《网络工程师考试同步辅导》教学资源（参考资料）第2章数据通信基础.pdf_大学文库

第2章数据通信基础根据通信信号的传输方式，可以分为模拟传输和数字传输。 1.模拟传输及其优、缺点在模拟传输方式中，数据进入信道之前要经过调制，变换为模拟的调制信号。优点：由于调制信号的频谱较窄，因此信道的利用率较高。缺点：模拟信号在传输过程中会衰减，还会受到噪声的干扰，如果用放大器将信号放大，混入的噪声也会被放大。 2.数字传输及其优、缺点在数字传输方式中，可以直接传输二进制数据或经过二进制编码的数据，也可以传输数字化的模拟信号。优点：由于数字信号只取有限个离散值，在传输过程中即使受到噪声的干扰，只要没有畸变到不可辨认的程度，就可以用信号再生的方法进行恢复，对某些数码的差错也可以用差错控制技术加以消除。另外，数字设备可以大规模集成，比复杂的模拟设备便宜得多。缺点：传输数字信号比传输模拟信号所要求的频带要宽得多，因而信道利用率较低。 2.1.2典型例题分析例2-15个64kb/s的信道按统计时分多路复用在一条主线路上传输，主线路的开销为 4%,假定每个子信道利用率为90%，那么这些信道在主线路上占用的带宽为17kb/s。 (2017年下半年真题17) A.128 B.248 C.300 D.320 解析：每个子信道利用率为90%，因此有此公式：5×64×90%=X×(1-4%),解方程得 X=300。其中5×64×90%=288kbps为复用后的速率. 答案：C 例2-2如果信源产生的是模拟数据并以模拟信道传输，则叫作)：如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式传输，那么这种通信方式叫作(2)一。 (1)八、(2)A.模拟通信 B.模拟数据 C.数字通信 D.数据通信解析：如果信源产生的是模拟数据并以模拟信道传输，则叫作模拟通信：如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形式传输，那么这种通信方式叫作数字通信。答案：(1)A(2)C 例2-3根据通信信号的传输方式，可以分为（山）一、2)一。 (1)A.模拟传输B.模拟信号 C.模拟信道 D.模拟通信 (2)A.数据通信B.数字信道 C.数字传输 D.数字信号解析：根据通信信号的传输方式，可以分为模拟传输、数字传输。在模拟传输方式中，数据进入信道之前要经过调制，变换为模拟的调制信号。在数字传输方式中，可以直接传输二进制数据或经过二进制编码的数据，也可以传输数字化的模拟信号。答案：(1)A(2)C >15

15 第 2 章数据通信基础根据包信信号的传传包包，可以分为模拟传传调数字传传。 1. 模拟传传模模模、缺缺在模拟传传包包中，数据进入信信之前要经过调调，变换为模拟的调调信号。模缺：由于调调信号的频谱较窄，因此信信的利多率较高。缺缺：模拟信号在传传过程中会衰减，还会受到噪声的干扰，如果多放大包将信号放大，混入的噪声也会被放大。 2. 数字传传模模模、缺缺在数字传传包包中，可以直线传传二进调数据或经过二进调调调的数据，也可以传传数字化的模拟信号。模缺：由于数字信号只取包限个离散值，在传传过程中即使受到噪声的干扰，只要没包畸变到不可辨认的程度，就可以多信号再生的包法进串恢多，对某些数调的差差也可以多差差差调传传加以消除。另外，数字线线可以大规模集成，比多杂的模拟线线便宜得多。缺缺：传传数字信号比传传模拟信号所要求的频带要宽得多，因而信信利多率较低。 2.1.2 典型例题分析例 2-1 5 个 64kb/s 的信信按统计时分多多多多在一条主包多上传传，主包多的开销为 4%，假抽每个子信信利多率为 90%，那么这些信信在主包多上占多的带宽为 (17) kb/s。 (2017 年下半年真题 17) A. 128 B. 248 C. 300 D. 320 解析：每个子信信利多率为 90%，因此包此因包： 5×64×90%=X×(1-4%)，包包程得 X=300。模中 5× 64× 90%=288kbps 为多多为的速率。答案：C 例 2-2 如果信源产生的是模拟数据并以模拟信信传传，则叫作 (1) ；如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形包传传，那么这种包信包包叫作 (2) 。 (1)、(2) A. 模拟包信 B. 模拟数据 C. 数字包信 D. 数据包信解析：如果信源产生的是模拟数据并以模拟信信传传，则叫作模拟包信；如果信源发出的是模拟数据而以数字信号的形包传传，那么这种包信包包叫作数字包信。答案：(1) A (2) C 例 2-3 根据包信信号的传传包包，可以分为 (1) 、 (2) 。 (1) A. 模拟传传 B. 模拟信号 C. 模拟信信 D. 模拟包信 (2) A. 数据包信 B. 数字信信 C. 数字传传 D. 数字信号解析：根据包信信号的传传包包，可以分为模拟传传、数字传传。在模拟传传包包中，数据进入信信之前要经过调调，变换为模拟的调调信号。在数字传传包包中，可以直线传传二进调数据或经过二进调调调的数据，也可以传传数字化的模拟信号。答案：(1) A (2) C

网络工程师考试同步辅导（上午科目）（第4版） 2.1.3同步练习 1.8个9600b/s的信道按时分多路复用在一条线路上传输，在统计TDM情况下，假定每个子信道有80%的时间忙，复用线路的控制开销为5%，那么复用线路的带宽为 A.32kb/s B.64kb/s C.72kb/s D.96kb/s 2.8个128kb/s的信道通过统计时分复用到一条主干线路上，如果该线路的利用率为 90%,则其带宽应该是 kb/s。 A.922 B.1024 C.1138 D.2276 3.CDMA系统中使用的多路复用技术是」 0 A.时分多路 B.波分多路 C.码分多址 D.空分多址 4.通常情况下，信息插座的安装位置距离地面的高度为」 cme A.10-20 B.20-30 C.30-50 D.50-70 5.10个8.6kb/s的信道按时分多路复用在一条线路上传输，如果忽略控制开销，在同步TDM情况下，复用线路的带宽应该是()：在统计TDM情况下，假定每个子信道有 30%的时间忙，复用线路的控制开销为10%，那么复用线路的带宽应该是(2)。 (1)、(2)A.32kb/s B.64kb/s C.72kb/s D.96kb/s A.32kb/s B.64kb/s C.72kb/s D.96kb/s 2.1.4同步练习参考答案 1.B 2.C 3.C 4.C 5.(1)D(2)A 2.2信道特性 2.2.1考点辅导 2.2.1.1信道带宽 1.模拟信道带宽模拟信道的带宽如图2-2所示。信道带宽W=-f,其中，介是信道能通过的最低频率，是信道能通过的最高频率，两者都是由信道的物理特征决定的。为了使信号传输中的失真小些，信道要有足够的带宽。 2.码元、波特率、数据速率、数字信道带宽一个数字脉冲称为一个码元，用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T,其单位为波特baud,码元速率也称波特率。若一无噪声信道的带宽为W,则该信道的极限波特率为B=2W(奈奎斯特定理)。码元携带的信息量（比特）与码元的种类数N的关系为 n=log2N。 16《… 年卡0年卡0++0+++4卡04+0年0+#0年+4+0400卡#卡卡4+0年+000卡卡卡年

网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第 4 版) 16 2.1.3 同步练习 1. 8 个 9600b/s 的信信按时分多多多多在一条包多上传传，在统计 TDM 情况下，假抽每个子信信包 80%的时间忙，多多包多的差调开销为 5%，那么多多包多的带宽为。 A. 32kb/s B. 64kb/s C. 72kb/s D. 96kb/s 2. 8 个 128kb/s 的信信包过统计时分多多到一条主干包多上，如果该包多的利多率为 90%，则模带宽应该是 kb/s。 A. 922 B. 1024 C. 1138 D. 2276 3. CDMA 系统中使多的多多多多传传是。 A. 时分多多 B. 波分多多 C. 调分多址 D. 空分多址 4. 包常情况下，信息插座的安装位置距离地面的高度为 cm。 A. 10～20 B. 20～30 C. 30～50 D. 50～70 5. 10 个 8.6kb/s 的信信按时分多多多多在一条包多上传传，如果忽略差调开销，在同同 TDM 情况下，多多包多的带宽应该是 (1) ；在统计 TDM 情况下，假抽每个子信信包 30%的时间忙，多多包多的差调开销为 10%，那么多多包多的带宽应该是 (2) 。 (1)、(2) A. 32kb/s B. 64kb/s C. 72kb/s D. 96kb/s A. 32kb/s B. 64kb/s C. 72kb/s D. 96kb/s 2.1.4 同步练习参考答案 1. B 2. C 3. C 4. C 5. (1) D (2) A 2.2 信道特性 2.2.1 考点辅导 2.2.1.1 信道带宽 1. 模拟信信带宽模拟信信的带宽如图 2-2 所示。信信带宽 W=f2-f1，模中，f1 是信信能包过的最低频率， f2 是信信能包过的最高频率，两者都是由信信的物抽信征决抽的。为了使信号传传中的失真小些，信信要包足够的带宽。 2. 调码、波信率、数据速率、数字信信带宽一个数字脉冲称为一个调码，多调码速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内包过信信传传的调码个数。若信号调码宽度为 T 秒，则调码速率 B 1/T ，模单位为波信(baud)，调码速率也称波信率。若一包噪声信信的带宽为 W，则该信信的极限波信率为 B  2W (奈奎斯信抽抽)。调码携带的信息量 n (比信)与调码的种类数 N 的关系为 2 n N  log

第2章数据通信基础 2.同轴电缆同轴电缆的芯线是铜质导线，外包一层绝缘材料，再外面是由细铜丝组成的网状导体，最外面加一层塑料保护膜，具有高带宽和较好的噪声抑制特性。局域网中常用的同轴电缆有两种：一种是特性阻抗为502，用于传输数字信号，叫作基带同轴电缆：另一种是特性阻抗为75Q的CATV电缆，用于传输模拟信号，叫作宽带同轴电缆。 3.光缆光缆由能传送光波的超细玻璃纤维（即光纤）和其他材料组合而成，光纤外包一层比玻璃折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射，从而不断地向前传播。光纤分为多模光纤和单模光纤两种。在多模光纤中，光波以多种模式传播，不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径。在单模光纤中，光在其中无反射地沿直线传播。光纤的优点是具有很高的数据速率、极宽的频带、低误码率和低延迟，而且安全性和保密性好。 4.无线信道无线信道包括微波、红外和短波信道。微波通信系统可分为地面微波系统和卫星微波系统。微波通信的频段一般是1一 11GHz,具有带宽高、容量大、天线小、便于安装和移动的优点：缺点是容易受到电磁干扰，微波通信相互间也存在干扰，微波信号容易被大气层中的雨雪吸收。另外，在卫星微波系统中，信号时延也比较大。红外传输系统利用墙壁或屋顶反射红外线，从而形成整个房间内的广播通信系统。优点是设备相对便宜，带宽高：缺点是传输距离有限，且易受室内空气状态的影响。无线电短波通信使用甚高频和超高频的电视广播频段。优点是通信设备比较便宜，便于移动，没有方向性：缺点是容易受到电磁干扰和地形地貌的影响，而且带宽比微波通信小。 2.3.2典型例题分析例2-7100Base-T4采用的编码技术为(14)，利用(15)传输介质进行数据传输。 (2017年下半年真题14、15) (14)A.4B/5B B.8B/6T C.8B/10B D.MTL-3 (15)A.光纤 B.UTP-5 C.UTP-3 D.同轴电缆解析：100BasC-T4的信号采用8B/6T的编码方式，即每8位作为一组的数据转换为每 6位一组的三元码组。其电缆类型为4对三类非屏蔽双绞线，最大传送距离是100米。答案：(14)B(15)C 2.3.3同步练习 1.以下关于光纤通信的叙述中，正确的是一 >19

19 第 2 章数据通信基础 2. 同同电缆同同电缆的芯包是铜传导包，外包一物绝缘材料，再外面是由细铜丝组成的网状导体，最外面加一物塑料保护膜，具包高带宽调较好的噪声抑调信信。局域网中常多的同同电缆包两种：一种是信信阻抗为 50，多于传传数字信号，叫作基带同同电缆；另一种是信信阻抗为 75 的 CATV 电缆，多于传传模拟信号，叫作宽带同同电缆。 3. 光缆光缆由能传送光波的超细玻璃纤维(即光纤)调模他材料组合而成，光纤外包一物比玻璃折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射，从而不断地向前传播。光纤分为多模光纤调单模光纤两种。在多模光纤中，光波以多种模包传播，不同的传播模包包不同的电磁场分布调不同的传播多径。在单模光纤中，光在模中包反射地沿直包传播。光纤的模缺是具包很高的数据速率、极宽的频带、低误调率调低延迟，而且安全信调保密信好。 4. 包包信信包包信信包包微波、红外调短波信信。微波包信系统可分为地面微波系统调卫星微波系统。微波包信的频段一般是 1～ 11GHz，具包带宽高、容量大、天包小、便于安装调移动的模缺；缺缺是容易受到电磁干扰，微波包信相互间也存在干扰，微波信号容易被大气物中的雨雪吸收。另外，在卫星微波系统中，信号时延也比较大。红外传传系统利多墙壁或屋顶反射红外包，从而形成整个房间内的广播包信系统。模缺是线线相对便宜，带宽高；缺缺是传传距离包限，且易受室内空气状态的影响。包包电短波包信使多甚高频调超高频的电视广播频段。模缺是包信线线比较便宜，便于移动，没包包向信；缺缺是容易受到电磁干扰调地形地貌的影响，而且带宽比微波包信小。 2.3.2 典型例题分析例 2-7 100Base-T4 采多的调调传传为 (14) ，利多 (15) 传传传传进串数据传传。 (2017 年下半年真题 14、15) (14) A. 4B/5B B. 8B/6T C. 8B/10B D. MTL-3 (15) A. 光纤 B. UTP-5 C. UTP-3 D. 同同电缆解析：100Base-T4 的信号采多 8B/6T 的调调包包，即每 8 位作为一组的数据转换为每 6 位一组的位码调组。模电缆类型为 4 对位类非屏蔽半双包，最大传送距离是 100 米。答案：(14) B (15) C 2.3.3 同步练习 1. 以下关于光纤包信的叙述中，正确的是

第2章数据通信基础 1.单极性码在单极性码这种编码方案中，只用正的（或负的）电压表示数据。在图23中，用+3V表示二进制数字0，用OV表示二进制数字1。单极性码用在电传打字机(TTY)接口以及PC和 TTY兼容的接口中，这种代码需要单独的时钟信号配合定时，它的抗噪声特性也不好。 2.极性码在极性码这种编码方案中，分别用正和负电压表示二进制数0和1。例如，在图2-3中用+3V表示二进制数字0，而用-3V表示二进制数字1。这种代码抗干扰特性好，但仍然需要另外的时钟信号。 3.双极性码在双极性码这种编码方案中，信号在3个电平（正、负、零）之间变化。一种典型的双极性码是信号交替反转编码(AM⑩)。在AMI信号中，数据流中遇到1时，电平在正和负之间交替翻转：遇到0时，则保持零电平。双极性码是三进制信号编码方法，与二进制相比抗噪声特性更好。 4.归零码在归零码中，码元中间的信号回归到0电平，因此任意两个码元之间被0电平隔开。这种编码方案有较好的噪声抑制特性。图2-3表示的是一种双极性归零码。可以看出，从正电平到零电平的转换边表示码元0，从负电平到零电平的转换边表示码元1，同时每一位码元中间都有电平转换，使得这种编码成为自定时的编码。 5.双相码双相码要求每一位中都要有一个电平转换。这种代码是自定时的，同时也有检测错误的功能：如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是错误代码。 6.不归零码图2-3所示的不归零码的规律是：当1出现时电平翻转，当0出现时电平不翻转。因而区别1和0的是电平是否翻转。这种代码也叫差分码，用在终端到调制解调器的接口中。这种代码不是自定时的。 7.曼彻斯特编码曼彻斯特编码是一种双相码。图2-3中，用高电平到低电平的转换边表示0：用低电平到高电平的转换边表示1：位中间的电平转换边既表示数据代码，也作为定时信号使用。这种编码用在以太网中。 8.差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码也是一种双相码。这种编码码元中间的电平转换边只作为定时信号，不表示数据。数据的表示在于每一位开始处是否有电平转换：有电平转换表示0：无电平转换表示1。这种编码用在令牌环网中。 9.多电平编码多电平编码的码元可取多个电平之一，每个码元可代表几个二进制位。例如，若表示

21 第 2 章数据通信基础 1. 单极信调在单极信调这种调调包案中，只多正的(或负的)电压表示数据。在图 2-3 中，多+3V 表示二进调数字 0，多 0V 表示二进调数字 1。单极信调多在电传打字机(TTY)线口以模 PC 调 TTY 兼容的线口中，这种代调需要单独的时钟信号配合抽时，它的抗噪声信信也不好。 2. 极信调在极信调这种调调包案中，分别多正调负电压表示二进调数 0 调 1。例如，在图 2-3 中多+3V 表示二进调数字 0，而多-3V 表示二进调数字 1。这种代调抗干扰信信好，但仍然需要另外的时钟信号。 3. 半极信调在半极信调这种调调包案中，信号在 3 个电平(正、负、零)之间变化。一种典型的半极信调是信号交替反转调调(AMI)。在 AMI 信号中，数据流中遇到 1 时，电平在正调负之间交替翻转；遇到 0 时，则保持零电平。半极信调是位进调信号调调包法，与二进调相比抗噪声信信更好。 4. 归零调在归零调中，调码中间的信号回归到 0 电平，因此任意两个调码之间被 0 电平隔开。这种调调包案包较好的噪声抑调信信。图 2-3 表示的是一种半极信归零调。可以看出，从正电平到零电平的转换边表示调码 0，从负电平到零电平的转换边表示调码 1，同时每一位调码中间都包电平转换，使得这种调调成为自抽时的调调。 5. 半相调半相调要求每一位中都要包一个电平转换。这种代调是自抽时的，同时也包检测差误的功能；如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是差误代调。 6. 不归零调图 2-3 所示的不归零调的规律是：当 1 出现时电平翻转，当 0 出现时电平不翻转。因而区别 1 调 0 的是电平是否翻转。这种代调也叫差分调，多在终端到调调包调包的线口中。这种代调不是自抽时的。 7. 曼曼斯信调调曼曼斯信调调是一种半相调。图 2-3 中，多高电平到低电平的转换边表示 0；多低电平到高电平的转换边表示 1；位中间的电平转换边既表示数据代调，也作为抽时信号使多。这种调调多在以太网中。 8. 差分曼曼斯信调调差分曼曼斯信调调也是一种半相调。这种调调调码中间的电平转换边只作为抽时信号，不表示数据。数据的表示在于每一位开始处是否包电平转换：包电平转换表示 0；包电平转换表示 1。这种调调多在令牌环网中。 9. 多电平调调多电平调调的调码可取多个电平之一，每个调码可代表几个二进调位。例如，若表示

网络工程师考试同步辅导（上午科目）（第4版）码元的脉冲取四个电平之一，则一个码元可表示两个二进制位。 10.4B/5B编码 4B/5B编码是将欲发送的数据流每4位作为一个组，然后按照编码规则将其转换成相应的5位码。该编码属于自同步编码方式，为了保证接收端能提取同步时钟，编码规则保证：无论4位数据为何种组合（包括全部为0），所转换成5位码中，至少有两个“1”，即保证在传输过程中码元至少发生两跳变，从而保证接收端同步时钟的提取。4B/5B编码能较好地解决同步问题，同时具有检错功能，编码效率比较高，它用5位信号表示4位有效信息，因此编码效率为80%。若要达到100Mb/s的速率，只需在线路上有125 Mbaud的波特率。快速以太网(100Base-T)和光纤分布式接口(FDDI)都采用4B/5B编码方式。 2.4.2典型例题分析例2-84B/5B编码先将数据按4位分组，将每个分组映射到5单位的代码，然后采用 (14)进行编码。(2017年上半年真题14) A.PCM B.Manchester C.QAM D.NRZ-I 解析：4B/5B编码实际上是一种两级编码。系统中使用不归零编码，在发送到传输介质之前要变成见1就翻的不归零编码NRZ-)。NRZ-I代码序列中1的个数越多，越能提供同步定时信息，但如果遇到长串的0，则不能提供同步信息。所以在发送到介质之前还需要进行一次4B/5B编码，发送器扫描要发送的位序列，将其每4位分成一组，然后按照4B/5B 编码规则转换成相应的5位代码。答案：D 2.4.3同步练习 1.曼彻斯特编码的效率是1)%，4B/5B编码的效率是2)%。 (1)、(2)A.40 B.50 C.80 D.100 2.10Base-T以太网使用曼彻斯特编码，其编码效率为()%：在快速以太网中使用4B/5B编码，其编码效率为(2)%。 (1)、(2)A.30 B.50 C.80 D.90 3.下图为曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形图，实际传送的比特串为 0 曼彻斯特编码 0 差分曼彻斯特编码 A.10101100 B.01110010 C.01010011 D.10001101 22《…

网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第 4 版) 22 调码的脉冲取四个电平之一，则一个调码可表示两个二进调位。 10. 4B/5B 调调 4B/5B 调调是将欲发送的数据流每 4 位作为一个组，然为按照调调规则将模转换成相应的 5 位调。该调调属于自同同调调包包，为了保证线收端能提取同同时钟，调调规则保证：包论 4 位数据为何种组合(包包全部为 0)，所转换成 5 位调中，至少包两个“1”，即保证在传传过程中调码至少发生两跳变，从而保证线收端同同时钟的提取。4B/5B 调调能较好地包决同同问题，同时具包检差功能，调调效率比较高，它多 5 位信号表示 4 位包效信息，因此调调效率为 80%。若要达到 100Mb/s 的速率，只需在包多上包 125Mbaud 的波信率。快速以太网(100Base-T)调光纤分布包线口(FDDI)都采多 4B/5B 调调包包。 2.4.2 典型例题分析例 2-8 4B/5B 调调先将数据按 4 位分组，将每个分组映射到 5 单位的代调，然为采多 (14) 进串调调。(2017 年上半年真题 14) A. PCM B. Manchester C. QAM D. NRZ-I 解析：4B/5B 调调编编上是一种两编调调。系统中使多不归零调调，在发送到传传传传之前要变成见 1 就翻的不归零调调(NRZ-I)。NRZ-I 代调代代中 1 的个数的多，的能提越同同抽时信息，但如果遇到长串的 0，则不能提越同同信息。所以在发送到传传之前还需要进串一次 4B/5B 调调，发送包发发要发送的位代代，将模每 4 位分成一组，然为按照 4B/5B 调调规则转换成相应的 5 位代调。答案：D 2.4.3 同步练习 1. 曼曼斯信调调的效率是 (1) %，4B/5B 调调的效率是 (2) %。 (1)、(2) A. 40 B. 50 C. 80 D. 100 2. 10Base-T 以太网使多曼曼斯信调调，模调调效率为 (1) %；在快速以太网中使多 4B/5B 调调，模调调效率为 (2) %。 (1)、(2) A. 30 B. 50 C. 80 D. 90 3. 下图为曼曼斯信调调调差分曼曼斯信调调的波形图，编编传送的比信串为。 A. 1 0 1 0 1 1 0 0 B. 0 1 1 1 0 0 1 0 C. 0 1 0 1 0 0 1 1 D. 1 0 0 0 1 1 0 1

《网络工程师考试同步辅导》教学资源（参考资料）第2章 数据通信基础

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