第 2 章 数据通信基础习题及答案一、 填空题⑴ 按使用的传输介质划分，信道可以分为—有线信道—和_无线信道_两类2）按允许通过的信号类型划分，信道可以分为一模拟信道_和_数字信道_两类⑶按数据传输的方向和时序关系分类，信道可以分为单工信道、_半双工信道 和全双工信道三类4） 按传输信号频谱分类，信道可以分为__基带信道和_频带信道一两类5） 数据通信系统的主要技术指标有—码元速率_、 _信息速率_、 _误比特率_、— 误码率一、一可靠度_、一频带利用率_和—通信建立时间一 _6） 常用的数字传输系统的标准有T1 和E1 7） 按同步方式划分，交换可以分为（同步交换）和（异步交换）两种类型8） 按差错控制的方式划分，交换可以分为（ 分组交换）和（快速分组交换）两种类 型9） 按存储转发的信息单位划分，交换可以分为（ 报文交换）和（分组交换）两种类 型10） 按占用信道的方式划分，交换可以分为（电路交换）和（分组交换）两种类型11） 按交换的信号类型划分，交换可以分为（数字交换）和（模拟交换）两种类型12） 按信号分割方式划分，信道共享技术分为（ 频分复用 ）、（时分复用 ）、（波分复 用）和（码分复用）四种类型。
13） 按接入信道的方式划分，信道共享技术分为（ 集中器接入）和（多点接入）两种 类型14） 按共享策略的实施时间划分，信道共享技术分为（ 静态复用）和（动态接入）两 种类型15） 采用交换技术的计算机通信网络的核心设备是（结点交换机/路由器）二、 名词解释信息：从信息论的角度来讲，信息就是对消息解除不确定度通常把信息理解成所关注的目标 对象的特定知识数据：数据是对所关注对象进行观察所得到的结果或某个事实的结果信号：信号是通信系统实际处理的具体对象基带、基带传输：在电磁波的傅利叶级数表示中，从零开始并覆盖了信号的主要能量表现的那段频率范围 称为基本频带，简称基带在信道中直接传送基带信号的传输模式称为基带传输调幅以数字基带信号去调节正弦载波信号的振幅，使得载波信号的振幅随数字基带信号的变 化而变化即为调幅调频以数字基带信号去调节正弦载波信号的频率，使得载波信号的频率随数字基带信号的变 化而变化即为调频调相以数字基带信号去调节正弦载波信号的相位，使得载波信号的相位随数字基带信号的变 化而变化即为调相频分复用通信系统为每个用户预先分配一定带宽的通信频带，在整个通信的过程中用户始终占用 着这个频带。
时分复用将整个频带的信道按时间划分成等长的时分复用帧每个时分复用帧按照用户的数目再 划分成等长的时隙将一个时分复用帧的各个时隙按顺序编号，每一位时分复用的用户都将 占有一个编号的时隙而且对于任意一个时分复用帧来说，一个特定的用户所占用的时隙的 编号是固定的也即，对于一个特定的用户而言，在每一个时分复用帧中都有一个固定的时 间片专门为其提供信道的使用服务波分复用光的频分复用码分复用在发送端使用各不相同的、相互（准）正交的伪随机地址码调制其所发送的信号，在收 端则采用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号统计时分复用时分复用帧不再依照系统的用户数量划分时隙，时隙与系统用户不再有一一对应的关 系，时隙的数量要少于系统用户的数量系统依次对各条用户的输入线路进行扫描，如果扫 描到的线路上有要传送的数据，则立刻将其填入复用帧空闲的时隙中每当一个复用帧的所 有时隙被填满后就立刻发送，然后系统再生成一个空的复用帧等待用户数据的填充CSMA/CD载波监听指的是每一台计算机在发送数据之前要监听信道上是否有信号存在，若有信号 存在，则意味着有其它计算机在传传送数据，需要退避一段时间再次监听以免发生数据碰 撞；若没有信号存在，则意味着信道正处在空闲阶段，本地主机就开始发送数据。
多点接入指的是在连接到公共信道的各个接入点上，用户只要有数据就可以向总线传 送随机接入蕴含着竞争的思想，即公共信道资源谁先抢上谁使用用户在发送数据的时候要执行冲突检测的策略冲突指的是总线上的两台计算机传输的 数据的时间有所重叠，结果是传输的数据在总线上相遇进而互相影响，信号严重失真而无法 正确接收冲突检测是检测总线上是否发生了冲突的方法一般的做法是计算机边发送边接 收，如果接收到的信号与发送的信号相比，其电压值摆动太大超过了一定的阈值就认为产生 了冲突一旦检测到了冲突的发生，数据的发送方立刻停止发送数据并且发出特定编码和长 度的扰码信息，告知网络上其它的主机发生了冲突，请暂缓发送数据以免加重冲突随后， 数据发送主机也将选择一个退避时间，然后重新开始监听信道发送信息三、 简答题(1) 请简述信息、数据和信号这三个概念之间的关系数据蕴含着信息，而信号是数据的具体表现2) 通信系统的结构是怎样的数据通信系统一般由数据终端设备DTE、传输信道和数据电路终接设备DCE三部分构 成其中，数据终端设备又由数据输入/输出设备和通信控制器两部分构成一般来说，数 据输入/输出设备指的是信源和信宿，通信控制器指的是信源 /信道的编/译码器，数据电路 终接设备指的是调制/解调器。
3) 信道编码和信源编码有何不同信源编码是将模拟或者数字信源的输出表示成二进制数字序列，以尽可能少的二进制字 符串来表示信源输出的信号，从而提高通信的效率信道编码是在信源编码器输出的二进制 数字序列中加入一些冗余的编码，在接收方通过某种方式的计算用来提高接收数据的准确度 和可靠性两者的目的和作用是不同的4) 全双工模式与半双工模式的区别是什么利用半双工信道进行通信的双方不允许同时进行数据传输，某个时刻只能有一方进行传 输而在全双工信道中，数据可以同时双向传递5) 模拟信号能否在数字信道上传输数字信号能否在模拟信道上传输在模拟信道的两端加上调制解调设备，将输入的数字信号转换为模拟信号，即可在模拟 信道上传输数字信号模拟信号经过采样、量化和编码转换成数字信号的形式，即可在数字 信道上传输6) 波特率和比特率的区别是什么波特率指的是单位时间内信道传输的码元数量，单位是Baud (波特)而码元是使得通 信系统能够正确识别信号的最小单位比特率指的是单位时间内信道传送的信息量的大小， 单位是bit/s (比特/秒)两者的描述对象不同7) 解释“并行传输”和“串行传输”的概念，并指明两者的区别并行传输意味着多个二进制位信号将同时由发送方传送往接收方。
这需要为每一个传输 的二进制位信号都设立一个信道各二进制位信号在各自的信道中同时传输，互不干扰串 行传输则是将多个二进制位信号在同一个信道上依次传输两者的数据位信号发送方式不 同，前者是并发式的，后者是顺序的8) 请解释“同步传输”和“异步传输”的概念，并指明两者的区别两者传输实现的方式是不同的异步传输指只要发送方有数据要发送，就可以随时向信道发送信号而接收端则通过检 测信道上电平的变化自主地决定何时接收数据在发送信息之前需要发送一小段具有特定格 式的数据，让接收方做好接收的准备工作准备工作主要是让接收方读取数据的控制脉冲与 发送数据信号的频率一致，不至于读错在信息发送完毕后，还要发送一小段具有特定格式 的数据，告诉接收方该信息段传输结束异步传输模式传输灵活、控制简单，但同步数据开 销大、效率低同步传输模式要求建立精确的同步系统接收端接收信息位的行为都要和发送端的发送 行为保持准确地同步在信道上，各个码元占据同等的码元宽度，顺序且不间断地进行传 输以同步传输模式传输数据时，一般将构造一个较大的、具有一定格式的数据块然后再传 输，该数据块称为帧收发双方不仅要求保持码元（位）同步的关系，而且还要求保持着帧 （群）同步的关系。
同步传输模式传输效率高、速度快，但控制技术较为复杂9） 请简述模拟信号调制的过程模拟信号的调制一般分为以下两个步骤：1）采样模拟信号调制的第一步应该是把连续量转变成适合数字化处理的离散量的形式采样就 是在单位时间内，从模拟信号中等时间间隔地抽取一部分离散的信号值根据香侬采样定 理：只要采样频率不低于原始信号最高频率的两倍，就可以从采样脉冲信号中无失真地恢复 出原有的话音信号因此连续量的离散化操作是可行的2）量化编码采样操作完成后，获得的一系列离散信号值还无法被数字通信系统直接使用，原因是数 字通信系统往往只能处理二进制数据信号因此，必须要把每个信号值数字化成二进制位 串，这个过程称为量化量化必须要确定要用多少个二进制位来表示一个信号值从理论上讲，用于表示信号值 的二进制位串越长，表示信号值的精度也就越高，但是最终需要传输的二进制数据信号也就 越多，因此不能无限制地增加二进制位串的长度编码即解释每个信号值要用多少二进制位 来表示；二进制位串是如何组合的，不同的位的意义是什么；如果有多个信道的话，表示多 个信道的二进制位串如何组合到一起，各位串之间如何区分等问题10） 什么叫做同步为什么需要同步这种技术同步技术从本质上说蕴含的是时序的思想。
即当发送方发出的数据信号序列到达接收端 时，接收端能够通过某种手段调整自己的接收触发脉冲，使得自己的接收触发脉冲的频率与 生成数据信号序列的发送端的生成（发送）频率一致数据信号序列在信道中传输时，其信 号宽度不会发生改变，因此序列中的数据信号依次到达接收端的频率与发送端的生成（发 送）频率相等读取频率和生成频率保持一致保证了接收端读取数据的正确性，既不会发生 多读的现象，也不会发生漏读的现象同步技术直接影响了通信系统的可用性，是影响通信 系统是否能够正常工作的关键如果同步措施使用不当，目的用户无法正确接收数据，那么 即使信道带宽再大，数据传输率再高也没有任何功效11） 为什么需要群同步其与载波同步和位同步的区别是什么在计算机通信系统中，传输的数据位常常被组织成有意义的数据块，这种数据块是计算 机网络应用的基础在信道中这种数据块表现为各种码元序列，而群同步技术的目的就是判 断这些码元序列的开始与结束的位置该技术保证了接收端能够正确接收这种数据块群同 步是码元的分组以及译码所需的同步，而载波同步和位同步是数据信号的解调所需的同步12） 请说明同步实现方法的分类一般来说，同步技术的实现有以下三种方法：1）统一时间标准：要求信息的发送方和接收方都受到同一个标准时间源的控制。
2）使用独立的同步信号：将一个特殊的同步信号或者导频与数据信号一同传输，接收 方通过判读同步信号或者导频来获取同步信息3）自同步：接收方根据数据流本身的特性提取同步信息13） 交换是什么意思有什么作用 从通信资源分配的角度来看，交换就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源其作 用是实现从源端到目的端的通信信道，进而进行信息的传输14） 什么是电路交换电路交换分为哪几个阶段 电路交换定义：在通话前通过用户的呼叫，由网络预先给用户分配传输资源若呼叫成 功，则从主叫端到被叫端建立起了一条物理通路，双方即可通话电路交换分为三个阶段：1）建立连接阶段 利用电话交换技术传输数据，首先需要在通信的双发之间建立一条连接电路若需经过 多个结点交换设备，则必须要在每个结点交换设备上为该连接预留通信资源2）连接维持阶段 电路建立以后，即在通信双方之间构建了一条全双工的信道数据可以沿着这条信道快 速、顺序地传输，延迟小、无阻塞，不会改变传输的路径3）释放连接阶段 当数据传输完毕后，由某一端发送连接释放请求到另一端当电路被释放后才能够被其 他用户所使用15） 电路交换的特点是什么可否连接不同传输速率的设备为什么 电路交换技术具有如下特点：1）在通话的全部时间之内，用户始终占用端到端的固定传输带宽。
2）数据传输速度快，传输延迟小3）数据按序传输4）当通路中的任意一点断开时，必须重新建立拨号连接，连通性不强5）建立连接所花费的时间太长，不适合只传送少量的数据，否则耗费比太大6）如果将电路交换应用到计算机数据的传输环境中，由于计算机数据是突发传输的， 那么大部分的时间内线路是空闲的，这是对通信资源的重要组成部分——线路资源的极大浪 费，即线路利用率低下7）由于计算机和各种终端的传送速率并不一致，因此不同类型、不同规格和不同速率 的终端之间很难进行相互通信电路交换无法连接不同传输速率的设备原因是电路交换相当于在通信双方之间建立了 一条实际的物理通路，而物理通路只能提供传输信号的功能，无法对双方的速率进行匹配16） 什么是报文什么是报文交换 从数据通信的角度来看，报文就是指要发送的整块数据，而报文交换指的是中间结点将 传输的整个报文从接收线路上接收下来，再转发到相应的目的线路上去的一种信道实现技 术17） 存储转发的原理是什么 存储转发原理指的是每当有数据到达时，线路的中间结点设备首先都要将到达的数据存 储下来其后可能会对数据及承载信号进行一些操作，比如数据的校验检错、信号的整形滤 波及再生放大等等，也可能不作任何操作。
最后根据网络的实际状况，比如是否拥堵，以及 数据首部的目的信息确定其转发的方向18) 报文交换的特点是什么1) 采用的是存储转发原理，使得有限的通信线路资源可以被所有用户使用，线路利用 率高2) 可以为用户的报文设定优先级，在通信量增大时，能灵活地应对各种可能的情况3) 可以进行不同速率、不同码型的交换，进而实现不同类型终端之间的数据通信4) 报文通过通信网络的延迟时间较长，不适合实时的或者交互式的数据通信业务19) 什么是分组什么是分组交换分组指的是报文经过划分形成的若干小数据段，在其首部再加上包含传输的目的地址和 源地址等等重要控制信息而形成的数据传输单元，又称为包分组交换技术，也称为包交换技术，它将要传输的报文分成若干段依次传送每当有分 段的报文片到达通信线路的中间结点时，结点设备都采用先将该分段的报文片接收并存储下 来然后再根据情况转发往下一个结点的处理策略20) 分组交换的特点是什么1)采用存储转发原理，通信电路的选择可以根据情况改变，通信可靠性高2)采用了较短的、标准化的分组，对网络设备来说所需的处理工作相对简单，降低了 网络设备的复杂性，从而降低了网络设备的成本3) 采用了短分组的思想，降低了通信的延迟时间，提高了传输的速度。
4) 通过分组的定义，实现了多路传输的复用，提高了通信的效率5) 通过存储转发技术和标准化的接口，实现了不同速率、不同码型的各种类型终端之 间的通信6) 分组交换网的主干网一般都是高速链路，可以传送大量的计算机数据7) 分组交换技术相对比较复杂，还不能做到严格的实时传输21) 请简要说明分组交换与快速分组交换的区别采用分组交换技术的设备必须把到达的信息全部接收下来，经过处理后再发送而快速 分组交换设备只要知道了数据传输的目的地址即立刻开始转发数据，无需等到数据全部到达 并接收下来，检验无错后再转发22) 同样环境下，分组交换所需的时间为什么要比报文交换和电路交换所需的时间要 短分组交换不需要预先建立连接，也不需要释放连接，因此与电路交换相比，分组交换少 了连接建立和释放连接两个阶段所需的时间报文交换虽然也不需要连接建立和释放连接， 但是它将数据的传输在各个通信信道段之间串行化了，因此反而比电路交换要花费更多的时 间23) 为什么要使用信道共享技术网络通信系统一般都存在着多个用户同时在利用网络传递信息但通信的线路资源是一 种有限的资源以通信线路为实现基础的信道资源，尤其是干线信道资源也就成为了一种有 限的通信资源。
这样就不可避免地存在着两个或者两个以上的用户同时对某一条通信链路发 出请求的情况，称之为冲突因此必须要求通信系统合理地对信道资源进行调度或者分配 一般来说，在通信系统中通常采取将两个或者两个以上用户的信号组合起来，使它们通过同 一个物理线缆或者无线链路，在同一个信道上进行传输的策略来满足所有用户的通信要求并 减少冲突现象的产生这种策略从用户的角度来看就叫做信道共享技术24) 为什么时分复用属于静态信道共享技术，而统计时分复用属于动态信道共享技术 时分复用的每个用户所占用的时隙编号是固定的就是说，对于一个特定的用户而言， 在每一个时分复用帧中都有一个固定的时间片专门为其提供信道的使用服务这一点不会随 着系统运行状态的改变而发生变化，是预先设定好的因此时分复用属于静态信道共享技 术统计时分复用不存在特定时隙与特定用户的对应关系，每个用户在不同时刻使用的时隙 的编号极有可能是不同的也即时隙与用户的对应关系是动态变化的，是随着系统运行情况 的变化而改变的因此统计时分复用属于动态信道共享技术25) 在统计时分复用中，复用帧具有什么样的特点 复用帧划分的时隙的数量要少于系统用户的数量26) 时分复用和频分复用各自的特点是什么有什么样的不同 频分复用的特点是所有用户在同样的时间内占用不同的带宽资源。
时分复用的特点是所 用用户在不同的时间占用同样的频带宽度它们分别从时间和带宽角度出发来确定各自的共 享策略27) 若计算机局域网采用集线器连接各台主机，这些主机将采用什么方式使用信道 将采用竞争性随机接入的方式用信道28) 受控接入有哪些类型 受控接入技术分为采用集中式控制机制的接入技术和采用分散式控制机制的接入技术两 种类型29) “标准的计算机局域网络不是总线型网络这句话对吗为什么 这句话不对，标准的计算机局域网络是总线型网络虽然标准的计算机局域网络在逻辑 上为接入网络的每台计算机设备确定了一个“逻辑位置”，这些逻辑位置连接起来构成了一 个逻辑环在这个环上传递名为令牌的特殊帧，只有获得令牌的主机才能够发送数据但是 其实际的物理结构是一个总线型的网络30) 请查阅资料，论述 TCP 协议的流量控制机制的详细内容TCP协议采用大小可变的滑动窗口机制进行流量控制窗口大小的单位是字节TCP报 文段首部的窗口字段写入的数值就是当前给对方设置的发送窗口数值的上限发送窗口的大小在连接建立时由双方商定但是在通信过程中，接收方可以根据自己的 实际情况，随时动态地调整对方的发送窗口的上限值(可以增大也可以减小)。
这种控制机 制通过接收方设置向发送方返回的确认帧首部的窗口字段值来实现发送方发送 TCP 报文数据，首先按字节划分报文段，并根据收发双方建立连接时协商 的参数建立发送窗口发送窗口中的数据实际上是要发送的报文段的索引值只有报文段的 索引值落在发送窗口中的时候，该报文段才会被发送出去发送方在发送窗口中维护一个指针，每发送一个报文段，指针就向前移动一个报文段的 距离当指针移动到发送窗口的最右端，也就是到达发送窗口的上限时，发送方就不能够发 送报文段了而发送方只要收到了对方的确认，就可以将以确认过的报文段索引排除出窗 口，并根据确认帧中窗口字段的值确定新的发送窗口的上限，以此决定是否将新的报文段索 引值纳入发送窗口中滑动的含义就在于此31) 拥塞控制与流量控制的区别是什么拥塞控制技术的前提是网络能够承载现有的网络负荷，即通过重定向等方法可以将现有 的网络流通过其他链路进行传输流量控制技术的前提则是接收方不能承受发送方传递过来 的数据，低速的接收方会丢弃来不及处理的数据拥塞控制技术是一个全局的概念，涉及到了网络中的全部主机和设备以及所有与降低网 络性能相关的因素流量控制技术只与通信链路上直接相连的两个结点设备有关，不涉及整 个网络的所有信息。
32) 请说明动态路由选择和静态路由选择各自的特点以及两者的区别静态路由选择的路由选择策略是事先制订好的在网络的运行过程中，不会根据网络环 境的变化而发生任何的改变动态路由选择的路由选择的策略则可以随着网络运行的情况而 改变每当诸如结点通信量或者网络拓扑结构等因素发生变化的时候，路由选择策略也会随 之发生改变动态路由选择技术具有环境自适应性，更符合自治的、自组织网络的需要但 是其实现协议和技术相对复杂，路由选择策略调整的速度还不能很好地符合用户的需求静 态路由选择技术实现简单，效率比动态路由选择策略要高，非常适合于网络拓扑变化不大、 相对稳定的环境33) 请说明动态路由选择和静态路由选择算法的分类动态路由选择算法包括集中式路由选择和分布式路由选择以及混合式路由选择三种类 型，其中分布式路由选择算法主要有距离矢量法和链路状态法两种静态路由选择的主要算 法有洪泛法、固定路由法以及流量分散法几种34) 光传输的原理是什么光从一种物质射向折射率不同的另一种物质时，在两种物质相交的界面上会发生折射现 象当折射角增长到一定程度时，就会发生全反射现象使用光缆通信的时候，光是在光缆 里的光纤中传输的而光纤外层包裹物质的折射率与光纤纤芯的折射率不同，纤芯的折射率 高，而包层的折射率低，光会在它们的交界面上向着折射率高的纤芯方向偏折乃至发生全反 射。
这样，光就会在光纤中的不断地反射向前传递35) 微波通信信道有哪些类型微波信道主要有两种类型：地面微波接力信道和卫星信道36) 微波通信具有什么特点微波接力通信的主要优点是：频率高，频带宽，信道容量大；建设投资少，见效快；受 到的干扰少，通信质量高其缺点是：收发双方必须直视，不能有障碍；中继站的维护要花 费大量的人力和物力；受天气影响大；存在多径效应，影响传输质量微波卫星通信优缺点与地面接力通信相差无几最大的特点是通信距离最远，时间延迟 大。
