网络技术导论复习要点(带答案)

二．画图题
01．某通信系统结构如图 1 所示
A
网络
设备1 图 1
设备2
B
问题 （1）如果 A,B 为 PC 机，网络为 PSTN 网络，系统中设备 1 和设备 2 分别是什么设备（2 分）？A 向 B 传递信息时
设备 1 和设备 2 分别执行什么功能（3 分）？ （2）如果 A,B 处理的数据为模拟数据，而网络上传递的信号为数字信号，则系统中设备 1 和设备 2 分别是什么设
（3）光电中继器：一般可分为光/光中继器和光/电中继器两种。也可分为有人中继器和无人中继器。 （4）光开关：常见的有机械式和电子式开关。 （5）光放大器：应用于光中继器中的光放大器称为在线放大器，应用于发射机的光放大器称为功率放大器，
应用于接收机的光放大器称为前置放大器。 11．模拟信号数字化的过程
频带传输，又叫模拟传输，是指信号在电话线等这样的普通线路上，以正弦波形式传播的方式。我们现有 的电话、模拟电视信号等，都是属于频带传输。 04．各种传输介质的种类、特点 答：（1）有线电缆：通信中常见的有线电缆包括非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和同轴电缆等。有线电缆的特点是
成本低，安装简单；缺点是频谱有限，而且安装之后不便移动。电缆是有线通信中，特别是接入网络中最 常见的传输介质。 ①双绞线：优点：低成本，易于安装；应用广泛。
08．数字调制技术包括哪些技术？ 答：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。
09．数字基带传输的基本波形（曼彻斯特、AMI） 答：单极性不归零波形、双极性不归零波形、单极性归零波形、双极性归零波形、差分波形、多电平波形。
10．光纤通信系统的组成 答：一个最简单的光纤通信系统由光发射机、光接收机、光中继器、光缆等组成，如图所示：
答：（1）发送端的信源编码器，它将信源的模拟信号变换为数字信号，即完成模拟/数字（A/D）变换。 步骤：抽样：在时间上对话音信号进行离散化处理； 量化：对幅值进行舍零取整的处理； 编码：将抽样、量化后的信号转换成数字编码脉冲。
（2）接收端的译码器，它将数字信号恢复成模拟信号，即完成数字/模拟（D/A）变换，将模拟信号发送至 信宿。 步骤：首先经过解码过程，所收到的信息重新组成原来的样值，再经过低通滤波器恢复成原来的模拟 信号。
缺点：带宽有限；信号传输距离短；抗干扰能力不强。 ②同轴电缆：优点：可用频带宽；抗干扰能力强；性能价格比高。
缺点：安装较复杂。 （2）无线介质：无线介质在使用中可以划分为可见光、微波、紫外、红外等频段。使用无线介质的显著优 点是建网快捷且移动性支持好，其缺点是频谱宽度还要低于电缆，此外，使用无线介质的成本有时要远高 于使用有线介质。虽然存在着部分不经授权就可以使用的频段，但大多数无线频段是需要经过授权甚至是 购买之后才可以使用过的。 （3）光纤：光纤也是一种有线介质，它可以提供高达太赫兹级别的带宽，而且误码率非常低，但缺点是安
②分级结构：分级结构适合用于不同等级交换节点的互连中，多用于长途网中。
04．PSTN 的编号计划 答：PSTN 的编号计划是指本地网、国内长途网、国际长途网、特种业务以及一些新业务等的各种呼叫所规定的 号码编排和规程。
装复杂，需要专业的人员和专业的设备。目前，光纤还是主要应用于骨干网络中。 05．无线信道的特点
答：频谱资源有限；传播环境复杂；存在多种干扰；网络拓扑处于不断的变化之中。 06．调制的概念
答：按原始信号的变化规律去改变载波信号的某些参数的过程。 07．模拟调制技术包括哪些技术？
答：常见的模拟调制技术包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM），以及将上述调制方法结合 的复合调制技术和多级调制技术。
备（2 分）？A 向 B 传递信息时设备 1 和设备 2 分别执行什么功能（3 分）？ 答：（1）设备 1 和 2 均为调制解调器。设备 1 完成调制功能，将数字数据调制成模拟信号，设备 2 实现解调
功能，将调制信号解调为原始的数字数据。 （2）设备 1 和 2 为编解码器。设备 1 完成编码功能，经过抽样、量化和编码将模拟数据转换为数字数据，
设备 2 实现解码功能，经反变换将数字数据恢复为原来的模拟数据。 02．请画出经过下列设备后的信号的波形
（1）模拟数据
放大器
（2）模拟数据
编码器
（3）数字数据
调制器
03．请绘出数字基带传输系统的基本结构图，并示意性地画出各个组成部分处理后的信号图形，说明图形中的信号 有什么特点？（参考 P42 图 3-12 和图 3-13）。
答：
其中，m（t）是输入的基带信号，这里是最常见的单极性非归零信号；m’（t）是进行码型变换后的波形； m1（t）是进行发送滤波成型之后的波形，m2（t）是一种适合在信道中传输的波形，是信道输出信号，显然 由于信道频率特性不理想，波形发生失真并叠加了噪声；r（t）为接收滤波器输出波形，与 m2（t）相比，失 真和噪声得到减弱；cp（t）是位定时同步脉冲；m3（t）为抽样判决之后恢复的信息；m0（t）是译码之后获 得的接收信息，在本例中与 m3（t）相同。
有速率和编码转换
有速率和编码转换
超负荷会增加分组时延
超负荷会增加分组时延
网络可能会对单个分组负责
网络可能会对分组序列负责
动态使用带宽
动态使用带宽
可能会乱序到达
按顺序到达
每个分组中都有额外开销比特 每个分组中都有额外开销比特
QoS 变化
QoS 变化
03．PSTN 的组成、结构 答：（1）PSTN 的组成： ①传输系统。以有线（电缆、光纤）为主，有线和无线（卫星、地面和无线电）交错使用，传输系统 由 PHD 过渡到 SDH、DWDM。 ②交换系统。设于电话局内的交换设备——交换机，已逐步程控化、数字化，由计算机控制接续过程。 ③用户系统。包括电话机、传真机等终端以及用于连接它们与交换机之间的一对导线（称为用户环路）， 用户终端已逐步数字化、多媒体化和智能化，用户环路已逐步数字化、宽带化。 ④信令系统。为实现用户间通信，在交换局间提供以呼叫建立、释放为主的各种控制信号。 【PSTN 的传输系统将各地的交换系统连接起来，然后，用户终端通过本地交换机进入网络，构成电话网】 （2）PSTN 的结构：PSTN 的结构主要包括两类：平面结构和分级结构。 ①平面结构：星型网络：在星型网络中可以把中心节点作为交换局，而把周围节点看作是终端；也可以把 所有的节点均看作交换局，此时中心节点即成为了汇接局。星型网络结构的优点 是节省网络传输设备，而其缺点是可靠性差，单一传输链路没有备份。 网状网络：网状网络实际上就是节点之间“个个相连”的网络。这种组网方式需要的传输设 备较多，尤其当节点数量增加时，线路设备数量急剧增加。网状网络的冗余度高， 可靠性比较高，但也需要复杂的控制系统。 环型网络：环型网络可以以较少的设备连接所有的节点，而且当组成双向环时可以提供一定 的冗余度。环型网络在电话通信网中的应用不多。 【三种平面结构的示意图如下】
第二次作业
一 ．基础知识
01．电路交换和分组交换的特点 答：电路交换的最大特点是在通话之前即为通话双方建立一条通道，在通话过程中保持这条通道，一直到通话
结束后拆除。分组交换的基本特点是面向无连接而采用存储转发的方式，将需要传送的数据按照一定的长
度分割成许多小段数据，并在数据之前增加相应的用于对数据进行选路和校验等功能的头部字段，作为数
2012 年网络技术导论复习要点
第一次作业 一．基本知识点 01．信息量的计算
答：定义：若一个消息出现的概率为 P，则这一消息所含的信息量 I 为：I=loga1/P。 当 a=2，信息量单位为比特（bit）；当 a=e，信息量单位为奈特（nit）；当 a=2，信息量单位为哈莱特。
目前应用最广泛的是比特，即 a=2。信息量 I 是事件发生概率 P 的单调递减函数。 02．通信系统模型及各部分的功能
（1）光发射器：光源【常用的主要有半导体发光二级管（LED）和半导体激光二极管（LD）】、输入接口、 线路编码、调制电路、其他辅助电路【包括温度控制（补偿）电路，功率控制电路，告警指示电路， 保护电路（常见的有一主一备倒换和多主一备倒换）等】。组成图如下：
（2）光接收器：光电检测器【常见的有光电二极管（PD）和雪崩光电二极管（APD）】、放大电路、均衡器、 判决器、译码器、输出接口、增益电路。组成图如下：
答：一个基本的点到点通信系统的一般模型：
其中，各部分的功能如下： •信息源——把各种可能消息转换成原始电信号 •发送设备——为了使原始电信号适合在信道中传输，对原始电信号变换成与传输信道相匹配的传输信号 •信道——信号传输的通道 •接收设备——从接收信号中恢复出原始电信号 •受信者——将复原的原始电信号转换成相应的消息
要传送的信息（消息）是 m（t），其表达形式可以使语言、文字、图像、数据······，经输入设备处理， 将其变换成输入数据 g（t），并传输到发送设备（发送机）。通常 g（t）并不是适合传输的形式（波形和带宽）， 在发送机中，它被变换成与传输媒质特性相匹配的传输信号 S（t），经传输媒质一方面为信号传输提供通路， 另一方面衰减信号并引入噪声 n（t），形成了 r（t）。r（t）是收到噪声干扰的 S（t），是接收机恢复输入信号 的依据。r（t）的质量决定了通信系统的性能，r（t）经接收设备转换成适合于输出的形式 g’（t），它是输 入数据 g（t）的近似或估值。最后输出设备将由 g’（t）传出的信息 m’（t）提交给终点的经办者，完成一 次通信。事实上，噪声值对输出造成影响，可以将整个系统产生的噪声等同成一个噪声源。 03．基带传输与频带传输的概念 答：基带传输又叫数字传输，是指把要传输的数据转换为数字信号，使用固定的频率在信道上传输。例如计算 机网络中的信号就是基带传输的。
据传送的基本单元即分组。分组交换比电路交换的电路利用率高，但时延较大。
02．数据报与虚电路的异同点 答： 没有专用通路
没有专用通路
分组传输
分组传输
分组在传递出去之前有可能保存 分组在传递出去之前必须保存
Байду номын сангаас
为每个分组建立路由
为整个会话过程建立路由
分组传输时延
呼叫建立时延，分组传输时延
排队制
排队制
路由器
分组交换机
12．各种复用技术以及特点 答：多路复用技术主要分为两大类：频分多路复用（简称频分复用，FDM）和时分多路复用（简称时分复用， TDM），波分复用和统计复用本质上也属于这两种复用技术。另外还有一些其他的复用技术，如码分复用 （CDM）、极化波复用和空分复用。 （1）频分复用：适用于传输介质的有效带宽超出了被传输信号所要求的带宽的情况。利用调制手段和滤 波技术使多路信号以频率分割的方式同时在同一条线路上互不干扰地传输。 缺点：很难进行动态分配频率。 适用环境：模拟链路环境、粗粒度的复用（划分上下行频带）。 （2）时分复用：特点：时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。 优点：时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输。 缺点：当某信号源没有数据传输时，它所对应的信道会出现空闲，而其他繁忙的信道无 法占用这个空闲的信道，因此会降低线路的利用率。 适用环境：电话、广电（SDH、ATM、IP 网络通信）。 ①同步时分复用（TDM）：用于电路交换；位置化信道；PSTN。 ②统计时分复用（STDM）：将 TDM 改进，用户不固定占用某个时隙，有空时隙就将数 据放入；用于分组交换和 ATM 交换；标识化信道。 （3）码分复用：各路信号采用经过特殊挑选的不同码型，通过对不同码型识别来消除各路信号间的干扰。 “码”的使用可视 cdma 系统的用户/信道之间保持正交，每一用户数据流具有均有一个唯 一的正交扩频码。 适用环境：频率资源有限的环境 典型实例：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。 （4）波分复用：WDM •在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，让数据传输速度和容量获得倍增。 •充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同规定波长 的光载波进行合并，然后传入单模光纤。 •在接收部分将再由分波器将不同波长的光载分开的复用方式，由于不同波长的载波是相 互独立的，所以双向传输问题迎刃而解。