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

同步字符 数据块 块检查字符 块结束符
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C ,帧同步 两工作站以报文分组为单位传送信息时,必须将线路上的数据流 划分成报文分组或HDLC(高级数据链路控制)规程的帧,以帧的格式 进行传送.在HDLC通信规程中的帧标志为F(01111110),就是用它来 标识帧的开始和结束.通信开始时,当检测到帧标志F,即认为是帧的 开始,然后在数据传输过程中一旦检测到标识F即表示帧结束. Frame) 帧(Frame)——包含数据和控制信息的数据块(包).
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2.数据
在二进制码代码的传输过程中,网络中所传输的二进制代码被 称为数据(Data).它是一种承载信息的实体,涉及到事物的具 数据(Data) 数据 体形式.例如文字,声音和图像等.而信息 信息是对数据的解释,是 信息 该数据的内容和含义. 数据可分为模拟数据 数字数据 模拟数据和数字数据 模拟数据 数字数据两类. 模拟数据:指在某个区间连续变化的物理量,例如声音的大小和温 模拟数据 度的变化等. 数字数据:指离散的不连续的量,例如文本信息和整数.它用有限 数字数据 的一系列符号代表信息.
并行通讯( 并行通讯(parallel communication) communication) 在并行通讯中,数据是在同一 时间内,由多条数据线传送与 接收.
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⑶ 同步通信与异步通信 所谓同步 同步,是指接收端要校准自己接收码元的频率和接收时间, 同步 在时间基准上与发送端取得一致,按照发送端发送码元的速率以及 每个码元的起止时间连续地接收数据.因此同步目的是使接收端与 发送端在时间基准上一致(包括开始时间,位边界,重复频率等). 位同步( Synchronous) A ,位同步(Bit Synchronous) 在数据通信过程中,首先要解决收发双方的时钟频率的一致性问 题.解决的基本方法是:要求接收端根据发送端发送数据的起止时 间和时钟频率,来校正自己的时间基准与时钟频率,这个过程就叫 做位同步 位同步. 位同步 实现位同步的方法主要有以下两种. 外同步法. 外同步法 内同步法. 内同步法
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"数据通信"是专指信源和信宿中数据的形式是数字的,在信道中传输时,可 数据通信" 数据通信 根据需要采用模拟/数字传输. 模拟传输——是一种利用模拟信道,不考虑传输内容的模拟信号传输方式. 模拟传输 其特点为:数据进入之前要经过调制,变换为模拟的调制信号. 优点:信道利用率较高,且可利用已有线路获得更高的数据传输速率. 缺点:当远距离传输时,经多次放大或存在累积误差. 数字传输——是一种利用数字信道,关心传输内容的数字信号传输形式. 数字传输 其特点为:可直接传输二进制数据或经过二进制编码的数据,也可传 输数字化了的模拟信号. 优点:当传输距离远时,不会产生累积误差;传输质量高;数字传输 设备价格较便宜. 缺点:信道利用率较低.
信息→数据→信号→在介质上传输→信号→数据→信息
图3-2 通信系统的任务
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3.1.2数据传输类型与通信方式
网络中两台计算机HA HB的通信过程 HA和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图3-3 网络中两台计算机HA和HB的通信过程
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⑴ 单工通信与双工通信 根据信号能够在信道上的传输方向和控制方式,信道可为单工 信道,半双工信道和全双工信道,相应地在这三种信道上也就能进行 单工,半双工和全双工的通信方式进行通信. 单工(Simplex) 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:
帧起始
控制信息
数据
校验和
帧结束
8 bit
m
0 - n
8-32
8 bit
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3.2 传输介质及主要特性
3.2.1 传输介质的主要类型 3.2.2 双绞线的主要特性 3.2.3 同轴电缆的主要特性 3.2.4 光缆的主要特性
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3.2.1 传输介质的主要类型
超5类 支持千兆以太网 千兆以太网(1000Mb/s) 千兆以太网 双绞线的这8根线的引脚定义如下:
常规双绞线接法
错线双绞线接法
在局域网,双绞线主要是用来连接计算 机网卡到集线器或通过集线器之间级联口的 级联,有时也可直接用于两个网卡之间的 连接或不通过集线器级联口之间的级联, 但它们的接线方式各有不同.
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3.2.3 同轴电缆的主要特性
1.物理特性 内芯——金属导体,用于传输数据 绝缘层——用于内芯与屏蔽层间的绝缘 屏蔽层——金属导体,用于屏蔽外部的干扰 塑料外套——用于保护电缆
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2.传输特性 50Ω ,RG-8和RG-11 (用于粗缆以太网) 50Ω ,RG-58 (用于细缆以太网) 75Ω ,RG-59 (用于宽带传输 ) 典型基带同轴电缆的最大距离限制在几km内,宽带同轴电缆可达十几km. 但是在10BASE5粗缆以太网中,传输距离最大为500m, 在10BASE2细缆以太网中,传输距离最大为185m. 3.连通特性 同轴电缆既支持点—点连接,也支持多点连接. 4.地理范围 基带同轴电缆使用的最大距离限制在几千米范围内,丽宽带同轴电缆最大距 离可达几十千米左右. 5.抗干扰性 同轴电缆的结构使得它的抗干扰能力较强. 6.相对价格 同轴电缆的造价介于双绞线与光缆之间,使用与维护方便.
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Analog Data 模拟数据
Analog Signal 模拟信号
调幅(AM) 调频(FM) 调相(PM) 幅移键控调制(ASK) 频移键控调制(FSK) 相移键控调制(PSK)
Digital Data 数字数据
Analog Signal 模拟信号
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3.2.2 双绞线的主要特性
1.物理特性和传输特性 组建局域网络所用的双绞线是一种由4对线(即8根线)组成 的,其中每根线的材质有铜线和铜包的钢线两类. 双绞线分为屏蔽双绞线(STP,Shielded TwistedPair)和非 屏蔽双绞线(UIP,UnShielded TwistedPair). 屏蔽双绞线由外部保护层,屏蔽层与多对双绞线组成. 非屏蔽双绞线由外部保护层与多对双绞线组成.
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3.信号 信号(signal) 信号(signal)是数据在传输过程中的电磁波表示形式.通 常,将数据的表示方式分为数字信号和模拟信号两种. 模拟信号是指一种连续变化的电信号,例如:电话线上传送 模拟信号 的按照话音强弱幅度连续变化的电波信号. 数字信号是指一种离散变化的电信号,例如计算机产生的电 数字信号 信号就是"0"和"1"的电压脉冲序列串.
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第3章 数据通信与广域网技术
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主 要 内 容
3.1 数据通信的基本概念 3.2 传输介质及主要特性 3.3 无线与卫星通信 3.4 基带和频带传输技术 3.5 多路复用技术 3.6 数据交换技术 3.7 差错控制方法
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图3-8 屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的结构
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目前,在局域网中常用到的双绞线是非屏蔽双绞线(UTP),它又分: 3类,4类,5类,超5类,6类和7类. 3类 5类 适用速率小于16Mb/s的计算机网络,例如,10Mb/s以太网 支持快速以太网 快速以太网(100Mb/s) 快速以太网
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字符同步( Synchronous) B ,字符同步(Character Synchronous) 标准的ASCII字符是由8 bit二进制0,1组成.发送端以8 bit为一 个字符单元来发送,接收端也以8 bit的字符单元来接收.保证收发双
方正确传输字符的过程就叫做字符同步 字符同步. 字符同步 异步制(Asynchronous) 异步制(Asynchronous).采用异步方式进行数据传输称为异步传输 异步传输 (Asynchronous Transmission ).异步传输的特点是:每个字符作为一 个独立的整体进行发送,字符之间的时间间隔可以是任意的.
甲
发送端 传输方向
接收端
乙
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半双工(Half-Duplex;HDX) 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.
发送端 甲 接收端
起始位 偶同位 终止位
起始 数据 终止 起始
'A'=41(H)
发送端 接收端
=1000001(b)
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同步制(Synchronous) 同步制(Synchronous).采用同步方式进行数据传输称为同步传 同步传 Transmission) 输(Synchronous Transmission).同步传输将字符组织成组,以 组为单位连续传送. 每组字符之前加上一个或多个用于同步控制的同步字符SYN, 每个数据字符内不加附加位.接收端接收到同步字符SYN后,根据 SYN来确定数据字符的起始与终止,以实现同步传输的功能.
3.1 数据通信的基本概念
3.1.1 信息,数据和信号 3.1.2 数据传输类型与通信方式
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3.1.1 信息,数据和信号
1.信息的概念 数据通信的目的是交换信息(Information),信息的载体可以是数 交换信息(Information) 交换信息 字,文字,语音,图形或图像.为了传送信息,必须对信息中所包含的 每一个字符进行编码.因此,用二进制代码来表示信息中的每一个字符 就是编码. 目前最常用的二进制编码标准为美国标准信息交换码.ASCII码用7 位二进制数来表示一个字母,数字,控制字符或符号.任何信息都可以 用ASCII码来表示. 数据通信是指在不同计算机之间传送表示字母,数字,符号的二进 数据通信 制代码0,1比特序列的过程.
发送端 乙 接收端
传输方向
全双工(Full-Duplex;FDX) 全双工(Full-Duplex;FDX) 与前面两种模式相比,全双工 模式可提供双向同时的数据传 输.
甲
发送与接收
发送与接收
乙
传输方向
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⑵ 串行通信与并行通信 串行通讯( 串行通讯(serial communication) communication) 在传送数据时,是依序送出或接 收一个bit.
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3.连通特性 双绞线既可用于"点—点"连接,也可用于多点连接. 4.地理范围 连接距离较短,局域网中典型连接距离为100米. 5.抗干扰性 抗干扰性一般.双绞线的抗干扰性取决于一束线中相邻线对的扭曲 长度及适当的屏蔽. 6.相对价格 成本低.双绞线的价格低于其他传输介质,并且安装,维护方便.
4.通信系统模型
信源:指在一次通信中产生和发送信息的一端; 信源 信宿:指接收信息的一端. 信宿 信道:用来表示向某一个方向传送信息的媒体. 信道 信道带宽:某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽. 信道带宽 编码器:把数据转换成适合传输的信号,便于识别,纠错. 编码器 调制器:是把信号转换成适合传输的形式. 调制器 解码器:是把传输信号转换成原始数据. 解码器 解调器:是把接收波形转换成数字信号序列. 解调器
传输介质是网络中连接收发双方的物理通路,也是通信中实际传送信息 传输介质 的载体.网络中常用的传输介质有双绞线 同轴电缆 光纤电线 无线 双绞线,同轴电缆 光纤电线和无线 双绞线 同轴电缆,光纤电线 与卫星通信信道. 与卫星通信信道 传输介质的特性主要有以下几点: 物理特性:对传输介质物理结构的描述. 物理特性 传输特性:传输介质允许传送数字或模拟信号,以及调制技术,传 传输特性 输容量与传输的频率范围. 连通特性:允许点—点或多点连接. 连通特性 地理范围:传输介质的最大传输距离. 地理范围 抗干扰性:传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据影响的能力. 抗干扰性 相对价格:包括器件,安装与维护费用. 相对价格