数据通信基础 第三章
通信原理ppt课件——第三章
输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
36
若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
37
• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为
数据与计算机通信答案(第3章)
而对于数字彩色电视机，相当不错了。如果不提高数据率，还可以通过降低分辨率或刷新速 率，来换取色彩数的提高，但这也不实用的方法。
已知视频带宽 B=5MHz，所以有 5=P/105，则每行的像素数 P=5x105=525。 然而，通常 CCIR-M/NTSC 制式每行只约有 450 像素，带宽 B=P/105=450/105=4.3MHz (实 际技术指标 4.2Hz) 。 带宽由 4.2MHz 增加到 5MHz 时，水平分辨率约增加 75 像素，增幅 16.7%。 （2）计算垂直分辨率的增幅 由于信号最高频率 fH=5MHz，即最短的信号周期 1/fH=0.2υs。 又因为每个最短周期包含 2 个像素，则有 225 周期/行。那么，每行扫描时间为 0.2υs×225=45υs。加上水平回扫 11υs，每行往返扫描时间为 56υs ，即 56x10-6 s， 假定每屏 V 行，每秒扫描 30 场（帧、屏），则每秒扫描行数为 30V。 因此对于画面刷新，有 30V×56x10-6 = 1s，V = 595 行/屏。目前 NSTL 制式每行只有 525 行。垂直分辨率增加了 70 行，增幅 13.3%。
cos 2 t = cos t cos t = 1 (cos 2t + cos 0) = 1 (cos 2t + 1)
2
2
所以， f (t) = (10 cos t)2 = 100 cos 2 t = 50 + 50 cos 2t
数据通信与计算机网络第五版（习题答案）——第三章数据链路层
数据通信与计算机网络第五版第三章数据链路层3-1 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据链路接通了”的区别何在？解答：所谓链路就是从一个结点到相邻结点的一段物理线路，而中间没有任何其他的交换结点。
在进行数据通信时，两个计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路。
可见链路只是一条路径的组成部分。
数据链路则是另一个概念。
这是因为当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输（这将在后面几节讨论）。
若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
这样的数据链路就不再是简单的物理链路而是个逻辑链路了。
“电路接通了”仅仅是物理线路接通了通信双方可以在上面发送和接收0/1比特了，而“数据链路接通了”表明在该物理线路接通的基础上通信双方的数据链路层协议实体已达成了一致并做好了在该链路上发送和接收数据帧的准备（可能互相要协商某些数据链路层参数）。
3-2 数据链路层包括哪些主要功能？试讨论数据链路层做成可靠的链路层有哪些优点和缺点。
解答：数据链路层的链路控制的主要功能包括：封装成帧、透明传输和差错检测，可选功能包括可靠传输、流量控制等。
在数据链路层实现可靠传输的优点是通过点到点的差错检测和重传能及时纠正相邻结点间传输数据的差错。
若在数据链路层不实现可靠传输由高层如运输层通过端到端的差错检测和重传来纠正这些差错会产生很大的重传时延。
但是在数据链路层实现可靠传输并不能保证端到端数据传输的可靠，如由于网络拥塞导致路由器丢弃分组等。
因此，即使数据链路层是可靠的，在高层如运输层仍然有必要实现端到端可靠传输。
如果相邻结点间传输数据的差错率非常低，则在数据链路层重复实现可靠传输就会给各结点增加过多不必要的负担。
3-3 网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？解答：网络适配器的作用就是实现数据链路层和物理层的功能。
适配器接收和发送各种帧时不使用计算机的CPU 。
第3章 数据传输与通信基础.
3.3 多路复用技术
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在长途通信中，一些高容量的同轴电缆、卫星 设施以及光缆，其可传输的频率带宽很宽，为了 高效合理地利用这些资源，出现了多路复用技术。 多路复用就是在单一的通信线(一条物理电缆线) 上，同时传输多个不同来源的信息。从不同发送 端发出的信息S1，S2…，Sn，先由复合器复合为 一个信息，再通过单一信道传输至接收端。接收 前先由分离器分出各个信号，再被各接收端接收。 可见，多路复用需经复合、传输、分离三个过程。
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3．全双工通信方式 全双工通信能在两个方向上同时发送和接收信
息，如图3.4所示，它相当于把两个相反方向的 单工通信方式组合起来，因此一般采用四线制。 全双工通信效率高，控制简单，但组成系统造价 高，适用于计算机之间通信。如：计算机网络、 手机通信的方式。
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1．串行通信 在计算机中，通常是用8位的二进制代码来表
示一个字符。在数据通信中，人们可以按图3.6 所示的方式，将待传送的每个字符的二进制代码 按由低位到高位的顺序依次进行发送，到达对方 后，再由通信接收装置将二进制代码还原成字符 的方式称为串行通信。串行通信方式的传输速率 较低，但只需要在接收端与发送端之间建立一条 通信信道，因此费用低。目前，在远程通信中， 人们一般采用串行通信方式。
指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传 输所构成数据代码的二进制比特数，单位为比特 /秒(bit/second)记做bps。对于二进制数据，数据 传输速率为：S = 1/t(bps)
需要指出的是带宽和数据传输速率之间并没有 直接对应的关系，一般来说，高数据速率，也意 味着大带宽，但与信道信噪比存在着关系。
数据通信网课后题答案 第一章-第五章
第一章引论1. 计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展主要分为一下四个阶段：1)以单计算机为中心的联机系统-缺点，主机负荷重，通信线路利用率低，结构属集中控制方式，可靠性低2)计算机－计算机网络-是网络概念最全，设备最多的一种形式3)体系结构标准化网络4)Internet时代-是人类有工业社会向信息社会发展的重要标志，简单实用，高效传输，有满足不同服务的网络传输要求3. 计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构观的特点以及各层的作用是什么？答：通信控制处理机构成的通信子网是网络的内层，或骨架层，是网络的重要组成部分。
网上主机负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者，它们组成了网络的资源子网，是网络的外层，通信子网为资源子网提供信息传输服务，资源子网上用户间的通信是建立在通信子网的基础上。
没有通信子网，网络不能工作，而没有资源子网，通信子网的传输也失去了意义，两者合起来组成了统一的资源共享的两层网络。
将通信子络的规模进一步扩大，使之变成社会公有的数据通信网，5. 一个完整的计算机网络的定义应包含哪些内容？答：1.物理结构：通过通信线路、通信设备将地理上分散的计算机连成一个整体2.逻辑结构：在网络协议控制下进行信息传输3.主要目的：资源共享9. 局域网、城域网与广域网的主要特征是什么?答：这三种网络主要是按照网络覆盖的地理范围来划分的：1)广域网（远程网）WAN （Wide Area Network）：广域网的作用范围一般为几十到几千公里。
2)局域网LAN（Local Area Network）:局域网的作用范围通常为几米到几十公里。
3)城域网MAN（Metropolitan Area Network）：城域网的作用范围在WAN与LAN之间，其运行方式为LAN相似。
13. 计算机网络与分布式计算机系统之间的区别与联系是什么?答：两者在物理结构上是非常类似的，但是软件上有很大的差异。
计算机网络课后习题与解答讲解
本文所有的习题均来自教师上课布置的题目和书上，答案是一家之言，仅供参考。
第一章计算机概论1.术语解释计算机网络网络拓扑结构局域网城域网广域网通信子网资源子网2.计算机网络的的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？3.以一个你所熟悉的因特网应用为例，说明你对计算机网络定义和功能的理解。
4.计算机网络如何分类？请分别举出一个局域网、城域网和广域网的实例，并说明它们之间的区别。
5.何为计算机网络的二级子网结构？请说明它们的功能和组成。
6.常用的计算机网络的拓扑结构有哪几种？各自有何特点？试画出它们的拓扑结构图。
7.计算机网络具有哪些功能？8.目前，计算机网络应用在哪些方面？第二章网络体系结构与网络协议1.解释下列术语网络体系结构服务接口协议实体协议数据单元数据封装数据解封装2.在OSI参考模型中，保证端-端的可靠性是在哪个层次上完成的？CA．数据连路层B．网络层C．传输层D．会话层3.数据的加密和解密属于 OSI 模型的功能。
BA．网络层 B．表示层 C．物理层 D．数据链路层4.O SI 参考模型包括哪 7 层？5.同一台计算机之间相邻层如何通信？6.不同计算机上同等层之间如何通信？7.简述 OSI参考模型各层的功能。
8.简述数据发送方封装的过程。
9.O SI 参考模型中每一层数据单元分别是什么？10.在 TCP/IP协议中各层有哪些主要协议？11.试说明层次、协议、服务和接口的关系12.计算机网络为什么采用层次化的体系结构？13.试比较 TCP/IP 模型和 OSI 模型的异同点。
计算机网络为什么采用层次化的体系结构？【要点提示】采用层次化体系结构的目的是将计算机网络这个庞大的、复杂的问题划分成若干较小的、简单的问题。
通过“分而治之”，解决这些较小的、简单的问题，从而解决计算机网络这个大问题（可以举例加以说明）。
2.81．用生活中的实例说明面向连接的网络服务与无连接的网络服务解析：面向连接的网络服务与无连接的网络服务就相当于生活中的电话系统和普通邮政系统所提供服务。
《计算机网络》第二版_部分习题参考答案
《计算机网络》第二版_部分习题参考答案第一章绪论1. 什么是计算机网络？什么是互联网？2. 计算机网络的最重要功能是什么？3. 按照网络覆盖范围的大小可以将网络划分哪几类？每一类各有什么特点？4. 无线网可以分为哪几种？每一种的特点是什么？5. 简述ISO/OSI参考模型中每一层的名称和功能。
6. 简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能。
7. 比较ISO/OSI和TCP/IP参考模型的异同点。
第二章数据通信基础1．什么是数据、信号和传输？2．数字传输有什么优点？3．什么是异步传输方式？什么是同步传输方式？4．什么是单工、半双工和全双工传输方式？5．什么是信号的频谱与带宽？6．什么是信道的截止频率和带宽？7．简述信号带宽与数据率的关系。
8．有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。
假设每个用户占用一路电视信号带宽（6MHz），使用64QAM技术，那么每个用户的速率是多少？答：根据香农定理C = 2*W*log2M由于采用64-QAM技术，所以其M为64，W为6MHz，代入香农定理计算得出C = 2*W*log2M = 2*6*5 = 60Mbps9．要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块，按照香农公式，信道的信噪比应为多少分贝（取整数值）？答：（1）根据计算信道容量的香农定理C=W*log2(1+S/N)（2）按题意C=20K×8÷4＝40Kbps；而W＝4KHz（3）故得解：log2(1+ S/N)＝10；其中S/Pn=210-1=1023（4）dB=10log10(S/N)=10log10(1023)≈30，所以该信道的信噪比应为30分贝。
10．对于带宽为3kHz、信噪比为30dB的电话线路，如果采用二进制信号传输，该电话线路的最大数据率是多少？答：此题用香农定理来解答。
信道的带宽B=3000Hz，信/噪比S/N＝30dB，则10lg（S/N）= 30dB，∴S/N = 1000。
数据通信与网络安全指南
数据通信与网络安全指南第一章：数据通信基础在如今信息时代，数据通信是各行各业不可或缺的一环。
数据通信是指通过传输介质（有线或无线）将信息从一个地点传输到另一个地点的过程。
本章将介绍数据通信的基础知识，包括信号传输、传输介质和传输协议等。
1.1 信号传输技术信号传输技术是数据通信的基石。
常见的信号传输技术包括模拟信号传输和数字信号传输。
模拟信号传输是将连续变化的信号通过物理介质传输。
数字信号传输则是将离散信号通过物理介质传输。
1.2 传输介质传输介质是指数据在传输过程中所经过的物理介质。
常见的传输介质包括有线介质和无线介质。
有线介质包括双绞线、同轴电缆和光纤等，而无线介质包括无线电波和红外线等。
1.3 传输协议传输协议是指在数据通信中，数据传输的规则和格式。
常见的传输协议包括TCP/IP协议和HTTP协议等。
传输协议确保数据在传输过程中的可靠性和安全性。
第二章：网络安全基础随着网络的普及和发展，网络安全问题日益凸显。
保障网络安全对于个人和组织来说至关重要。
本章将介绍网络安全的基础知识，包括网络威胁、网络攻击和安全防护等内容。
2.1 网络威胁网络威胁是指可能对网络系统和数据造成损害的行为。
常见的网络威胁包括计算机病毒、网络蠕虫、黑客攻击和网络钓鱼等。
2.2 网络攻击网络攻击是指对网络系统和数据进行非法访问、修改、破坏等活动。
常见的网络攻击包括拒绝服务攻击、网络入侵和数据篡改等。
2.3 安全防护安全防护是指通过采取一系列技术和措施来保护网络系统和数据的安全性。
常见的安全防护措施包括防火墙、入侵检测系统、数据加密和访问控制等。
第三章：数据通信与网络安全技术为了应对日益增加的数据通信需求和网络安全威胁，人们研发了许多数据通信与网络安全技术。
本章将介绍几种常见的数据通信与网络安全技术，包括VPN、SSL和防火墙等。
3.1 VPN技术VPN（Virtual Private Network）技术是一种通过公共网络建立起虚拟专用网络的技术。
第三章---SDH技术及其结构特点
第三章SDH技术及其结构特点3.1 SDH技术的帧结构3.11 SDH的帧结构SDH传输网的一个关键功能是要对支路信号进行同步和数字服用和交叉连接。
SDH帧结构必须适应这些功能要求,同时也希望支路信号在一帧内呈现均匀地、有规律的排列。
这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换，说到底就为了方便的从高速SDH信号中直接上/下低速支路信号。
鉴于此，ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如图3-1所示。
图3-1 STM-N 帧结构图从图3-1看出STM-N的信号是9行×270×N列的帧结构。
此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1，4，16，64……，表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用而成。
由此可知，STM-1信号的帧结构是9行×270列的块状帧，由上图看出，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行。
SDH的矩形帧在光纤上传输时是成链传输的,在光发送端经并/串转换成链状结构进行传输,而在光接收端经串/并转换成矩形块状进行处理.SDH信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。
如此一帧一帧地传输,每秒可传8000帧。
SDH的帧频率为8000帧/秒,那么该字节的比特速率为8000*8bit=64kb/s.这里需要注意到的是：帧周期的恒定是SDH信号的一大特点，任何级别的STM-N帧它的帧频都是8000帧/秒。
由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。
例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。
SDH信号的这种规律性使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况。
计算机网络与Internet应用基础教程 第3章 数据通信与通信网基础
图3-7同步传输方式 内同步指某些编码技术内含时钟信号。外同步指由 通信线路设备提供同步时钟信号，该同步信号与数 据编码一同传输，以保证线路两端数据传输同步。 总之，同步传输方式由字符同步和位同步共同构成。 它的优点是开销少、效率高，适合以较高的速率传 输数据；缺点是整个数据块一旦有一位错传，就必 须重传整个数据块的内容。
3.2 数据通信方式
3.2.1 并行传输方式与串行传输方式
数据传输有并行与串行两种方式。在计算机中，通 常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据 通信中，人们可以按图3-5（a）所示的方式，将待 传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺 序依次发送，这种工作方式称为“串行传输”。在 数据通信中，人们也可以按图3-5（b）所示的方式， 将表示一个字符的8位二进制代码通过8条并行的通 信信道同时发送出去，每次发送一个字符代码，这 种工作方式称为“并行传输”。
数据传输是数据通信系统的基础，其系统模型如图 3-4所示。数据通信系统除了数据传输之外还包括 数据链路和规程控制、数据在传输前后的处理等。 数据通信中的链路控制等功能牵涉到了OSI物理层 以上的协议。
图3-4 数据传输系统模型
3.1.2 信道带宽与信道最大传输速率
信道在通信系统中具有非常重要的地位，其中信道 带宽与信道最大传输速率是影响信道质量的两个主 要因素。 在数据通信系统中，信道是传送电信号的通路。广 域网包含了通信子网和资源子网，而通信子网又包 括传送线路和交换设备两部分。这里，我们将在机 器之间传输比特流的传送线路叫做信道。提到信道 的概念，首先要说明它的应用范围。本章我们要讨 论的信道，主要是指数据通信中广义的信道概念。
第3章 数据通信与通信网基础
3.1 数据通信的基本概念 3.2 数据通信方式 3.3 传输介质 3.4 通信网简介 习题3
数据通信简答题
数据通信简答题第一章分组交换数据网1、简述分组交换机的主要功能。
答：分组交换机主要有下列功能：①其支持网路的基本业务（虚呼叫、永久虚电路）及补充业务，如闭合电路群、快速选择、网路用户识别等；②其可进行路由选择，以便在两个DTE之间选择一条较合适的路由；进行流量控制，以使不同速率的终端也能进行互相通信；③其可实现X.25、X.75等多种协议；④其可完成局部的维护、运行管理、报告与诊断、计费及一些网路的统计等功能。
2、简述数据通信中，分组交换数据网中网路管理中心的主要功能有哪些。
答：(1)网路配置管理与用户管理；(2）日常运行数据的收集与统计；（3)路由选择管理； (4) NMC通过网络对各交换机软件加载及修改；5）网络监测、故障告警与网络状态显示；(6)计费管理。
3.简述分组交换机中分组拆装设备的功能。
答：(1)规程转换功能。
PAD可把非分组终端的简单接口规程与X. 25协议进行相互转换。
完成字符的组装和分组的拆卸。
(2)数据集中功能。
PAD可把各终端的字符数据流组成的分组，按照X. 25协议在PAD至分组交换机的中、高速线路上交织复用。
4、什么是X. 25建议？答：ITU - T的X. 25建议即“用专用电路连接到公用数据网上的分组式数据终端设备(DTE)与数据电路终接设备(DCE )之间的接口”，是分组数据交换网中最重要的协议之一，因此习惯上将分组数据交换网简称为X. 25网。
5、简述数据通信中X. 25网中虚电路和逻辑信道的区别。
（1）虚电路是主叫DTE到被叫DTE之间的虚连接，而逻辑信道是在DTE-DCE接口或网内中继线上可分配的代表子信道的一种编号资源，一条虚电路由多个逻辑信道链接而成。
(2)一条虚电路具有呼叫建立、数据传输和呼叫清除过程，永久虚电路可以在预约时由网络建立。
也可以通过预约清除，而逻辑信道号是客观存在的，他有占用和空闲的区别，但不会消失。
6、我国的公用分组交换网可以提供的基本业务有哪些？答：CHINAPAC除可以提供基本业务有可交换虚电路、永久虚电路和任选业务闭合用户群、快速选择业务、反向计费业务、阻止呼入/呼出业务及呼叫转移。
数据通信原理(第2版)课后习题 (1~3章)答案
《数据通信原理》（毛京丽等编著，年第二版）习题解答（）１－１ 数据通信的定义是什么？画出数据通信系统的基本构成框图，并说明其三大组成部分。
答：数据通信的定义是：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，它可实现计算机与计算机、计算机与终端、终端与终端之间的数据信息传递。
数据通信系统的基本构成见教材图—数据通信系统主要由中央计算机系统、数据终端设备（）和数据电路三大部分组成。
数据终端设备：ＤＴＥ相当于人和机器（计算机）之间的接口。
数据电路：数据电路由传输信道（传输线路）及其两端的数据电路终接设备（ＤＣＥ）组成。
数据电路位于ＤＴＥ与计算机系统之间，它的作用是为数据通信提供数字传输信道。
传输信道包括通信线路和通信设备。
ＤＣＥ是ＤＴＥ与传输信道的接口设备。
调制解调器（ｍｏｄｅｍ）是最常见的ＤＣＥ，它是调制器和解调器的结合。
中央计算机系统：中央计算机系统由通信控制器、主机及其外围设备组成，具有处理从数据终端设备输入的数据信息，并将处理结果向相应的数据终端设备输出的功能。
通信控制器（或前置处理机）是数据电路和计算机系统的接口，控制与远程数据终端设备连接的全部通信信道，接收远端ＤＴＥ发来的数据信号，并向远端ＤＴＥ发送数据信号。
主机又称中央处理机，由中央处理单元（ＣＰＵ）、主存储器、输入输出设备以及其他外围设备组成。
其主要功能是进行数据处理。
１－２ 什么是数据电路？它的功能是什么？数据电路与数据链路的关系是什么？答：数据电路由传输信道及其两端的数据电路终接设备（）组成，它的作用是为数据通信提供数字传输信道。
数据电路加上两端的传输控制器构成数据链路。
１－３ 设数据信号码元时间长度为—，如果采用电平传输，试求数据传信速率和调制速率。
解：，调制速率20072010.09P312DTE DCE 833106S 8 T=83310-6s M=8N Bd =1/T=1200Bd第章概述习题及解答1 l l l l l l l •~•~数据传信速率＝／１－４什么是单工、半双工、全双工数据传输？答：单工传输——传输系统的两端数据只能沿单一方向发送和接收。
计算机网络技术 课后习题答案 第3章 数据通信与广域网技术
半双工和全双工的通信方式进行通信。
单工（Simplex） 在单工模式下，数据传输的流向仅允许单方向传输。如下图所示：
送 端 接 收 端乙 甲发 传 输 方 向
半双工（Half-Duplex； HDX） 在半双工模式下，数据传输 的流向允许做双向的传输，但 在同一时间只有单一方向的数 据可传输，也就是说，半双工 无法在同一时间，做双向的数 据传输。
10Mb/s
<3km
宽带
≤450MHz
100km
较好
较低
基带 宽带
40Gb/s 4-6GHz
20km以上 几百km
很好 好
较高 中等
卫星
宽带
1-10GHz
通信专业实务-互联网技术(最新版)
1.3 数据交换方式
1.3.1 电路交换
电路交换是最早使用的数据交换方式。电路交换的工作过程分为 三个阶段：连接（电路、链路）建立、数据传输和连接释放。 1．连接建立 2．数据传输 3．连接释放
1.3 数据交换方式
1.3.2 报文交换
报文是数据传输的单位，即站点一次性要发送的数据块，长度不 限且可变。报文交换采用存储-转发的数据传输机制。
✓ 可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络来连 接、传递各种数据业务 ，为用户提供专用的数字数据 传输通道。
✓ DDN为用户提供的数据信道是专用的，类似于专线。 ✓ DDN的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、
数字卫星电路为基础。
帧中继
✓ 帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发 展起来的高速分组交换技术，沿用X.25的数据链路层 帧格式。
图1-6（b）时分复用
1.4 多路复用与多址通信
1.4.3 码分多址复用
码分复用：利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信 号码组中的所需信号，因此也称为正交复用。
图1-6（c）码分复用
1.4 多路复用与多址通信
1.4.4 波分复用
波分复用：在同一根光纤信道上传输多路不同波长的光信号 ，以提高光纤的利用率，波分多路复用用于光信号传输。
OSI网络参考模型
OSI参考模型由ISO国际标准化组织制定，主 要定义了三部分内容：
系统体系结构 服务定义 协议规范
OSI网络参考模型
层次
7. 应用层 6. 表示层 5. 会话层 4. 运输层 3. 网络层 2. 数据链路层 1. 物理层
功能
提供电子邮件、文件传输等用户服务 转换数据格式，数据加密和解密 通信同步错误恢复和事务操作 网络决策实现分组和重新组装 路由选择计费信息管理 错误检测和校正，组帧 数据的物理传输
软考中级网络工程师学习笔记(考点归纳总结全)
网络工程师学习笔记第一章计算机基础知识一、硬件知识1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统硬件系统分为三种典型结构：（1）单总线结构（2)、双总线结构(3）、采用通道的大型系统结构中央处理器CPU包含运算器和控制器。
2、指令系统指令由操作码和地址码组成.3、存储系统分为主存—辅存层次和主存—Cache层次Cache作为主存局部区域的副本,用来存放当前最活跃的程序和数据。
计算机中数据的表示Cache的基本结构:Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。
4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O操作达到更高的并行度.5、总线从功能上分类，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线(DB）、控制总线（CB）。
6、磁盘容量记计算非格式化容量=面数*（磁道数/面）*内圆周长＊最大位密度格式化容量=面数*（磁道数/面)＊（扇区数/道）*（字节数/扇区)7、数据的表示方法原码和反码［+0]原=000…00 ［—0］原=100。
.。
00 [+0]反=000…00 ［—0］反=111…11正数的原码=正数的补码=正数的反码负数的反码:符号位不变,其余位变反。
负数的补码:符号位不变,其余位变反，最低位加1。
二、操作系统1、操作系统定义:用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。
2、功能：是计算机系统的资源管理者.3、特性:并行性、共享性4、分类：多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。
5、进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。
6、进程分为三种状态：运行状态（Running)、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked).7、作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态.8、产生死锁的必要条件：（1）、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；（2）、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；（3）、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源,但仍然要求其它资源；（4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上)下一个进程所占有的资源.9、死锁的预防：1、预先静态分配法2、有序资源使用法3、银行家算法10、虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器.页架：把主存划分成相同大小的存储块。
第1章 数据通信基础知识总结
参考教材
• 《数据通信原理与技术（第2版）》 [达新宇 电子工业出版社]
• 《数据通信与计算机网络（第4版）》 [杨心强,陈国友 电子工业出版社]
• 《数据通信技术教程》 [吴延海，陈光军 北京大学出版社] • 《现代数据通信技术与应用》 [张亮 电子工业出版社] • 《通信原理》（第6版） [樊昌信 国防工业出版社 ] • 《物联网技术基础》 [解相吾、朱冠良 清华大学出版社 ]
● 课程概述
第1章 数据通信基础知识 第2章 数据通信关键技术 第3章 数据通信网基础 第4章 数据通信技术应用
4.1 物联网
4.1.1 物联网基本概念 4.1.2 物联网体系结构 4.1.3 物联网系统组成 4.1.4 物联网关键技术
4.1.5 物联网应用领域
4.2 三网融合 4.3 多媒体通信 4.4 下一代网络NGN
无线两大类。 ①有线介质。 看得见、摸得着，信号沿导线传输，能量相 对集中，传输效率较高。 ②无线介质。传输信息的媒质为自由空间，信号分散，传 输效率较低，安全性较差，分长波、中波、短波、超短波 和微波等。
1.4.1 传输介质概述
表2 常用传输介质类型与特点
1.4.1 传输介质概述
（2）传输介质的特性 ①物理特性。说明传输介质的特征。 ②传输特性。包括信号形式、调制技术、传输速率及频带宽度
1.2 通信系统技术基础
1.2.1 通信系统概述 1.2.2 模拟通信系统 1.2.3 数字通信系统 1.3 数据通信系统概述 1.4 数据通信传数据通信基础知识 第2章 数据通信关键技术 第3章 数据通信网基础 第4章 数据通信技术应用
2.1 数据通信传输技术 2.2 数据通信复用技术 2.3 数据通信交换技术 2.4 数据通信同步技术
数据通信基础培训教材
名目第一局部通信根底知识第一章概述第二章传输根底知识第三章交换根底知识第四章分层通信体系结构第二局部通信网络第一章概述第二章网第三章ISDN综合业务数字网第四章DDN网第五章帧中继网第六章ATM第七章接口和接进网第八章信令网第九章同步网第十章治理网第三局部计算机网络第一章概述第二章局域网第三章TCP/IP协议族第四章网络连接设备及网络软件第五章交换式网络第六章INTERNET第四局部数据固定网网络拓朴图第一节ATM网网络拓朴图第二节VOIP网网络拓朴图第三节193长途网网络拓朴图第四节广西165网网络拓朴图第五局部各县组网结构第一节各县组网结构和当前现状第二节各县组网结构示意图第三节专线故障处理流程第四节数据业务故障处理表第六局部数据专职员作职责及考核要求第七局部设备维护常识及常见故障处理第一节县、镇级全然网络组网方式第二节设备故障判定方法第八局部数据网运行维护制度第一节平安操作规程第二节机房治理和平安保密规定第三节障碍处理和障碍报告制度第一局部通信根底知识第一章 概述通信的目的是为了信息的传递。
携带信息的信号可分为模拟信号〔如话音〕和数字信号〔计算机输出的信号〕。
信息的传递由通信系统来完成。
1.1 通信系统的组成通信系统由硬件和软件组成。
硬件包括终端、传输和交换三大局部。
● 终端：包括一般、移动、计算机、数据终端、可视、会议电视终端等。
● 传输系统：信息传递的通道，一般喊信道。
● 交换系统：完成接进交换节点链路的聚拢、转接和分配。
● 通信系统软件：为能更好完成信息的传递和转接交换所必须的一整套协议、标准，包括网络结构、网内信令、协议和借口以及技术体制、接口标准等。
☞ 注释1.2 通信系统的分类按照系统所传输的信号来分类，那么系统可分为模拟通信系统和数字通信系统。
● 模拟通信系统：用模拟信号传递消息的系统。
● 数字通信系统：用数字信号传递消息的系统。
由于光纤通信的普及和集成工艺的开展，数字通信系统具有抗干扰能力强，数字信号可再生，可综合各种业务，便于和计算机系统连接，易于集成等优点，因此逐渐取代了模拟通信系统。
第3章 数据通信与网络
2．数据报方式 ． 数据报是一种无连接（ 数据报是一种无连接（Connectionless：CL）的 ： ） 网络服务方式。在数据报方式中， 网络服务方式。在数据报方式中，每个分组是单独 传送的，就像报文交换中的报文一样。 传送的，就像报文交换中的报文一样。每个分组称 为一个数据报， 为一个数据报，每个数据报都包含源和目的节点的 地址信息。当一个节点收到一个数据报后， 地址信息。当一个节点收到一个数据报后，根据数 据报中的地址信息和当前网络的工作状态， 据报中的地址信息和当前网络的工作状态，为每个 数据报选择传输路径。 数据报选择传输路径。当某个站点要发送一个报文 时，先把报文拆成若干个带有序号和地址信息的数 据报，依次发送到网络节点上。因此， 据报，依次发送到网络节点上。因此，数据报经过 网络可能会有不同的路由， 网络可能会有不同的路由，不能保证按顺序到达接 收端， 收端，接收端必须对已收到的且属于同一报文的数 据报重新排序。 据报重新排序。
H6 H5
H1
H4
H2
H3
2．数据传输阶段 ． 通过通信子网的物理电路连接建立以后， 在H1与H4通过通信子网的物理电路连接建立以后， 与 通过通信子网的物理电路连接建立以后 数据就可以在主机H1与 之间进行实时 之间进行实时、 数据就可以在主机 与 H4之间进行实时、 双向的 交换。在整个数据传输过程中， 交换。在整个数据传输过程中，所建立的电路必须 保持连接状态。 保持连接状态。 3．电路拆除阶段 ． 数据传输结束后，要进行线路拆除即终止连接， 数据传输结束后，要进行线路拆除即终止连接，以 便释放电路。由某一方（ 或 ）发出“ 便释放电路。由某一方（H1或H4）发出“释放请 求包” 另一方同意结束传输拆除线路时， 求包”，另一方同意结束传输拆除线路时，发送 释放应答包” 然后逐点拆除到对方节点， “释放应答包”；然后逐点拆除到对方节点，结束 此次通信。被拆除的线路空闲后， 此次通信。被拆除的线路空闲后，可被其它通信使 用。
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⑶．卫星通信:卫星通信是利用地球同步卫星作为中继，来转发微波信号的一 种远距离的特殊微波通信方式。当地球同步卫星位于36000km高空时，其发 射角可以覆盖地球上的1/3的区域。只要在赤道上空的同步轨道上等距离地 放置三颗间隔120o卫星，就能实现全球的通信。
已调光信号
光源
光调制器
光纤线路
光检测器
调制电信号
解调电信号
基带处理
基带处理
基带电信号
基带电信号
光纤信道的特点
• 通信容量大。 • 传输距离远，损耗小。 • 不导电 • 适应恶劣环境，节省资源。 • 轻便，容易铺设
3．无线电视距中继 无线电中继信道具有传输容量大、发射功率小、
通信稳定可靠，以及和同轴电缆相比，可以节省有 色金属等优点
对 来说是ei一(t)种干扰（乘性干扰），
n表(t )示加性干扰，上式可以表示为：
e0(t) k(t)ei (t) n(t)
3.2.1 恒参信道及其对信号传输的影响
恒参信道归纳 1．三种有线电信道 （1）明线
与电缆相比，它的优 点是传输损耗低。但它易 受气候和天气的影响，并 且对外界噪声干扰较敏感 （2）对称电缆
dφ(ω) τ(ω)= ---------
dω
（
（1）原信号
（2）经迟延时后的信号
群迟延产生失真的例子
3.2.2 随参信道及其对信号传输的影响
1．衰落 吸收型衰落（天气） 阴影衰落（遮挡） 干涉型衰落（多路径传输） 2．延迟畸变 多径传输效应 色散效应
噪声
噪声的概念
噪声的种类 （1）环境噪声 内部噪声（起伏噪声）
发 转 换
媒 质
收 转 换
解 调 器
译 码 信宿
器
器 狭义信道 器
调制信道
编码信道
广义信道
信道模型
有线传输介质
(1)双绞线 1）屏蔽双绞线 2）非屏蔽双绞线
⑵．同轴电缆
⑶．光纤
双绞线分类
类别
一类
二类
带宽
1MHZ
适用
语音传输 语音传输和数据传输
传输速率
4Mbit/s
三类 四类 五类 超五类 六类 七类
C=B㏒2(1+ S/N)=3000 ㏒ 2(1+1000) ≈30kbit/s
例题3-2
已知一首压缩过的双通道立体声歌曲的信息量为9.36× 106 bit,歌曲 长度为5分钟，通过电话信道播放，已知电话信道带宽 B=3kHz,要使接 收端能听到清晰的歌曲，则信道的信噪比S/N应为多少？
(㏒2 X ≈3.32lg X )
3.1.2 传输信道分类
1. 狭义信道和广义信道
狭义信道即传输媒介 广义信道由传输媒介和部分收发端的通信设备组成
广义 信道
信
道 狭义 信道
调制信道 编码信道 有线信道
无线信道
恒参信道 变参信道 无记忆编码信道 有记忆编码信道
双绞线 同轴电缆
光纤 长波信道 短波信道 微波信道
…
编 信源 码
器
调 制 器
再生中继器
4．卫星中继信道
卫星中继信道具有通信距离远、覆盖面积大、传 播稳定可靠、传输容量大、通信线电路灵活、机动 性好等突出的优点。
全 球 卫 星 通 信
无线信号接收和发送设备
微波通信的工作频段
• L:1.0-2.0 GHZ
• S:2.0-4.0 GHZ • C:4.0-8.0 GHZ • X:8.0-12.4GHZ • Ku:12 - 18GHZ • K:18 – 27 GHZ • Ka:27- 40 GHZ
同轴电缆
光纤
光纤传输信号方式
无线传输
⑴．微波通信:微波通信就是利用地面微波进行通信。微波是一种频率很高的 电磁波，其频率范围为300MHz～300GHz, 微波 通信主要使用的是 2～ 40GHz的频率范围。微波的重要特点是在空间沿直线传播，不能绕射，因而 微波在地面的传输距离有限，一般为40～60km。
• 4．C一定时，B与S/N可进行互换；
• 5．若信源的信息速率R小于或等于信道容量C， 则理论上可实现无误差（任意小的差错率）传输 。若R>C，则不可能实现无误差传输。
例题3-1
若信道带宽为3000HZ，信号噪声功率比为30dB,求信道 容量。
解 因为10lg（S/N）=30dB,所以S/N=1000，则该信道容 量为：
2.离散信道的信道容量
根据奈奎斯特准则，带宽为B的信道所能传输 的信号的最高码元速率为2B Baud。因此离散信道的 信道容量C可表示为
C=2B ㏒2M bit/s 其中，M为码元符号所能取得离散值的个数，即M进 制。
例题3-4
设离散信道的带宽为3000HZ，采用八进制传输，计算无 噪声时该离散信道的信道容量。
电缆的传输损耗比明 线大得多，但其传输特性 比较稳定。
屏蔽箔 屏 蔽 双绞 线
非 屏 蔽双 绞 线
（3）同轴电缆 基带同轴电缆的最大传输距离一般不超过几公里，
可用于数字数据信号的直接传输；而宽带同轴电缆的 最大传输距离可达几十公里，用于传输高频信号，采 用频分复用技术可以传送多路信号。
外 部 绝缘 体
ei (t)
时变线 性网络
eo (t)
eim (t)
网
eon (t)
（m对输入） 网络
对二对端的信号模型，输入与输出的关系：
e0 (t) f [ei (t)] n(t)
f [ei (t)] 表示已调信号通过网络所发生的变换，
假定可以用 k(t)表ei (示t) 。 依k赖(t于) 网络的特性，
解
C=2B㏒2M=2× 3000 ㏒ 2 8≈18000bit/s
➢ 已知某信源发送10Mbit的信息 ，设信道带宽为8kHz,信噪比 为20dB,问传送这一信息需要 多长时间？
➢ 课后作业
P57 4 、10
解 每幅图像的信息量是
480000× 32=15360000=15.36× 106bit
则该信源的信息速率为
R=15.36× 106 × 30 ≈ 4.6× 108bit/s
所以所需的最小信道容量为
C= R≈ 4.6× 108bit/s
信道带宽B=C/ ㏒2(1+ S/N) ≈4.6× 108 /(3.32× 4)=3.46× 107 Hz
• 由于噪声功率N与信道带宽B有关，故若噪
声单边功率频谱密度为n0，噪声功率N等于n 0B ，则
•
C = Blog2(1+S/ n0B) (bit/s)
• 1．若提高信噪比S/N，则信道容量C也提高；
• 2．若n0→0，则C→∞，这意味着无干扰信道容 量为无穷大；
• 3．若增加信道带宽B，则信道容量C也增加，但 不能无限制的增加，即当B→∞时，C→1.44S/ n 0；
电磁波谱
3.2 信道的传输特性
信道的数学模型 特性： ①有一对（或多对）输入端和一对（或
多对）输出端； ②信道是线性的，满足叠加原理； ③信道有一定的迟延时间，有损耗； ④即使没有信号输入，输出端仍有一定
的功率输出（噪声）。
ei1(t)
时
eo1(t)
变
ei2 (t )
线
eo2 (t)
性
自然噪声 人为噪声 热噪声 散弹噪声 电源噪声
噪声的描述
3.3 信道容量 1.连续信道的信道容量
• 在连续信道中，假设信道的带宽为B(Hz)， 信道输出的信号平均功率为S(W)及输出加性 高 斯 白 噪 声 平 均 功 率 为 N(W) ， 该 信 道 的 信 道容量为
•
C = Blog2(1+S/N) (bit/s)
内 部 导体
内 部 绝缘 体 铝 制 编 织 导 体 (屏 蔽 ) (a) 一 段 同 轴 电 缆
(b) 一 段 与 连 接 器 相 连 的 同 轴 电 缆
2．光纤信道 光纤线径细、重量轻 ；由于不受外界电磁干扰和
噪声的影响，能在长距离、高速率传输中保持低误码 率 ；可弯曲半径小、不怕腐蚀、安全保密性好、节 省有色金属。
解 歌曲的信息传输速率为
R=9.36× 106 /(5× 60)=3.12× 104bit/s
则信道的容量C至少要等于R，即
S/N=2C/B-1 ≈1000
即要求的信噪比大约为30dB。
例题3-4
已知某未经压缩的彩色电视图像由480000个像素组成，每个像素的色彩和 亮度使用32位二进制数来描述。如果彩色电视播放的帧率（每秒钟播放的画面数 目，单位是帧/S）30帧/S 。那么该信号无失真传输的信道容量是多少？若干信 道的信噪比是40dB,那么传送该彩色电视图像需要的信道带宽是多少？
第3章 信道 3.1 信道概述 3.2 信道的传输特性 3.3 有线信道 3.4 无线信道 3.5 数据传输的信道容量
➢ 数据传输有哪些方式？ ➢ 何为信道？ ➢ 信道的种类
3.1 信道概述
本节内容提要：
传输信道是任何通信系统中必不可少的组成部 分，信道的传输性如何将直接影响系统的信能。
本节将介绍通信信道的基本概念、各种传输介 质的特性、信道的分类等内容。
16MHZ 20MHZ 100MHZ 100MHZ 200-250MHZ 大于500MHZ
语音传输和数据传输 令牌环网 语音传输和高速数据传输 千兆以太网 局域网及FDDI 千兆以太网
10Mbit/s 16Mbit/s 100-155Mbit/s 100Mbit/s 1000Mbit/s 10Gbit/s