第二章作业参考答案
1．数据通信过程包括哪几个阶段，各阶段的特点是什么？
答：数据通信过程一般包括以下5个阶段：
建立物理连接：建立通信线路的连接；
建立逻辑连接：建立数据传输线路，通信双方建立同步联系，相互核对地址；
数据传输；传送通信数据；
断开逻辑连接；双方通过通信控制信息确认此次通信结束；
断开物理连接：通信结束，切断物理链接通道。
2. 试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、数字信号。
答：数据（Data）：传递（携带）信息的实体。
信息（Information）：数据的内容或解释。
信号（Signal）：数据的物理量编码（通常为电编码），数据以信号的形式在介质中传播。
3. 模拟通信系统和数字通信系统有何不同?
答：模拟通信系统是在模拟信道上实现模拟信息或数字信息的传输，需要经过调制和解调；
数字通信系统是在数字信道上实现模拟信息或数字信息的传输，需要经过编码和解码。
4. 举出现实生活中单工及双工通信的例子
答：单工是指数据单向传输，如无线电广播。
半双工是指数据可以双向交替传输，但不能在同一时刻双向传输，例如对讲机。
全双工是指数据可以双向同时传输，例如电话。
5. 基带传输与宽带传输的主要区别是什么？
答：基带传输：不需调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。
宽带传输：把信号调制成频带为几十MHz到几百MHz的模拟信号后再传送，接收方需要解调。
6. 同步通信与异步通信的主要区别是什么？
答：
同步通信要求接收端与发送端在时间基准上一致，收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。而异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。 得同步通信的传输速率较异步通信更快，但系统需要在首发两端保持同步，因此一般比异步通信更为复杂。同时，异步通信为使接收端正确识别数据，开销较大。
7. 通过比较说明双绞线、同轴电缆和光纤三种传输介质的特点？
答：
双绞线：组装密度高、节省空间，安装容易，平衡传输，抗干扰性一般，连接距离短，，价
格便宜。分为屏蔽双绞线(STP)，非屏蔽双绞线(UTP)。常用的双绞线：3类（16Mb/s） 和5类（155Mb/s）两种。
同轴电缆分基带同轴电缆和宽带同轴电缆，抗干扰性能好，价格较便宜。计算机网络中使用基带同轴电缆，阻抗50，有粗同轴和细同轴两种，
光纤，电磁绝缘性能好，频带较高，抗干扰性能极好、误码率低、保密性好，传输损耗小，适合长距离传输，轻便，价格较高。
8. 数字数据在模拟信道传输时采用的调制方法有哪几种？数字数据在数字信道传输时采用的常用编码方法有哪几种？
答：（1）数字数据在模拟信道传输时可以按频率、幅度、相位进行调制。有四种基本形式：振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)、移相键控(PSK)和差分移相键控(DPSK)。
（2）数字数据在数字信道传输时采用的常用编码方法有：
不归零码（NRZ ）、曼彻斯特编码（Manchester Coding）、差分曼彻斯特编码（Differential Manchester Coding）等。
9.给出比特流011000101111的不归零码、曼彻斯特编码以及差分曼彻斯特编码的波形图。
对于10Mbps的数据速率，如分别采用不归零码和曼彻斯特编码，则信号速率各是多少？
答：比特流011000101111，则
 
对于10Mbps的数据速率，采用不归零码，则信号速率是10Mbps。采用曼彻斯特编码则信号速率是20Mbps。
10.如何利用话音通道传输计算机数据？
答：
（1）采样：按一定间隔对语音信号进行采样；
（2）量化：把每个样本舍入到最接近的量化级别上；
（3）编码：对每个舍入后的样本进行编码；
编码后的信号称为PCM信号可以利用话音通道传输。
11．请列举出几种信道复用技术，并说出它们各自的技术特点。
答：（1）频分复用：按频率划分不同的频率通道，每路信号占用一个频率通道进行传输，频率通道之间留有防护频带，有效避免相互干扰；
（2）时分复用：按时间划分不同的时间片和时隙，每路数据占用一个时隙进行传输；
（3）波分复用：整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进
行传输；
（4）码分复用：按地址码划分不同的信道。
12.试写出下列英文缩写的全文并进行简单解释：FDM、TDM、WDM、CDMA、ITU-T、ISO
答：
频分复用FDM （Frequency Division Multiplexing）。
时分复用TDM （Time Division Multiplexing）按时间划分不同的信道。
波分复用WDM （Wave Division Multiplexing） 按波长划分不同的信道。
码分多址CDMA （Code Division Multiple Access）按不同的地址码划分信道。
国际标准化组织ISO（International Organization for Standards）
国际电信联盟远程通信标准化组ITU-T(International Telecommunication Union Telecommuni
cation Standardization Sector）
（1）FDM：frequency division multiplexing，频分复用，按频率划分不同的信道，是一种将多路基带信号调制到不同频率载波上再进行叠加形成一个复合信号的多路复用技术；
（2）TDM：Time Division Multiplexing，时分复用，是指按时间划分不同的时间片，每个时间片又划分若干个时隙，每路数据占用一个时隙进行传输；
（3）WDM：Wave Division Multiplexing，波分复用，是指整个波长频带被划分为若干个波长范围，每路信号占用一个波长范围来进行传输；
（4）CDMA：Code Wave Division Multiplexing Access，码分多址，是指每个用户把发送信号用接收方的地址码序列进行编码。不同用户发送的信号在接收端被迭加，然后接收者用同样的地址码序列解码。由于地址码的正交性，只有与自己地址码相关的信号才能被检出，由此恢复出原始数据；
（5）ITU-T：International Telecommunications Union-Telecommunication
Standardization Sector,国际电信联盟远程通信标准化组,它是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国际标准的组织。
(6)ISO: International Standard Organization,国际标准化组织,由各国标准化团体组成的世界性的联合会，主要工作是制定国际标准。
13. 一个有线电视系统有100个商用频道，所有的频道都交替地播放电视节目和广告。它们是TDM还是FDM？
答：100个商用频道每个频道都使用自己的频带，为FDM；在每个频道上同时交替地播放电视节目和广告，所以又是TDM。
14.在普通电话系统中采用何种交换技术？IP(Internet Phone)电话采用何种交换技术？哪种交换费用低？为什么？
答：普通电话系统中采用电路交换，IP电话采用分组交换。分组交换交换费用低，因为通信两端不需要建立端到端的独占通路，使每次端到端通信占用的绝对资源减小。
同步通信和异步通信的区别
15.简述差错控制的几种方法？如果信息位串是101，生成多项式是G（x）=X4+X3+X2+1，则使用CRC技术实际传送的位串是什么？
答：（1）差错控制的方法有：ARQ、FEC、奇偶校验、CRC等；
（2）（详细步骤略）信息位串是101，生成多项式是G（x）=X4+X3+X2+1。101后加r=4个0，即1010000；用1010000除以11101，余0011，实际传送的位串是1010011。
16.某信道的误码率为10-5，每个数据报文的长度为10000bit，那么：
（1） 若差错都是奇数个，则在该信道上传送的数据报文的平均差错率是多少？
（2） 若差错大多为突发性的，平均突发长度为100 bit，则在该信道上传送的数据报文的平均差错率是多少？
答：此题理解有歧义，不用做。
17.收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速度为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延。
（1） 数据长度为107bit，数据发送速率为100kbit/s。
（2）数据长度为103bit，数据发送速率为1Gbit/s。
从以上计算结果可以得出什么结论？
答：
（1）发送时延  107bit/100kbit/s=100s，传播时延 1000km/（2×108）m/s =0.005s
（2）发送时延  103bit/1Gbit/s=0.000001s，传播时延  1000km/（2×108）m/s=0.005s
发送时延随数据块长度和信息传输速率的改变而改变，但只要仍在同一信道传送，其传播时延不变。
18.  带宽为 3KHz 的信道。
  （1) 不考虑噪声的情况下，其最大数据传输速率为多少？
  （2) 若信号电平分为 16 级，重做 （1）。
  （3) 若信噪比 S/N 为 30dB ，其最大数据传输速率为多少 ?
答：（1）C =2W=2×3000=6000（baud）
（2）C=2Wlog2 M=2×3000×log2 16=24000bps
（3）因为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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