图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM 交换速率大大高于传统的数据网，如x.25，DDN，帧中继等。
ATM网络采用了一些有效的业务流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。对不同业务赋予不同优先级，网络对不同优先级的业务分配不同的网络资源。因此，ATM提供对话音、图像等实时业务的QoS保证。
尽管ATM具有交换速度快、具有流量控制功能、提供服务质量保证和灵活的带宽分配等优点，但ATM的开销大，协议复杂，使得ATM设备的成本高，维护复杂。
通信是目前发展最快的领域之一，它是人们工作和生活必不可少的工具，也是现在和未来经济发展的基础平台之一。通信网络的发展经历了由窄带到宽带、由人工到智能、由单业务到综合业务的发展过程。
2.3 多协议标签交换
多协议标签交换（MPLS：Multiprotocol Label Switching）[2]属于第二层与第三层之间的一种交换技术，它引入了基于标签的机制，把选路和转发分开，由标签来规定一个分组通过网络的路径，数据传输通过标签交换路径（LSP）完成。
MPLS网络由核心部分的标签交换路由器（LSR）、边缘部分的标签边缘路由器（LER）组成。LSR可以看作是ATM交换机与传统路由器的结合，由控制单元和交换单元组成；LER的作用是分析IP 包头，决定相应的传送级别和标签交换路径（LSP）。由于MPLS技术隔绝了标签分发机制与数据流的关系，因此，它的实现并不依赖于特定的数据链路层协议，可支持多种的物理和链路层技术（IP/ATM、以太网、PPP、帧中继、光传输等）。MPLS使用控制驱动模型初始化标签捆绑的分配及分发，用于建立标签交换路径（LSP），通过连接几个标签交换点来建立一条LSP。一条LSP是单向的，全双工业
务需要两条LSP。同时，MPLS支持流量工程和业务的服务等级。
由于MPLS结合了传统IP和ATM技术，具有实现简单，交换速度快和支持流量工程和业务的服务等级等优点，因此，MPLS受到人们的普遍重视。
2.4 IP网络技术
人们提出IP技术的动机是为了实现异种网络之间的互连，以达到资源共享和交换数据的目的。IPv4通过为网络节点分配一个32位的IP地址来达到唯一标识节点的目的，用户数据封装在IP分组中，为了将IP分组由源节点投递到目的节点，IP通过路由协议建立源节点到目的节点的路由，IP路由器根据目的IP地址和保存的路由表实现IP分组的逐跳（hop by hop）转发，直到目的节点。
最初，IP技术主要是为一些简单的数据业务服务，如电子邮件、文件传输、远程登陆等。随着IP技术在Internet上的成功应用以及Internet的飞速发展，人们要求IP不仅能支持简单的数据业务，同时也能传送语音、图像等实时业务。为了保证语音、图像等实时业务的QoS，需要改进传统的尽力而为的IP技术，以提供QoS保证。目前，提供服务质量保证的IP QoS体系结构有InterServ和DiffServ 两种，InterServ基于流预留资源，DiffServ基于类区分业务，对不
同类型的业务，采用不同的队列调度策略。DiffServ由于在网络边界对业务流进行汇聚，不需要维护基于流的状态信息，因此，同InterServ相比，DiffServ具有良好的可扩展性，更适合大型的IP网络。
随着Internet规模的增长，以及越来越多的移动终端接入Internet，IPv4的缺点逐渐显露出来，主要包括：地址空间紧张、不支持节点的移动性、安全性差、不提供QoS保证等。为了解决这些问题，IPv6应运而生，IPv6采用128位的地址空间，同时支持节点的移动性、提供QoS保证，并具有良好的安全性。因此，IPv6可能最终取代IPv4,但在IPv4向IPv6过渡的过程中，需要解决两者的互通问题，以及由此带来的安全问题。
2.5 下一代互联网技术——光互联网及交换技术
互联网（Internet）业务的急剧增长驱动了高速传输技术和高速交换/路由技术的需求。密集波分复用技术（DWDM）、吉比特（Gigabit）以太网与太比特（Terabit）级交换机/路由器的出现使得建立高效、大容量、高带宽的光纤网络成为可能。为了使得网络结构更具扩展性、灵活性和动态性，面向互联网业务的下一代光网络，已由IP-over-Sonet/SDH向IP-over-（D）WDM网络发展，IP-over-（D）WDM将成为下一代光互联网的首选结构。
目前提出的实现IP-over-（D）WDM的交换技术方案有3种：光电路交换/波长路由（Optical Circuit Switching）、光分组/信元交换（Optical Packet Switching）和光突发交换（Optical Burst Switching）。光电路交换采用双向资源预留方式设置光通路，中间节点不需要光缓存，可提供服务质量保证；但是光电路交换是粗粒度的，不能实现统计复用，带宽利用率低，不适于传输突发速率的数据；对长距离网络来说，其环回时间与延迟长；由于波长数目有限，还不能建立全连接的网络，导致网络中负载的不均衡。光分组/信元交换能对DWDM的巨大带宽进行更灵活、更有效地分配和利用，然而光分组交换对光子器件提出了很高的要求，有很多关键技术（如快速严格同步、光缓存等）尚未解决。光突发交换（OBS）结合了电路交换和分组交换这两种交换的优点，同时又克服二者的不足，即在较低的光子器件要求下，实现面向IP的快速资源分配和高资源利用率。它是一种单向资源预留方案，其控制分组和数据突发（Data Burst：由去往同一出口地址和具有相同的属性的多个IP包会聚而成）在传输信道和传输时间上是分离的。控制分组先于数据突发（Data Burst）在特定密集波分复用（DWDM）信道中传送，核心交换节点/路由器根据控制分组中的信息和网络当前的状况为相应的数据突发建立全光通路，数据突发经过一段延迟（offset-time）后，在不需要确认的情况下直接在预先设置的全光通道中透明传输。不需要确认的单向预留方案减小了建立通道的延迟等待时间，提高了带宽利用率；而数据突发和控制分组的信道分离、适中的交换粒度及非时隙交换方式降低了
对光子器件的要求和中间交换节点的复杂度，如中间节点可以不使用光缓存技术，不存在网络中的时隙同步问题等。
因此，光突发交换（OBS）被认为是下一代全光互联网理想的交换模式，已成为国际上一个热门研究方向，目前的研究主要课题集中在：边缘路由器的突发会聚机制及offset-time管理、网络核心节点交换结构和控制管理、控制/数据信道的调度算法、仅以突发丢包率为参数的OBS层的QoS支持等。典型的研究包括：美国纽约州立大学Buffalo分校的Qiao等对OBS经过比较深入的研究，提出了一种JET （Just Enough Time）信令协议，并研究了基于该协议的核心节点的结构和性能。该协议能在WDM层实现基本的区分服务，支持一定的服务质量（仅以突发丢包率为QoS参数）。该小组还开展了OBS 交换中的组播和MPLS（多协议标签交换）在OBS交换中的运用研究，提出了MPLS与OBS相结合的方案--标签光突发交换（LOBS）。为了降低复杂性，Y. Wei等建议采用JIT（Just In Time）信令协议，JIT协议提供尽力而为的服务，不支持WDM层的QoS。英国伦敦大学学院（UCL）的P. Bayvel等人提出了一种波长路由光突发交换（WR-OBS）方案，并对其性能进行了研究，该方案以波长路由为基础，更接近电路交换的概念，可以提供有服务质量（QoS）保证，但网络的灵活性和带宽利用率低，而且虽然原理上可以以波长为标签实现MPLS，但由于涉及到对波长的操作，一些（G）MPLS操作（如标签栈、标记交换路径——LSP融合等）难以实现。阿尔卡特研究
中心的Xiong[6] 等人研究了OBS网络的控制结构和数据信道调度算法。从事这方面的研究还有美国德克萨斯大学、伊利诺斯州技术学院、意大利的罗马大学等。国内一些大学和研究机构，近年来也开展了相关预研工作。
既然IP-over-WDM作为下一代光互联网的理想网络结构，光突发交换（OBS）又作为IP-over-WDM网络中首选的交换模式，而目前互联网上大量的应用需要服务质量（QoS）支持，区分服务（DiffServ）由于其扩展性和易于采用电子交换/路由技术实现，而成为一种好的IP QoS解决方案，已被IETF标准化并得到国际上的广泛研究。因此，在WDM层支持IP QoS便成为IP-over-WDM网络中的一个挑战性课题，我们在这方面进行了探索和研究[7,8]，提出了IP DiffServ over OBS网络体系结构、节点功能模型及其关键算法。
3 宽带接入网络技术
3.1 有线宽带接入网技术
目前，有线宽带接入网技术主要有铜线接入、光纤接入和基于有线电视网的混合光纤同轴接入。
3.1.1 铜线宽带接入技术
铜线宽带接入技术也就是xDSL技术，主要包括高比特率的用户数字环路（HDSL）、非对称用户数字环路（ADSL）和甚高比特率的用户数字环路（VDSL）。
HDSL利用现有铜线用户线中的两对或三对双绞线来提供全双工的1.5/2Mbit/s数字连接能力。其基本原理是：局端机接收交换机来的标准一次群信号，然后加上所需的用于同步和维护的HDSL开销，进行数字信号处理和线路编码，形成具有HDSL帧的线路信号并送给双绞线传输。在用户侧的远端机对收到的线路信号进行解码和信号处理，减小传输损伤，去掉HDSL开销并恢复标准一次群信号。
ADSL在一对铜线上支持上行速率512Kbps～1Mbps，下行速率1Mbps～8Mbps，有效传输距离在3～5公里范围以内。ADSL采用频分复用方式将上行和下行信道分离，原有的电话信号占据最低的频段300～3400Hz，而高比特率的下行信号则占据高频段，总的工作频段限制在1MHz以内。
VDSL是xDSL技术中最快的一种，在一对铜质双绞电话线上，下行速率为13Mbps～52Mbps，上行速率为1.5Mbps～2.3Mbps。但VDSL的传输距离较短，一般只在几百米以内。VDSL是一种传输距离很短的宽带接入技术，当ONU离终端用户很近时，可与FTTC、FTTB等结合用。
总的说来，xDSL技术允许多种格式的数据、话音和视频信号通过铜线从局端传给远端用户，可以支持高速Internet/Intranet访问、在线业务、视频点播、电视信号传送、交互式娱乐等。其主要优点是能在现有90%铜线资源上传输高速业务，解决光纤不能完全取代铜线"最后一公里"的问题。但DSL技术也有其不足之处。它们的覆盖面有限（只能在短距离内提供高速数据输），并且一般高速传输数据是非对称的，仅仅能单向高速传输数据（通常是网络的下行方向）。因此，这些技术只适合一部分应用。可作为宽带接入的过渡技术。
3.1.2 光纤接入技术
光纤接入网又称光纤用户环路（FITL）, 它是在交换局中设有光线路终端（OLT），在用户侧有光网络单元（ONU），OLT和ONU 之间用光纤连接。ONU可以用多种方式连接用户，一个ONU可以连接多个用户。根据ONU与用户的距离，光纤接入网FITL又有多种方式，有光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、以及光纤到户（FTTH）等几种形式。从光纤接入网是否含有电源，可分成有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两大类。
从光接入网系统接入方式看，目前FITL有两接入方式：综合的FITL系统和通用的FITL系统。综合的FITL系的主要特点是通过一个开放的高速数字接口与数字交换机相连，这种方式代表了FITL 的主要发展方向。通用的FITL系统在FITL和交换机之间需要应用
一个局内终端设备，在北美称之为局端（COT）。其功能是进行数模转换并将来自FITL系统的信号分解为单个的话带信号，以音频接口方式经音频主配线架与交换机相连。这种方式适合于任何交换机环境，包括模拟交换机和尚不具备标准开放接口的数字交换机。然而，由于需要增加局内终端设备、音频主配线架和用户交换终端，因而这种方式的成本和维护费用要比综合的FITL系统高。
传统的时分复用方式（TDM PON）、频分复用FDM PON、波分复用WDM PON和ATM PON方式。其中，APON采用ATM技术进行信号传输、复用，即所谓的APON方式，使其具有多业务、多比特率支持能力，并动态分配带宽，这时带宽可统计复用，因而信道资源利用率高。由于PON是共用的，OLT是共用的，加上采用ATM 后带宽是共享的，因此APON的突出优点是成本较低。
光接入网由于采用光纤作为传输介质，具有传输距离远，带宽大，维护费用低等特点，是有线宽带接入技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。但由于其初期投资大，很难在短期内得到广泛应用。
3.2.2 多点多信道分配系统（MMDS）
MMDS（Multichannel Multipoint Distribution System）是服务商向用户提供宽带数据和话音业务的一种固定无线接入方案。
MMDS工作频段集中在2-5GHz，可用带宽2×31.5MHz（上、下行）。
3.5G MMDS频段具有良好的传播特性，传输距离可达10km。MMDS 频谱不受雨衰的影响，但可被建筑物衰减。在通常情况下，该频段需要视线传播，但对于一些较下方的阻挡物有一定的抵抗力。
MMDS可提供点对点面向连接的数据业务、点对多点业务、点对点无连接型网络业务。与LMDS相比，MMDS不受雨衰影响，适用于用户分散、容量较小的场合。MMDS基站端与网络侧接口包括T1/E1、100Base-T和OC-3，用户侧接口包括T1/E1、10Base-T。因此，MMDS提供的带宽比较有限，MMDS的建设成本相对于LMDS 要低些。
3.3.3 无线局域网
一般来说，凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可称为无线局域网。这里的无线媒体可以是无线电波、红外线或激光。无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB、无线访问节点（AP）、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。
无线局域网的组网方式包括有中心和无中心两种模式。当采用有中心的模式时，由接入点AP对无线信道进行集中式管理，当采用无中心的方式时，各移动终端分布式地随机访问信道。
在物理层，无线局域网可采用外+FHSS（或DSSS）、DSSS+补码键控以及OFDM多种方式。在MAC子层，无线局域网可采用PCF 和DCF两种方式。
无线局域网为移动终端提供一种访问广域网的方式，也可由多个移动终端自由组网，共享资源。它主要支持数据业务的传送，也可提供语音和图像业务的传送。
无线局域网的主要优点投资少，移动终端可以动态，临时组网，支持移动终端的漫游。缺点是覆盖范围有限，带宽相对较小，且存在潜在的安全问题。
4 宽带通信网的发展趋势
目前，通信网可大体分为两种，即电路通信网和数据通信网络，前者包括公共交换电话网（PSTN）和公用陆地移动通信网（PLMN）；后者包括分组通信网、数字数据网、帧中继、ATM网络以及IP网络。电路通信网和数据通信网处于分离状态，网络之间的互连通过接入服务器（AS）或网关（GW）完成。这使得整个通信网络具有如下显著缺点：业务与网络捆绑，业务提供不灵活；设备间需要通过标准化的规程互通；不同网络的控制协议不同。
随着数据通信网络业务的不断丰富，技术的不断更新，整个网络
将演变成IP作为整个网络的核心，以ATM、IP、SDH、以太网以及各种无线接入技术作为整个网络的边缘和接入的方式。以DWDM方式的IP over SDH或IP over Optical为传输手段，负责整个高速信息网络的传输。整个网络将以IP协议作为统一通信协议，两个通信网的业务将完全进行融合。网络的特征将只在网络的边缘地带才能够显示出来，在此时骨干网络只起信息传输的作用，业务特性只能在网络的边缘实现。
为了使两个通信网络的业务在IP层面实现融合，需要解决一系列技术问题，例如，如何对语音和图像业务提供QoS保证、如何实现对整个网络资源的管理和分配、以及如何随时随地提供宽带接入等。为了解决这些问题，我们认为IP与MPLS的结合、光纤接入技术以及宽带无线接入技术将成为未来宽带通信网络的主流技术。原因在于：
·IP与MPLS结合，代表宽带分组交换网络的发展方向。IP以其实现简单，支持异种网络的互连等优点，在Internet上得到广泛应用。通过采用IP技术，能实现各种网络技术的互连互通，并实现真正意义上的“三网合一”。由于MPLS具有快速转发，支持流量工程，并提供QoS保证等优点，因此，MPLS可作为下一代网络的管理和控制面技术。通过IP与MPLS的结合，能有效支持语音、数据和图像业务的传送，并使网络具有良好的可扩展性，易于管理和维护。
·光纤接入技术是“最后一公里”问题的最终解决方案。光纤以其大带宽、易于维护、抗干扰、抗腐蚀等优点，已逐渐在接入网中得到应用。随着光纤、光器件价格的进一步下降，光接入网将最终成为宽带到家的首先方案。
·宽带无线接入技术是未来通信网发展的主要方向之一。无线接入技术以其成本低廉、不受地理环境的约束、支持用户的移动性等优点，将成为光纤接入技术的重要补充，使人们实现真正意义上的个人通信的目的。
§2 pcm编码
一、pcm编码
PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。（又叫脉冲编码调制）：数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。
1. 抽样(Samping)
抽样是把模拟信号以其信号带宽2倍以上的频率提取样值，变为在时间轴上离散的抽样信号的过程。例如，话音信号带宽被限制在0.3～3.4kHz内，用8kHz的抽样频率（fs），就可获得能取代原来连续话音信号的抽样信号。对一个正弦信号进行抽样获得的抽样信号是一个脉冲幅度调制（PAM）信号，如下图对模拟正弦信号的抽样所示。对抽样信号进行检波和平滑滤波，即可还原出原来的模拟信号。
2. 量化（quantizing）
抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍然是模拟信号，其样值在一定的取值范围内，可有无限多个值。显然，对无限个样值一一给出数字码组来对应是不可能的。为了实现以数字码表示样
值，必须采用“四舍五入”的方法把样值分级“取整”，使一定取值范围内的样值由无限多个值变为有限个值。这一过程称为量化。
量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不再是模拟信号。这种量化失真在接收端还原模拟信号时表现为噪声，并称为量化噪声。量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。
3. 编码（Coding）
量化后的抽样信号在一定的取值范围内仅有有限个可取的样值，且信号正、负幅度分布的对称性使正、负样值的个数相等，正、负向的量化级对称分布。若将有限个量化样值的绝对值从小到大依次排列，并对应地依次赋予一个十进制数字代码（例如，赋予样值0的十进制数字代码为0），在码前以“＋”、“－”号为前缀，来区分样值的正、负，则量化后的抽样信号就转化为按抽样时序排列的一串十进制数字码流，即十进制数字信号。简单高效的数据系统是二进制码系统，因此，应将十进制数字代码变换成二进制编码。根据十进制数字代码的总个数，可以确定所需二进制编码的位数，即字长。。
话音PCM的抽样频率为8kHz，每个量化样值对应一个8位二进制码，故话音数字编码信号的速率为8bits×8kHz＝64kb/s。
量化噪声随量化级数的增多和级差的缩小而减小。量化级数增多即样值个数增多，就要求更长的二进制编码。因此，量化噪声随二进制编码的位数增多而减小，即随数字编码信号的速率提高而减小。自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
二、32路PCM帧结构
对于多路数字电话系统，国际上已建议的有两种标准化制式，即PCM 30/32路(A律压扩特性)制式和PCM 24路(μ律压扩特性)
制式，并规定国际通信时，以A律压扩特性为准(即以30/32路制
第一章测试 1 【单选题】(10分) 物联网技术的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与（）相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术叫做物联网技术。 A. 大脑 B. 电网 C. 互联网 D. 平台 2 【多选题】(10分) 物联网技术主要包括：（） A. 信号的传输 B. 数据处理 C. 数据采集 D. 数据安全
3 【判断题】(10分) 蓝牙技术是物联网数据处理技术中的一种。 A. 错 B. 对 4 【多选题】(10分) 物联网数据传输技术中包括：（） A. 光纤 B. 4G C. WIFI D. GPRS 5 【单选题】(10分) RFID属于：（）
A. 数据传输 B. 数据安全 C. 数据处理 D. 数据采集 6 【单选题】(10分) 智能家居中，下面哪个环节属于数据采集： A. 采用移动传感器，检测人是否进入区域 B. 当人进入传感器感应区域后渐升光，当人走出感应区域后灯光渐渐减低或熄灭 C. 使一些走廊、楼道的"长明灯"得到控制，达到节能的目的 D. 自动调节灯光强弱，达到节能效果 7 【单选题】(10分) 工业生产中，下面哪个环节属于数据处理与决策：() A.
实现生产工人、生产过程、生产设备、生产数量之间的完整融合，计算每台设备的单位时间生产能力，根据这些数据来为每台生产设备设置生产参数，合理配置生产任务 B. 设置生产参数，如个数、长度、重量等自动抄录各种生产数据 C. 以上均不对 D. 按时段自动统计生产量； 8 【单选题】(10分) 道路监控系统中，下面哪个环节属于数据传输（） A. 使交通指挥管理人员对交通违章、交通堵塞、交通事故及其它突发事件做出及时、准确的判断，并相应调整各项系统控制参数与指挥调度策略。 B. 重点场所和监测点的前端设备采集视频图像 C. 以各种方式（光纤、专线等）传送至交通指挥中心。 D. 进行信息的存储、处理和发布 9 【单选题】(10分) 在防伪溯源系统中，属于数据采集技术的是：（） A.
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）
数据通信单元测验 （1）关于信道，以下哪一项描述是错误的（）。 A.信道可以由单段线路构成 B.信道可以包含信号再生设备 C.信道可以由多段不同类型的线路构成 D.构成同一信道的多段线路可以有不同的传输速率√ 解析： 同一信道的多段线路只能传输相同速率的比特流。 （2）以下哪一项是数字通信的优势（）。 A.物理链路带宽要求低 B.无中继传输距离远 C.信号容易再生√ D.信号衰减小 解析： 信号再生是保障数字信号高质量远距离传播的原因。 （3）关于模拟信号，以下哪一项是错误的（）。 A.信号幅度是连续值 B.传输模拟信号的信道比传输数字信号的信道有着更高的带宽要求。√ C.周期性模拟信号由一组不同频率的谐波合成 D.经过信道传播的模拟信号存在失真的现象 解析： 模拟信号的带宽不一定大于数字信号的带宽 （4）对于编码，以下哪一项是错误的（）。 A.多级幅度使一个码元可以表示多位二进制位 B.编码是用数字信号表示二进制位流的过程 C.波特率取决于信道带宽 D.编码是实现高传输速率的前提√ 解析： 对于相同带宽的信道，数字通信不一定比模拟通信有更高的传输速率。 （5）对于调制，以下哪一项是错误的（）。 A.一个码元可以表示多位二进制位 B.调制是用模拟信号表示二进制位流的过程 C.调制后的信号是单一频率的载波信号√ D.可以通过同时改变载波信号的幅度和相位使调制后的信号有多种不同状态
解析： 调制后的模拟信号是以载波信号频率为中心频率的带通信号，带通信号是指一定频率范围内的信号。 （6）如果数据传输速率为4800bps，采用16种不同相位的移相键控调制技术，则波特率为（）。 A.4800 B.3600 C.2400 D.1200 √ 解析： 波特率=数据传输速率/码元表示的二进制数=4800/log2 16=1200 （7）如果某个无噪声信道的带宽是4000Hz，采用16种不同相位的移相键控调制技术，则最大码元传输速率为（）。 A.8k √ B.16k C.32k D.48k 解析： 最大码元传输速率（调制速率）＝2×W，W是带宽，与信号状态数无关。 （8）检错和重传适合的传输环境是（）。 A.小概率、随机传输错误√ B.小概率、单位传输错误 C.大概率、单位传输错误 D.大概率、随机传输错误 解析： 单位传输错误适合纠错，大概率传输错误是检错重传解决不了的。 （9）序号的主要作用是（）。 A.标识发送顺序 B.避免接收端重复接收分组√ C.分组的唯一标识符 D.避免发送端重复发送分组 解析： 序号的主要作用是避免接收端重复接收分组。 （10）以下哪一项是实现全双工通信必须的（）。
答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM 网络，分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中 继，吞吐量大，速率为64kb/s ，s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包 括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际 分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支 持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层， 运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 解： ()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π
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。
第一章 1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem链路，利用PSTN电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；（2）xDSL链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；（3）ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道（64kb/s），D 信道（16kb/s或64kb/s）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s；（3）SDH（同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N；（4）光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，A TM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5（ATM Adaptation Layer）,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。 1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI模型TCP/IP参考模型 1.10 1.11)0=θd 显然，的均值为常数，相关函数仅与时差有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。 故()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性， ()t X 是各态历经过程。
无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类：①有线通信，②无线通信，③光纤通信。 对于不同的传输介质，适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度，高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”，两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB，(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落（骤然降低）。引起衰落的因素有环境有关。 2.1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下： ①直射：即无线信号在自由空间中的传播； ②反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射，反射一般在地球表面，建筑物、墙壁表面发生； ③绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射； ④散射：当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上，一般树叶、灯柱等会引起散射。 2.2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗：电波弥散特性造成，反映在公里量级空间距离内，接收信号电平的衰减（也称为大尺度衰落）； ②阴影衰落：即慢衰落，是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化，一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的； ③多径衰落：即快衰落，是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化，一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延：包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等； (3)时延扩展：信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展，时延扩展是对信道色散效应的描述； (4)多普勒扩展：是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散，又称时间选择性衰落，是对信道时变效应的描述； (5)干扰：包括干扰的性质以及干扰的强度。 2.3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型，后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。 （1）室内传播模型：室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响，但受建筑材料影响大。典型模型包括：对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等； （2）室外宏蜂窝模型：当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划； （3）室外微蜂窝模型：当基站天线的架设高度在3~6m时，多使用室外微蜂窝模型；其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。
1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X.25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2） 帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组 都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在 实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为 支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为： 应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。 它们的对应关系如下： OSI 模型 TCP/IP 参考模型 1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2
通信技术基础知识（中） 通信技术基础知识（中） 什么是移动电话网? 移动电话网就是可以使移动用户之间进行通信的网络。我国自1987年开始开通移动电话业务以来，移动电话迅猛发展，用户增长迅速，到现在我国已经出现了五种移动电话网共存的局面，这五种网各有不同的通话范围和不同的业务功能。用户选择配备移动电话手机时，需要对现有的五种网有所了解。 我国的五种移动电话网又被称为A、B、C、D、G网，其中A网和B网是模拟网，C、D、G网是数字网。 1)A网和B网：模拟移动电话网 模拟网是我国早期建设的移动电话网。由于各地分别建设、时间先后不同，又有爱立信和摩托罗拉两大移动电话系统等原因，模拟移动电话网形成了A网和B网系统，A网地区使用A网的手机，B网地区使用B网的手机。A网的地区是北京、天津、上海以及除河北、山东以外的全国各地。可见在大部分地区是共存的，但原来是不能互通的。B网的地区主要是在北京、天津、上海、河北、辽宁、江苏、浙江、四川、黑龙江、山东等地。1996年1月起，我国各省模拟移动电话系统实现了联网，模拟移动电话已有可能在全国30个省(市、自治区)实现自动漫游。但是，如果要从A网区到B网区，需要用户在自己的手机上进行操作，将手机转换为B网，否则不能使用；如果从B网区回到A网区，也必须先在手机上操作，将手机变回才能使用。变换的方法可见说明书。 2)C网：CDMA制式移动电话网 C网是指CDMA(码分多址)制式的移动电话网，CDMA制式是接通率高、噪声小、发射功率小的新型数字网，能实现移动电话的各种智能业务。我国目前在上海、北京、广州、西安等市建设了C 网，沿海的10省也在建设，已经建成的城市间已联网，使用CDMA手机可以在上述地区漫游。 3)G网：全球通(GSM)数字移动电话网 20世纪90年代中期，我国开始建设“全球通”(GSM)数字移动电话网，这就是G网。数字网具有许多新的业务功能，特别是具有漫游范围最为广泛的特点，因而被称为“全球通”。G网工作于900兆赫频段，频带比较窄，随着近年来移动电话用户迅猛增长，许多地区的G网已出现因容量不足而达到饱和的状态。为了满足广大用户的需求，近来又建设了“D”网。 4)D网：工作在DCS1800系统的移动电话网 它的基本体制和现有的GSM900系统完全一致，但工作于1800兆赫频段，需要用全球通1800的手机。如果使用双频手机，那么在G网中也能漫游、自动切换。现在有许多城市是DCS1800系统和GSM900系统同时覆盖一个地区，就称为全球通双频系统，使全球通移动通信系统的容量成倍增长。
《计算机网络》 第二章——数据通信基础练习题 一、填空题： 1.________是两个实体间的数据传输和交换。 2._____是传输信号的一条通道，可以分为________和________。 3._____是信息的表现形式，有________和________两种形式。 4.________是描述数据传输系统的重要技术指标之一。 5.________是指信道所能传送的信号频率宽度，它的值为______________________。 6.数据通信系统一般由________、________和________等组成。 7.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有________、________和________三种。 8.基带、频带、宽带是按照__________________________来分类的。 9.信道的传播延迟和_____________________________与_________________________有关。 10.电路交换的通信过程可分为三个阶段：__________、__________和____________。 11.在分组交换技术中，还可以分为________和________两种不同的方式。 12.信元交换技术是指__________（英文简称为____），它是一种_________的交换技术。 13.多路复用技术通常有两类：____________和____________。 14.常见的差错控制技术有：_________和__________等, 为了确保无差错传输数据，必须具有______和______的功能。 15. CRC码的中文名称是__________，又称________，是一种较为复杂的校验方法，有很强的检错能力。 16. 存储转发方式中常见的有________、________、________，传输的单位分别是____、____、____。 二、选择题 1.在数据通信系统中衡量传输可靠性的指标是____。 A.比特率 B.波特率 C.误码率 D.吞吐量 3.在传输过程中，接收和发送共享同一信道的方式称为____。 A.单工方式 B.半双工方式 C.全双工方式 D.自动方式 5.为了提高通信线路的利用率，进行远距离的数字通信采用____数据传输方式。 A.基带传输 B.频带传输 C.宽带传输 D.窄带传输 6.在数字信道上，直接传送矩形脉冲信号的方法，称为____。 A.
第一章通信网概述 1.1 简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。答：通信系统的基 本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。 信源：产生各种信息的信息源。变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 1.2 现代通信网是如何定义的？答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系 统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。1.3 试述通信网的构成要素及其功能。答：通信网是由软件和硬件按特定方式构 成的一个通信系统。硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网 的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它 们完成通信网的控制、管理、运营和维护， 实现通信网的智能化。 1.4 分析通信网络各种拓扑结构的特点。（各种网络的拓扑结构图要掌握） 答：基本组网结构： 》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。如网中有N 个节 点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。 》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。如网中有N 个节点，则传 输链路数H=N-1。 》环形网：同样节点数情况下所需线路比网状网少，可靠性比星形网高。如网中有N 个节点，则传输链路数H=N。
通信技术基础习题答案． 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。 ）传码率是指单位时间内通信系统传送的1答： 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
《通信技术基础》课程标准长春市机械工业学校． 2014.08.5
》课程标准《通信技术基础 、课程定位与设计思路1 1 课程定位．1本课程是高职高专通信技术专业、 通信网络与设备、移动通信技术、电子信息工程技术等专业的专业基础主干课程。目的是使本专业学生掌握较广泛的现代通信理论和基本技术。课程的任务是以现代通信系统为背景、以通信系统的模型为主线，讲述现代通信的基本原理、基本技术和通信系统性能的分析方法，使学生了解模拟通信和数字通信，特别是数字通信的基本原理和系统基本的分． 析、设计方法，以适应现代信息社会对通信人才的需求。 1．2 设计思路 本课程系统讲述通信领域的“通信系统传输与交换原理”、“通信介质”、“光通信系统”、“通信交换系统”、“移动通信”等各类专业知识，以及“通信接入网”的专业内容，涉及的范围广，内容新；旨在培养学生全面认识通信技术与系统原理的基础上，建立对通信网络的初步分析与系统建设能力。 2、课程目标 1）、知识目标 （1）掌握通信系统基本概念、一般模型 能描述模拟信源数字化的过程，以及在这过程中的关键技术）（2掌握PCM3）信号的再生中继传输，了解基带传输的常用码型（掌握二进制数字信号的调制与解调，知道四相调相系统和其他调制方式（4）了解同步及数字复接原理 5）（）、技能目标2 （1）能熟练使用通信原理实验箱； 2具备对简单通信系统进行建立模型、定性分析、并用相关软件仿真的能力；）（能对给定的通信电路进行调试；（3））、素质目标3 （1）学会一定的沟通、交际、组织、
团队合作的社会能力；具有一定的自学、创新、可持续发展的能力； 2（） 3（）具有一定的解决问题、分析问题的能力； 4（）具有良好的职业道德和高度的职业责任感。 3、课程内容 表1 “通信技术基础”项目简表
第一章通信网概述 简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。答：通信系统的基本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。 信源：产生各种信息的信息源。变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信 号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。 反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。信宿：信息的接收者。 噪声源：系统内各种干扰。 现代通信网是如何定义的答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。试述通信网的构成要素及其功能。答：通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它们完成通信网的控制、管理、运营和维护， 实现通信网的智能化。 分析通信网络各种拓扑结构的特点。（各种网络的拓扑结构图要掌握） 答：基本组网结构： 》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。如网中有N 个节点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。 》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。如网中有 N 个节点，则
《计算机网络基础（第二版）》 习题参考答案 第一章 1．填空题 (1)计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_ __。 (2)从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为通信子网和 __资源__子网。 (3)计算机网络的拓扑结构有星型、树型、总线型、环型和网 状型。 2．简答题 (1)计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ 答：单机系统：在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统，被称为第一代网络。多机系统：将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体构的第三代网系结络。Internet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。 (2)什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什 么？ 答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来，以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的
系统。 主要功能：1. 数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件；2. 资源共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3. 提高系统的可靠性：通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。4. 分布式网络处理和负载均衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。 (3)计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？ 答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。 资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种 软件资源与信息资源组成。 主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备 组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机也称为网络节点，实现通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。通信线路包括电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。 (4)计算机网络的拓扑结构有哪些？它们各有什么优缺点？ 答：1. 星型拓扑网络：优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络的瘫痪。 2. 树型拓扑网络：树型拓扑网络层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。 3. 总线型拓扑网络：结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。 4. 环型拓扑网络：结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。 5. 网状型拓扑网络：优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。
第二章数据通信基础 一、填空题 1.单位时间内传输的二进制信息位数是指__数据传输___速率。 2.我们平时用的GSM手机采用的是___无线___通信。 3.在通信领域中，数据分为模拟数据与数字数据，电脑里的硬盘存储的数据属 于___数字数据。 4.数据包分为三部分:__地址信息______，数据和___校验码____。 5.发送方计算机将数据切分成协议能够处理的较小的部分,称为__分组__. 6.__光纤____更适于高速,高容量的数据传输,因为它衰减程度低,信号纯度高. 7.接收方计算机将数据包中的数据复制到____缓存_____中,以便进行重新组 装. 8.数据可分为_模拟数据_和_数字数据_两大类。 9.调制解调器在信源端是把_数字_信号转换成_模拟_信号，在另一端是把_模拟 _信号反转换成__数字_信号。 10.数字信号实现模拟传输时,数字信号变换成音频信号的过程称为__调制____; 音频信号变换成数字信号的过程称为__解调_____。 11.单位时间内传输的二进制信息位数是指__数据传输____速率,而单位时间内 传输的码元个数是指__调制___速率。 12.串行通信可以有_单工__、半双工和_全双工__三种方向性结构。 13.数字调制的三种基本形式为_幅移键控ask_、频移键控法fsk和_相移键控psk. 14.为了能利用廉价的电话公共交换网实现计算机之间的远程通信,必须将发送 端的__数字_信号变换成能在电话公共交换网上传输的_模拟_信号。 15._基带传输_是指在线路中直接传送数字信号的电脉冲的简单传输方式。 16.在数字信号脉冲编码方案中,全宽码又称为不归零码,包括_单极性全宽码_和_ 双极性全宽码_两种。 17.在算机通信与网络中,广泛采用的信号同步方式有_异步传输方式_和_同步传 输方式_两种。
整理通信网络基础[李建东盛敏]课后习题的答 案解析 整理通信网络基础[李建东盛敏]课后习题的答案解析 1、1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X、25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 1、2答：通信链路包括接入链路和网络链路。 接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s 和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或 64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。 网络链路有：（1）X、25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，
2、048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。 1、3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。 1、4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1、5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。 1、7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。
第一章信息技术基础 1.1 信息与信息技术 一、填空 1.状态变化的方式 2.资源 3.不灭性、可存储性、可处理性、可重用性 4.信息是有价值的，有产权的 5.收集、加工、存储、传递和施用 6.控制、显示或输出 7.微电子技术和通讯技术为特征 8.感测、通信、计算机和智能、控制技术 9.微电子和光电子技术 10.电报电话电视和其它通信技术的发明和应用 11.速度快和体积小 12.集成电路或集成系统的设计与制造 13.获取、传递、存储、加工处理、控制及显示 14.计算机和现代通信技术 15.光学的 16.存储 17.通信 二、选择 1. B 2. C 3. D 4. C 5. C 6. B 三.简述题 答案从略 1.2 数字技术基础 一、填空 1. 字符、文字、声音、图像、逻辑数字等 2. 易实现、运算规则简单、可靠性高、易实现逻辑判断 3. 位bit 4. 字节BYTE 5. b/s 6. 370 7. 11011.01001 8. 7 进制 9. [0,15]
10. [-8，7] 11. 10101011 12. FFFD 13. 103 14. ASC 128个 15. 汉字字形码 16. 模数转换 17. 数模转换 18. 实际值 19. 数字带符号的二进制表示 20. 超出表示范围 21. 范围越大 22. 精度越高 23. 将数变0 24. 中断 二、选择 1. B 2. A 3. C 4. D 三.简述题 答案从略 1.3微电子与通信技术基础 一、填空题 1、集成电路 2、超小型微型化 3、导体绝缘体 4、电信号 5、信源发送设备信道接受设备受信者噪声源 6、数字脉冲 7、连续模拟信号8、连续离散9、模拟通信系统数字通信系统 10、调制调制器11、解调解调器12、调幅调频调相 13、基带传输14、频带传输15、双调制解调器16、多路复用 二、单项选择题 1~5 DDBDB 6~10 ACCAA 11~15 BCBAA 16~17 BD 1.4计算与计算思维 一、填空题 1、理论思维实验思维计算思维 2、推理演绎数学学科 3、观察总结自然规律物理学科 4、设计构造计算机学科 5、计算机科学 6、抽象自动化 7、抽象形式化表示确定性机械化实施 8、模9、余数 二、单项选择题 1~6 CBDBBD