北邮现代通信技术课后习题答案

现代通信技术课后习题答案
第一章
1.简述通信系统模型中各个组成成分的含义，并举例说明。

答：课本P4-5
2.如何理解现代通信网络的分层结构及各层的作用？
学术界一开始设定的七层的OSI模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），但后来在实际发展中TCP/IP作为五层协议模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层）发展了起来。

其中：
物理层和链路层：解决相邻节点的单跳接入问题，就是保证相连（有线网络）或者相邻（无线网络）的节点可以相互发送数据比特；
网络层：负责多跳的路由选择问题（也就是收到一个数据包后判断是否是自己的，如果不是应该发往相连的哪个节点）；
传输层：只在目的和源两个节点起作用，用于保证传输质量、流量控制、跟上层应用交互等；
引用层：主要是各种应用程序（或者说操作系统中进行通信的进程），比如浏览器浏览网页、qq通信、电子邮件等。

3.分析通信网络中各种拓扑结构的特点
4.举例说明日常生活中遇到的通信业务以及对应的通信终端。

（自己编）
5.如何理解通信网络与通信技术之间的关系？
答：通信技术侧重通信接入技术，主要是物理层和数据链路层，比如OFDM、CDMA等技术；通信网侧重通信网络管理和控制，主要网络层、传输层，比如TCP/IP、ATM等。

6.就未来通信发展趋势谈谈想法。

（自己编）
7.什么是三网融合?你认为实现的技术基础是什么？
答：（1）三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。

三合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。

三网融合应用广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。

以后的手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以打电话、看电视。

三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。

可以这样说，三网融合打破了此前广电在内容输送、电信在宽带运营领域各自的垄断，明确了互相进入的准则——在符合条件的情况下，广电企业可经营增值电信业务、比照增值电信业务管理的基础电信业务、基于有线电网络提供的互联网接入业务等；而国有电信企业在有关部门的监管下，可从事除时政类节目之外的广播电视节目生产制作、互联网视听节目信号传输、转播时政类新闻视听节目服务，IPTV传输服务、手机电视分发服务等。

（2）实现的技术基础：技术进步是三网融合的基本推动力.
a.数字技术的迅速发展和全面采用，把话音、数据和图像信号编码成“１”、“０”符号进行传输，它成为电信、计算机网和有线电视的共同语言。

所有业务在数字网中都将成为统一的０／１比特流，而无任何区别，话音、数据、声频和视频无论其特性如何都可以通过不同的网络来传输、交换、选路处理和提供。

b.大容量光纤通信技术的发展，为传送各种业务提供了必要的带宽和传输质量，在很大程度上减小了网络容量这一制约因素的影响。

利用波分复用技术，目前在单一光纤上传输３２０Ｇｂｉｔ／ｓ的系统已经商用。

具有巨大的可持续发展容量的光纤传输网是三网中各类业务的理想传送平台。

光通信的发展也使传输成本大幅度下降，使通信成本最终成为与传输距离几乎无关的事。

因而从传输平台上也已经具备了融合的技术条件。

c.软件技术的发展，使得三大网络及其终端都能通过软件变更最终支持各种用户所需的特性、功能和业务。

现代通信设备已成为高度智能化和软件化的产品。

今天的软件技术已经具备三网业务和应用融合的实现手段。

d.ＩＰ协议的普遍采用，使得各种以ＩＰ为基础的业务都能在不同的网上实现互通，具体到下层基础网是什么已无关紧要，ＩＰ协议不仅已经成为占主导地位的通信协议，而且人们首次有了统一的、为三大网都能接受的通信协议，为三网融合奠定了最坚实的联网基础。

从用户驻地网到接入网再到核心网，整个网络将实现协议的统一，各种各样的终端最终都能实现透明连接。

技术领域的进步从技术上为三网融合创造了条件、铺平了道路，尽管各种网络仍有自己的特点，但技术特征正逐渐趋向一致，如数字化、光纤化、分组化等，特别是逐渐向ＩＰ协议的会聚已成为下一步发展的共同趋向。

从技术前景来说，当各种网络平台达到承载本质上相同的业务能力时，它们才真正成为可以替代的了，打破了信息行业中历来按信息种类划分市场和行业的技术壁垒，使传统的行业界限变得越来越模糊。

技术的进步，促进了行业的技术、服务和市场方面的快速融合。

利用这些技术进步，许多市场参与者在战略上通过交叉平台和交叉产品开发超越传统业务范围的服务。

8.分析和展望物联网的发展前景。

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展，目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。

物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，其应用范围几乎覆盖了各行各业。

物联网工程专业是教育部允许高校增设新专业后，高校申请最多的学校，这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。

据测算，物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级，大学生选择物联网工程专业会是一个发展潜力很大，就业前景很好的专业。

第二章
1.人对音调高低的感觉与声音频率是什么关系？人对声音频率的响应大致在什么范围？人对那些声音频率最敏感？
答：当声音频率按指数规律上升时，音调感觉线性升高。

人对声音频率的响应大致在
20Hz~20kHz。

人对3kHz~5kHz的声音频率最敏感。

2.根据不同音源信号的频谱特性，分析为什么要对不同的音频通信业务，如电话、调频广播以及高保真环绕立体声等在数字化时采取不同的取样频率和不同的量化比特数？（略）
3.简述视频图像信息摄取与重现的基本过程。

回答视频系统是如何利用三基色原理实现彩色图像信息传输的。

（课本P19-20）
视频（Video）泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。

连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面；看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。

视频技术最早是为了电视系统而发展，但现在已经发展为各种不同的格式以利消费者将视频记录下来。

网络技术的发达也促使视频的纪录片段以串流媒体的形式存在于因特网之上并可被电脑接收与播放。

视频与电影属于不同的技术，后者是利用照相术将动态的影像捕捉为一系列的静态照片。

三基色原理：
主要内容:
⑴自然界中的绝大部分彩色，都可以由三种基色按一定比例混合得到;反之，任意一种彩色均可被分解为三种基色。

⑵作为基色的三种彩色，要相互独立，即其中任何一种基色都不能由另外两种基色混合来产生。

⑶由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于参与混合的各基色的亮度之和。

⑷三基色的比例决定了混合色的色调和色饱和度。

在中学的物理课中我们可能做过棱镜的试验，白光通过棱镜后被分解成多种颜色逐渐过渡的色谱，色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这就是可见光谱。

其中人眼对红、绿、蓝最为敏感，人的眼睛就像一个三色接收器的体系，大多数的颜色可以通过红、绿、蓝三色按照不同的比例合成产生。

同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。

这是色度学的最基本原理，即三基色原理。

三种基色是相互独立的，任何一种基色都不能由其它两种颜色合成。

红绿蓝是三基色，这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。

红绿蓝三基色按照不同的比例相加合成混色称为相加混色。

4.视频信号的频谱有什么特点？在我国模拟的电视制式中，视频信号的带宽是多少？彩色信号的频谱是如何分布的？
答：
(1)特点：课本P20。

(2)PAL制是将两个色差信号对频率为4.43MHz，NTSC制是将两个色差信号对频率为
（3）彩色电视系统是按照三基色的原理设计和工作的。

三基色包括：红色、绿色和蓝色（RGB）。

混色方法：单位面积上存在三个RGB像元点，每个点独立发光，由于发光点很小，在一定距离观看时，人眼会看到的是三原色的混合色。

5.请问为什么可以对原始视频和音频信息进行压缩编码？主要有哪些压缩编码方法？
答：课本P22-P26
6.数据通信业务和视音频业务相比，有哪些特点？
答：数据业务比其他通信业务拥有更为复杂、严格的通信规程或协议。

数据业务相对于视音频业务实时性要求较低，，可采用存储转发交换方式工作。

数据业务相对于视音频业务差错率要求较高，必须采取严格的差错控制措施。

数据通信是进程间的通信，可在没有人参与的情况下自动完成通信过程。

7.多媒体通信业务对通信网有哪些特殊要求？
答：（课本P35-36）
（1）具有足够的传输带宽，对信息采取必要的压缩措施。

（2）多媒体通信的实时性要求。

（3）支持点到点、点到多点和广播方式通信。

（4）支持对称和不对称方式连接。

（5）在一次呼叫过程中可修改连接的特性。

（6）呼叫过程中可建立和释放一个或多个连接，多个连接间应保持一定的同步关系。

第三章
1.用于音频通信的终端主要有哪些？具备最基本通话功能的电话机是如何组成的？
答：
（1）音频通信终端应用于普通电话交换网络PSTN的普通模拟电话机、录音电话机、投币电话机、磁卡电话机、IC卡电话机，也可以是应用于ISDN网路的数字电话机以及应用于移动通信网的无线手机。

此外，具备声卡的计算机在软件支持下，也可完成音频通信终端的功能。

（2）具备最基本功能的电话机是由通话模块、发号模块、振铃模块以及线路接口组成
2.传真机是如何工作的？主要由哪些部分组成？
基本工作原理：
1、影像扫描：以机械或电子的扫描装置读取图稿上之影像点，并将之转为数字型式；因仅用光源投射在图稿上再扫描景点的反射亮度转换而得，故又称为光电转换，影像之数值为二进制的1或0，并以扫描线排列。

2、压缩编码：扫描线影像资料以压缩编码方式压缩，以节省传输之资料量及时间。

3、调制：以调制器将压缩后之影像资料码转变为电话线路上可以传输之声频类比信号。

4、电话网路传送介面：将变调后之类比信号送到电话传输线上传输，并经由电信交换网路传到接收端。

5、电话网路接收介面：由电话回线上接收类比信号送到解码器。

6、解调：将声频类比信号复原为数字资料码。

7、解码扩展：将压缩后之影像数字资料码解码并扩展回原稿扫描线影像数字型式。

8、记录打印：将扫描线一行之二进制值1或0数字资料送到打印装置，以黑白色墨显像于记录纸上并于原稿扫描线同尺度及解析度。

组成:略
3.目前主要有哪些视频通信终端？他们是如何工作的？
答：各种电视摄像机、多媒体计算机用摄像头、电视接收机、视频监视器以及计算机显示器。

彩色电视摄像机：彩色摄像机主要由光学系统、摄像管（或固体城乡器件）、视频处理电路、同步信号发生器以及彩色信号编码器组成。

多媒体计算机用摄像头：多媒体计算机用摄像头与彩色摄像机相比，结构简单，但技术指标较低。

其光学系统一般使用较为廉价的塑料镜头，成像器件采用单片CCD或CMOS固体成像器件。

按照其信号输出形式，可分为模拟摄像头和数字摄像头两大类。

视频显示终端：彩色电视接收机、视频监视器以及计算机显示器是目前主要的视频通信终端设备。

其中，彩色电视接收机主要用来接收、显示广播电视信号、有线电视信号以及各种视频播放设备输出的视频电视信号；视频监视器主要用在各种专业领域，用于视频图像信号的监视，其各项技术性能指标要高于电视接收机，但一般不具备高频电视信号的接收功能；计算机显示器主要用于计算机图形、图像的显示，由于它没有高频解调和彩色全电视信号解码电路，因此不能直接用来显示电视信号。

计算机显示器在显示分辨率、屏幕刷新速率等方面远高于电视接收机，并工作在逐行扫描状态。

4.多媒体通信终端主要有哪几种形式？各自有什么特点？
答：课本P41-44
(1)多媒体计算机终端
(2)机顶盒
(3)可视电话终端
(4)电视会议系统
(5)智能手机和平板电脑
5.机顶盒作为多媒体终端有哪些主要功能？
答：课本P42
人机交互控制、通信、信号解码、互联网浏览、信息显示
第四章
1.试比较同步时分复用信号与统计时分复用信号的不同点
答：课本P53
同步时分复用是指将时间划分为基本单位，1帧占用时长为125ux。

每帧分成若干个时隙，并按顺序编号，所有帧中编号相同的时隙成为一个子信道，该信道是恒定速率的，一个信道传递一个话路的信息。

统计时分复用传送把信息分成很多小段，称为分组。

每个分组前附加标志码，标志要去哪个输出端，即路由标记。

每个分组在输入时使用不同时隙。

虽然使用不同时隙，但标志码相的分组属于一次接续。

2.简述数据通信与话音通信的主要区别
答：（1）对象不同：数据通信实现计算机之间以及人与计算机间通信，电话通信是人和人间通信。

数据通信过程需要严格的通信协议和标准；
（2）传输可靠性不同：数据通信码组中，一个比特在传输过程发生错误，接收端会产生不同含义，因此比特差错率控制在10-8以下，而话音比特差错率在10-3；
（3）信息业务量特性不同：电话通信一般不会出现长时间没有信息传输，PCM话音信号平均速率在32KB/S，数据通信数据传输速率在30B/S ~ 1MB/S之间；
（4）通信平均持续时间和建立请求响应不同：
数据用户通信时间大多数在50S以内，电话通信平均时间在5MIN，数据通信信道建立时间应在1.5S，而电话则在15S。

所以数据通信必须使用专用高速网络。

3.略
4.试简述OSI与各种交换技术的层次对应关系。

答：课本P57-59
5.通信交换系统的基本功能可概括为哪4种功能？
6.略
7.为什么说交换网络是交换系统的核心？
8.共路信令方式中，如何识别信令消息属于哪一个呼叫连接？
答：课本P68.共路信令利用信令中所携带的标记（Lable）来识别该信令属于这一群话路中的哪一个话路。

9.解释名词：协议，无连接，面向连接，物理连接，逻辑连接，PVC,SVC。

答：协议（P69），无连接(P60)，面向连接(P60)，物理连接(P61)，逻辑连接(P61)，PVC 半永久式虚连接(P61)，SVC交换式虚连接(P61)。

无连接指不需要事先建立连接就可进行通信的方式
面向连接指通信前需要先建立连接，通信后要拆除连接，在通信期间，不管是否有信息传送，连接始终保持。

物理连接：基于同步时分复用信号；连接通过事先选好的固定的节点，即两个用户通过的由节点组成的路由确定；指定路由中任意两个节点间的物理通路确定，即一个通路就是一个选定的时隙。

逻辑连接：基于统计时分复用信号；连接通过事先选好的固定的节点，即两个用户通过的由节点组成的路由确定；指定路由中任意两个节点间的通路不是指定的时隙，而是逻辑通路，即一个通路就是一个选定的逻辑信道号。

PVC：指连接由O&M功能来建立和拆除，也就是通常所说的专线方式，此时连接为逻辑连接SVC：指连接由信令功能连自动建立和拆除，当用户发起呼叫请求时，网络利用信令自动建立连接，呼叫结束时自动拆除，呼叫持续时间较短。

此时连接为逻辑连接
第五章
1.什么是长途网？二级长途网的网络结构是怎样的？
答：长途网分为四级，一级交换中心之间相互连接成网状网，以下各级交换中心以逐级汇接为主。

二级长途网的网络结构：长途两极网将网内长途交换中心分为两个等级，省级（包括直辖市）交换中心以DC1表示；地（市）级交换中心以DC2表示。

DC1以网状网相互连接，与本省各地市的DC2以星型方式连接；本省各地市的DC2之间以网状或不完全网状相连，同时辅以一定数量的直达电路与非本省的交换中心相连。

2.什么是本地网？本地网中端局和汇接局的职能有什么不同？
答：本地网是在同一编号区范围内，由若干个端局，或由若干个端局和汇接局及局间中继线、用户线和话机终端等组成的电话网。

终端局的职能是负责疏通本局用户的去话和来话话务。

汇接局负责疏通这些端局间的话务；汇接局还与其他汇接局相连，疏通不通汇接区间端局的话务；汇接局还可与长途交换中心相连，用来疏通本汇接区内的长途转话话务。

3. 说明空分交换、时分交换、模拟交换、数字交换、布控交换和程控交换的基本概念。

空分交换，这是指在交换过程中的入线是通过在空间的位置来选择出线，并建立接续。

通信结束后，随即拆除。

时分交换是把时间划分为若干互不重叠的时隙，由不同的时隙建立不同的子信道，通过时隙交换网络完成话音的时隙搬移，从而实现入线和出线间话音交换的一种交换方式。

模拟交换的对象是模拟信号，是对模拟信号进行交换。

数字交换的对象是数字信号，是对数字信号进行交换。

布控交换是布线控制交换，控制设备由预定功能的数字逻辑电路组成，也就是由硬件控制交换。

程控交换是存储程序控制交换的简称，以电子计算机作为控制设备，也就是由软件控制交换。

4.数字电路交换系统的话路子系统主要包括哪些部件？（写出4个）
答：交换网络、用户电路、用户集中级、数字终端、模拟终端、信令设备
5. 数字交换系统的模拟用户接口电路为什么要具有编译码gon功能？
答：编译码功能主要实现模/数转换和数/模转换功能。

这是因为在用户侧要将用户接听的模拟信号与网络中处理传输的数字信号进行转换。

6.
7. 用输出控制S接线器表示组播功能，设入线2的TS6的内容要在出线1，3，4的TS6同时输出。

改用输入控制S接线器是否能实现组播功能？
答：输出控制S接线器可以表示组播功能，但是改用输出控制S接线器就不能实现组播功能。

因为输出控制方式每个CM对应一条出线，输入控制方式每个CM对应一条入线，而同一时刻一个CM只能接通一个交叉点，因此采用输入控制方式时无法在不同的出线同时输出。

8.用类似于图5.9的TST网络表示双向通路的建立。

设用户A位于入线32的TS468，用户B位于入线1的TS5，内部时隙选用TS357，采用反相法。

9.呼叫处理程序主要包含哪些具体程序？它们各自的功能如何？
答：课本P81-82。

包括用户扫描、信令扫描、数字分析、路由选择、通路选择、输出驱动等功能块。

10.程控交换机中操作系统的主要功能有哪些？
答：课本P84
任务调度、通信控制、存储器管理、时间管理、系统安全和恢复、外设处理、文件管理、装入引导等。

11．试解释BHCA以及吞吐量的概念。

答：（1）在通讯领域，BHCA（Busy Hour Call Attempt，忙时每小时起呼次数）是通信业务工程中用于测量、评估和规划电话网络呼叫处理能力的一个关键性指标。

BHCA是指在一天中一个通信系统最繁忙的一个小时（高峰时期）电话呼叫的请求总次数。

BHCA：Busy Hour Call Ateempts 忙时试呼次数,BHCA是程控交换机控制部件呼叫处理能力的重要指标,与BHCA类似的指标还有CAPS（每秒建立呼叫数量），CAPS乘以3600就是BHCA了。

（2）吞吐量是指对网络、设备、端口、虚电路或其他设施，单位时间内成功地传送数据的数量（以比特、字节、分组等测量）。

12.ISDN的基本概念和定义是什么？
答：课本P90
综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。

在ITU的建议中，ISDN是一种在数字电话网
IDN的基础上发展起来的通信网络，ISDN能够支持多种业务，包括电话业务和非电话业务。

13.DDN的特点是什么？它能提供哪些业务功能？
答：课本P93-94
14.DDN如何实现子速率复用？
答：课本P93
15.智能业务和智能网业务有何不同？
16.智能网与现在各种业务网的根本区别是什么？
答：网络的交换功能与控制功能相分离。

17.电信管理网TMN与目前电信网上运行的各种业务网的网络管理系统是否相同？
答：课本P99
3G系统的网络管理主要基于电信管理网（Telecommunication Management Network，TMN）的框架。

TMN是国际电信联盟（ITU）于20世纪80年代后期引入的概念，它是一个逻辑上与电信网分离的网络。

它通过标准的接口（包括通信协议和信息模型）与电信网进行传送、接收管理信息从而达到对电信网控制和操作的目的。

TMN应用领域非常广泛，涉及电信网及电信业务管理的许多方面，从业务预测到网络规划；从电信工程，系统安装到运行维护，网络组织；从业务控制和质量保证到电信企业的事物管理，都是它的应用范围。

18.在TMN体系结构中，功能体系结构、信息体系结构和物理体系结构各有什么功能？答：课本P100-101
功能体系结构：从逻辑上描述内部功能的分配。

信息体系结构：描述功能块之间交换的不同类型管理信息的特征。

物理体系结构:提供传送和处理网管信息的功能和过程。

19.TMN有哪些管理功能？
答：课本P102
性能管理、故障管理、配置管理、计费管理、安全管理。

第六章
1.判断下列说法是否正确？为什么？
分组交换要求为每个分组增加控制和地址比特，这就给分组交换带来了大量的额外开销。

在电路交换中，建立的是一条透明的电路，不需要额外的比特。

因此它的线路利用率肯定比分组交换高。

（错误，因为虚电路在过负时呼损率增加）
2.分组交换本质上是存储转发，为什么能实现信息的交换？
答：课本P105
分组交换中传送和处理的对象，带有控制信息和地址信息，可以在网内独立传输。

3.分组传输中，数据报方式和虚电路方式各有什么优缺点？
答：课本P106
数据报方式：传送协议简单；传送不需要建立连接；分组到达终点的顺序可能不同于发端，需重新排序；各分组的传输时延差别可能较大。

虚电路方式：一次通信具有呼叫建立、数据传输、呼叫清除3个阶段，对于数据量较大的通信，传输效率高；收发之间的路由在数据传输之前已被决定，不必为每个分组选择路由，分组只根据虚电路号就可在网中传输；分组按次序到达接收端，终点不需对分组重新排序；差错控制与流量控制由网络负责。

4. 虚电路与实际物理电路有什么不同?
答：虚电路是两个用户终端设备在开始互相传输数据之前必须通过网络建立一条逻辑上的连接，一旦这种连接建立以后，用户发送的数据（以分组为单位）将通过该路径按顺序通过网络传送到终点。

当通信完成之后，用户发出拆链请求，网络拆除连接。

5．D算法（不考）
6.在实现路由选择功能中，表控路由选择和无表路由选择各适于什么情况？
答：课本P108
无表路由选择适用于网络无法保持路由选择表的情况。

7.流量控制和拥塞控制在概念上有什么相同？又有什么不同？
答：课本P111
流量控制定义：流量控制用于防止在端口阻塞的情况下丢帧，这种方法是当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现的。

流量控制可以有效的防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的冲击，保证用户网络高效而稳定的运行。

两种控制流量的方式：
1、在半双工方式下，流量控制是通过反向压力（backpressure）即我们通常说的背压计数实现的，这种计数是通过向发送源发送jamming信号使得信息源降低发送速度。

2、在全双工方式下，流量控制一般遵循IEEE 802.3X标准，是由交换机向信息源发送“pause”帧令其暂停发送。

有的交换机的流量控制会阻塞整个lan的输入，这样大大降低了网络性能；高性能的交换机仅仅阻塞向交换机拥塞端口输入帧的端口。

采用流量控制，使传送和接受节点间数据流量得到控制，可以防止数据包丢失。