[IT认证]网络习题.doc

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1、第一章：引论本章从计算机网络产生和发展的历史作为出发点，介绍了计算机网络的概念、功能、组成、分类以及计算机网络与多机系统、分布式处理系统的区别和关系，用建立数据通信模型的方法引出有关数据通信的主要任务和概念，概括反映后续各章需要解决的基本问题，为考生进入以后各章具体内容的学习提供了必要的引导。通过本章的学习，理解计算机网络的发展历史和基本概念、计算机网络的功能，计算机网络系统的组成，明确计算机网络课程的学习任务和内容，通过引入数据通信模型理解数据通信要求完成的任务并掌握相关的术语，理解计算机网络和数据通信标准化的必要性。本章重点是掌握计算机网络的分类及数据通信模型。难点是理解网络协议和协议体系

2、结构的概念。1.1知 识 点一、计算机网络的产生和发展计算机网络发展经历了三个时代，它们的特点分别介绍如下。第一代计算机网络有两个显著特点：在这种系统中，一端是没有处理能力的终端设备，它只能发出命令叫另一端做什么，而另一端是一台大中型计算机，它可以同时处理多个远方终端来的命令。远地的多个终端和本地的大中型计算机之间通过数据通信设备可以直接通信。计算机可以边接收信息边进行处理。处理好的数据也可以直接送回到远程终端设备上。第二代计算机网络的两个主要特点是：网络中通信的双方是计算机到计算机，不像第一代计算机网络那样是从终端到计算机。计算机网络的功能是以共享资源为主，而不像第一代计算机网络那样是以数据

3、通信为主。第三代网络是各大计算机公司为了促进网络产品的开发，纷纷制定自己的网络技术标准，最终促成国际标准的制定。遵循网络体系结构标准建成的网络，依据标准化水平可分为两个阶段：计算机制造厂商制定的网络标准。如IBM公司的SNA标准和DEC公司的DNA标准等。它们为国际标准的制定打下了良好的基础。网络体系结构的国际标准。国际标准化组织(ISO）制定的“开放系统互连参考模型”（OSI）开始了网络标准化的新时代。ISOOSI的制定为世界范围内的计算机网络系统互连打下了基础。二、计算机网络的概念对于计算机网络（Computer Network)在不同阶段或从不同的观点有着不甚相同的定义。主要的观点有三种

4、：“以相互共享（硬件、软件和数据）资源方式而连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合”。“在网络协议控制下，由多台主计算机、若干台终端。数据传输设备以及计算机与计算机间、终端与计算机间进行通信的设备所组成的计算机复合系统”。“利用各种通信手段，例如电报、电话、微波通信等，把地理上分散的计算机有机地连接在一起，达到相互通信并能够共享软件。硬件和数据等资源的系统”。计算机网络与多CPU紧耦合的多机系统、多终端分时系统、以网络结构为基础的分布式系统等都有许多相同或相似之处，但各自也有其不同的结构组成及功能特点。三、计算机网络的功能计算机网络的功能可归结为以下四点：计算机网络的功能的核心问题是资

5、源共享。计算机网络是以资源共享和信息交换为目的，通过数据通信线路将多台计算机互连而成的系统。这里所讲的“资源”是指硬件、软件和数据三种，所谓资源共享就是这三种资源的共享。其目的是使网络中的用户，无论处于什么地方，也无论资源的物理位置在哪里，都能使用网络中的程序、设备，尤其是数据。也就是说，用户使用千里之外的数据就像使用本地数据一样。依靠可替代的资源来提供高可靠性。例如，所有的文件可以在两台或三台计算机上留有副本，如果其中之一不能使用（由于硬件故障)还可以使用其他的副本。节约经费。小型计算机比大型计算机有更高的性能价格比。大型计算机比个人计算机大概快数十倍，但价格却在千倍以上。这种不平衡使得许多

6、系统设计师用多台功能强大的个人计算机来组建系统，每个用户使用一台个人计算机，数据则存放在一台或多台共享的文件服务器里。在这一模式中，用户被称作客户，而整个结构被称作客户服务器模式。提供强大的通信手段。通过网络，两个或多个生活在不同地方的人可以一起写报告。当某人修改了联机文档的某处时，其他人员可以立即看到这一变更，而不必花几天的时间等待信件。这种速度上的提高使得广泛分布的人与人之间的合作很容易进行，而在以前是不可能的。从长远的观点来看，利用网络来增强人际沟通可能比它的技术目的（如增加可靠性）更重要。四、计图机网络系统的组成计算机网络系统是由通信子网和资源子网两层构成的，通信子网面向通信控制和通信

7、处理，资源子网则包括拥有资源的用户主机和请求资源的用户计算机。在网络系统中，网络上的每个用户，都可享用系统中的各种资源，所以，系统必须对用户进行控制。网络软件是实现网络功能所不可缺少的软环境。通常网络软件包括：网络协议和协议软件；网络通信软件；网络操作系统；网络管理及网络应用软件。五、计算机网络分类在所有的计算机网络分类法中，有两个划分方法十分重要：即网络使用的传输技术和网络的规模（范围）1按传输技术分类从广义上讲网络使用的传输技术可以分成两种类型：（1）广播式传输技术广播式网络仅有一条通信信道，由网络上的所有机器共享。短的消息，即按某种语法组织的报文分组，可以被任何机器发送并被其他所有的机器

8、接收。报文分组的地址字段指明此分组应被哪台机器接收。一旦收到报文分组，各机器将检查它的地址字段，如果是发送给它的，则处理该分组，否则将它丢弃。广播系统通常也允许在地址字段中使用一段特殊代码，以便将分组发送至所有目标。使用此代码的分组发出以后，网络上的每一台机器都会接收和处理它。这种操作被称作广播。某些广播系统还支持向机器的一个子集发送的功能，即多点播送或组播。一种常见的方案是保留地址字段的某一位来指示多点播送，而剩下的n-l位地址字段存放组号。每台机器可以注册到任意组或所有的组。当某一报文分组被发送给某个组时，它被发送到所有注册到该组的机器。（2）点到点传输技术点到点网络由一对对机器之间的多条

9、连接构成。为了能从源到达目的地，这种网络上的分组可能必须通过一台或多台中间机器。通常有多条路径，并且每条路径的开销可能不一样，为达到较高的效率和可靠性，在点到点网络中路由算法十分重要。一般来讲（当然也有例外）小型、地理上处于本地的网络采用广播方式，而大的网络则采用点到点方式。2按网络规模分类另一个重要的网络分类的标准是它的连接距离。真正的计算机网络，是指在很长的电缆上交换消息而进行通信的机器。它又可分为局域网、城域网和广域网。最后，两个或更多网络的连接被称为互联网。世界范围的因特网就是互联网的著名例子。距离是重要的分类尺度，因为在不同的连接距离下所使用的技术是不一样的。六、数据通信技术数据通信

10、技术是计算机网络的基础，它将计算机与通信技术相结合，完成编码数据的传输、转换。存储和处理。这里通过数据通信模型引出了数据通信系统必须完成的任务：“传输系统的使用”意指在多个通信设备共享和有效地利用传输装置。为了通信，在设备与传输系统之间必须有“接口”衔接，所有的通信形式最后总要以电磁信号的形式沿传输介质传播。接口建立后，须有“信号产生”以便通信。数据信号不仅要具有传输系统和接收器要求的形式，并且在发送器和接收器之间还须建立某种形式的“同步”。除了确认信号时序的性质之外，在“交换管理”这个术语中，汇总了通信双方对通信的各种要求。如果在同一时刻，通信双方要双向交换数据，那就必须合作才能进行。因为任

11、何通信系统都有出错的可能性，也就是信号在到达信宿之前被破坏了，这时就必须进行“检错和纠错”，以实现无差错的传输。“数据流控制”使得信宿能够从容地接收和处理接收数据，而不会因信源数据发送过快而崩溃。当传输装置为两台以上设备所共享时，信源系统就要用某种手段指明意向中的信宿地址，这就是“寻址”。当传输系统本身也是网络时，“路由选择”可以采用各种不同的路径，而必须确定某个特定路径来完成某项传输任务。“恢复”是一个有别于纠错的概念，恢复技术在某些信息交换的场合（如事务处理）是十分重要的。信息格式化”是通信双方在数据交换或传输时就数据的形式所达成的协议。为保证所传输的数据不被窃取、破坏，数据通信系统必须具

12、有某种程度的“安全性”。“网络管理”的功能是用来配置系统，监控其运行状态，在发现故障和超载时做出反应，并对未来增长做出智能化的规划。七、协议和协议体系结构协议是为了在不同系统中的实体间通信使用的。一般来说，实体能够发送或接收信息，而系统可以包容一个或多个实体，而且在物理上是实际存在的物件。协议中的关键因素包括：语法，包括数据格式和信号电平等；语义，包括协调用的控制信息和差错管理；规则，包括时序控制、速率匹配和定序。不是用一个模块来完成通信任务，而是用一个构造好的模块集合来完成不同的通信功能，这就是协议体系结构的思想。开放式系统互联参考模型（OSIRM）是作为计算机通信体系结构的模型由国际标准化

13、组织（ISO）制定并构架了开发协议标准。它由七个层次构成：应用层、表示层、任务层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。OSI模型的意图是每个层次上的功能都由若干个协议实现，并取得计算机通信方面的主导地位。尽管在OSI的框架内开发了很多有用的协议，但基于OSI全面七层模型的协议并没有真正流行起来，而TCPIP体系结构在现实的网络世界中占据着支配地位。八、计算机网络与通信标准来自不同的厂商的计算机必须能够互相通信，随着协议标准的发展，用户将不再接受特殊用途的协议转换的软件开发的解决方案。一般标准有两类：一类是所谓事实上的标准。也就是说此类标准在事先并没有作过周密规划，而是由于某种原因占领了大部分市

14、场并被多数用户所接纳。另一类是正式标准，这是由权威的国际标准化组织制定的。此类组织也有两大类，一类是有各国政府机构参加的国际性组织，另一类是民间机构。标准的制定有利有弊，标准的主要的优点是：标准将保证某种装备或软件有一个巨大的市场；标准将鼓励大量生产，结果使生产成本大大降低；标准在设备选择和使用中给用户更多的灵活性，不同厂商的设备可以相互通信。标准的主要的缺点是：标准容易使技术僵化；当标准开发时，容易为人所左右和产生妥协，而在颁布的时候，往往更高效率的技术可能又出现了；同一项目会有多个标准。1.2典型例题分析与解答一、选择题1.在下列各组条目中，哪一组不属于只有通过计算机网络才能完成的功能？A

15、）计算机系统间的文件传输；访问全球各地的信息和文件B）在多台计算机间共享应用程序；同时对应用程序输入数据C）数据处理作业的批处理；分时处理用户的数据处理要求D）共享打印机；使用电子邮件分析A的功能可以通过FTP和WWW在因特网实现；B的功能可以通过局域网和文件服务器实现；D的功能可以通过网络上的目录服务实现；而C的功能则是早期多终端分时式主机的典型处理模式。答案C2.第二代计算机网络的主要特点是：A）主机与终端通过通信线路传递数据B）网络通信的双方都是计算机C）各计算机制造厂商网络结构标准化D）产生了网络体系结构的国际化标准分析根据计算机网络发展历史的三代式定义,A属于第一代;B属于第二代;C

16、属于第三代第一阶段;D属于第三代第二阶段。答案B3.计算机网络体系之所以采用层次结构的主要原因是：A）层次结构允许每一层只能同相邻的上下层次发生联系B）层次结构优于模块化结构C）使各层次的功能相对独立，使得各层次实现技术的进步不影响相邻层次，从而保持体系结构的稳定性D）层次结构的方法可以简化计算机网络的实现分析A阐述的是一个事实，而不是原因;B层次结构是模块化结构的一个特例，层次结构优于模块化结构的说法显然不妥;C是计算机网络体系之所以采用层次结构的主要原因;D的说法有一定道理，但不是计算机网络体系采用层次结构的主要原因。答案C4.计算机网络是一门综合技术的合成，其主要技术是：A）计算机技术与

17、多媒体技术B）计算机技术与通信技术C）电子技术与通信技术D）数字技术与模拟技术分析实现计算机网络没有计算机是不行的，但网络功能的实现，还得依赖于通信技术。答案B5.计算机网络最突出的优点是：A）精度高B）共享资源C）可以分工协作D）传递信息分析A的优点是计算机的基本特点之一，根据题意，可以排除。B C和D都是属于网络的特点，但注意题意中的“最突出”的说法。答案B6.对计算机网络按照信号频带占用方式来划分，可以分为：A）双绞线网和光纤网B）局域网和广域网C）基带网和宽带网D）环形网和总线形网分析每一个选项都属于一种分类，应分清。答案C7.下列说法中正确的是：A）如果网络的服务区域不仅局限在一个局

18、部范围内，则可能是广域网或城域网B）今后计算机网络将主要面向于商业和教育C）调制解调器是网络中必需的硬件设备D）计算机网络的唯一缺点是无法实现可视化通信分析对局域网、城域网和广域网的概念非常清楚，那么答案是不会选错的。否则可以通过排除错的答案来找正确答案。B和C选项的说法有点太绝对了对中的“唯一缺点”根本不成立，因为现在已经可以在网络上实现可视化通信了。答案A8.下列不属于网络拓扑结构的是：A）环形结构B)总线结构C）层次结构D）网状结构分析本题答题的最佳办法是正面排除，即排除属于网络拓扑结构的选项。答案C9.下列有关网络拓扑结构的叙述中，正确的是：A）星形结构的缺点是，当需要增加新的工作站时

19、成本比较高B）树型结构的线路复杂，网络管理也较困难C）早期局域网中最普遍采用的拓补结构是总线结构D）网络的拓扑结构是指网络结点间的分布形式分析星形结构的优点是将需要增加新的工作站时成本较低,A的说法恰恰相反。B选项所叙述的也是恰恰和树型结构的特点相反。D是概念性错误，因为网络的拓扑结构是指网络连接及工作站点的分布形式。A,B和D都错，C的说法肯定是正确的。答案C10.计算机通信子网技术产生的顺序是：A）ATM一帧中继一线路交换一报文分组交换B）线路交换一报文分组交换一ATM一帧中继C）线路交换一报文分组交换一帧中继一ATMD）线路交换一帧中继一ATM一报文分组交换分析线路交换源于模拟电话交换技

20、术，是计算机网络早期发展主要依赖的通信手段，报文分组交换技术是为数据通信专门设计的，是现代数据交换技术的基础，报文分组交换技术的主要代表是X.25协议；帧中继（frame Relay）是在报文分组交换技术的基础上进化而成，是N-BDN技术的主要技术基础；而ATM（异步传输模式）技术又是在帧中继基础上进化的数据交换技术，并有可能成为新一代B-ISDN的技术基础。答案C11.以下的网络分类方法中，哪一组分类方法有误？A）局域网广域网B）对等网城域网C）环型网星型网D）有线网无线网分析A的分类依据是网络的地域分布;B中的对等网的分类方法源于网络的操作系统，例如微软公司的Wndows95/98和NOV

21、ell公司的Netware lite可以用来组建对等网，与对等网相对应的网络形式应是以服务器为中心的网络，而城域网是和局域网是对应的；C的分类依据是网络的拓扑形式;D的分类依据是网络的传输信道。答案B12.在下列网络体系结构的分层原则上，哪一项可能有误？A）分层越多越好，这样同一层次中绝不会含有不同的功能B）应尽可能将各种功能抽象化以后进行综合及分层，层次设置应保证实现效率高且稳定性好，层数不宜过多C）跨越各层边界的通信量越少越好D）为保护在通信网络上已经投入的巨额投资，分层时应考虑现有的通信网络状况分析网络体系结构的分层原则上层数应足够，以免同层中有不同功能混杂，但层次太多会导致体系结构过于

22、庞大。答案A13.下列哪一种网络不适用局域网的概念，当处理机间的距离为：A）10mB）100mC）IkmD）100km答案D14.下列哪一种拓扑结构为局域网采用？A）星型B)全连接C）总线D)树型答案C15.下列哪一项特性。是总线型局域网的优点？A）可扩充性好B）成本低C）施工方便D)实时性好答案D16.下列哪一项不是网络转接节点设备？A）程控交换机B）集中器C）接口信息处理机D）网络打印机答案D17.部分节点连接的网络必然带来经由中继节点转发而相互通信的现象，称为A）交换B）接力C）转移D）传递 答案A18.将6个处理机用点一点方式全连接起来，每个处理机要连5条线路，必须有5个通信端口，全网

23、共需一线路。A）5B）10C）15D）20分析全连接的计算公式为（N（N-1）/2）其中N是节点数。答案C19.计算机网络可供共享的资源中，最为重要的资源是：A）CPU处理能力B）各种数据文件C）昂贵的专用硬件设备D）大型工程软件答案B20.哪两种网络分类方法最常用？A）按网络环境和拓扑结构分类B）按传输速率和通信介质分类C）按通信传播和距离分类D）按使用范围和网络控制方式分类答案C二、填空题1.计算机网络协议用于进行两个实体间的数据交换，协议中的关键因素包括：A）_，包括数据格式和信号电平等；B）_，包括协调用的控制信息和差错管理；C）_，包括时序控制。速率匹配和定序。答案语法、语义、规则2

24、.根据通信传播方式的不同，可以把网络划分成为：A）_传播方式网，其拓朴方式有：星形、树形。环形、网形；B）_传播方式网，其主要形式有以电缆连接的总线形网和以卫星微波方式传播的网络。答案点对点、广播式3.当今计算机网络中的两个主要网络体系结构分别是_协议和_模型。答案TCPIP、OSIRM3.制定计算机网络标准的好处有：A）标准将保证某种装备或软件有一个巨大的市场；B）标准将鼓励大量生产，在一些情况下，大规模集成电路的使用或超大规模集成电路的技术的采用，结果使生产成本降低；C）标准在设备选择和使用中给用户更多的灵活性，不同厂商的设备可以相互通信。但标准也可能产生不利影响，其主要表现有：A）_；B

25、）当标准开发时，容易为人所左右和产生妥协，而在颁布的时候，往往更高效率的技术可能又出现了；C）_。答案标准容易使技术僵化、同一项目会有多个标准4.在综合业务数据系统(ISDN）中，已有两代产品产生，它们分别是：采用_技术的_，和采用_技术的_。答案帧中继、N-ISDN、ATM、B-ISDN5.构成通讯模型的五个要点分别是_、_、_、_、_。答案信源、发送器、传输系统、接收器、信宿6.从传统上看，广域网一向是使用线路交换和报文分组交换技术。从发展上看，_和_很有可能取而代之。答案帧中继、ATM7.局域网和广域网之间区别在于：A)局域网覆盖区域较小，通常为一个和一组建筑物，由于覆盖的地理面积不同，

26、导致了实现技术的不同；B）局域网通常为某个组织所拥有，同时它也拥有所有入网设备，这与广域网有很大不同，这有两重含义，首先要小心地选择局域网，因为这可能要耗费大量投资来建设和维护，其次，局域网只能由用户自己管理；C）_。答案局域网的内部数据传输速率较广域网要高得多9.数据通信信号的属性，诸如形式和强度，必须具备两个条件：一是_，二是_。答案能够沿介质传播可以让接收器翻译成数据10.当传输装置为两台以上设备所共享时，信源系统就要用某种手段指明意向中的信宿地址。而传输系统须保证信宿，而且只有信宿接收到数据。这就是网络中_的概念。答案寻址11.传输系统本身可能也是网络，可以选择各种不同的路径来传送数据

27、，而确定通过哪个特定路径来完成传输任务，这就是网络中_的概念。答案路由选择12._在某些信息交换的场合是十分重要的。例如，数据库的事务处理和文件传输过程中，因系统故障遭遇到中断时，要么在中断点能够恢复过程，或至少能将系统恢复到数据交换开始前的状态。答案恢复技术13._是在不能允许出错的情形下，必须做的工作。这一般是在数据处理系统中进行的，例如；将一份文件从一台计算机传输到另一台时，文件内容的偶发性篡改是绝对不能接受的。答案检错和纠错14._使得信宿能够从容地接收和处理接收到的数据，而不会因信源数据发送过快而崩溃。答案数据流控制15._是通信双方在数据交换或传输时就数据的形式所达成的协议。例如，

28、双方有同样的编码方式。答案信息格式16._的功能是用来配置网络系统，监控其运行状态，在发现故障和超载时作出反应，并对未来增长作出智能化的规划。答案网络管理17.数据信号不仅要传输系统和接收器要求的形式，并且在发送器和接收器之间还须建立某种形式的_。接收器须能确认信号的开始和结束，而且能够感知每个信号元素持续的时间。答案同步18.为了通信，在设备与传输系统之间必须有_衔接，所有的通信形式，最后总要以电磁信号的形式沿传输介质传播。答案接口19.用OSI/RM进行评价，一般网络的物理层。数据链路层都使用_实现。答案硬件技术20.从计算机系统结构的角度来看，物理层、数据链路层、网络层和传输层的任务都属

29、于_任务的范畴。答案操作系统1.3 部分课后练习参考答案1.1 计算机网络的发展过程可划分为哪几个阶段？各个阶段有何特点？答案在计算机网络发展历史上，一般将其划分成三代：第一代计算机网络有两个显著特点；在这种系统中，一端是没有处理能力的终端设备，而另一端是一台大中型计算机，它可以同时处理多个远方终端来的命令。远地的多个终端和本地的大中型计算机之间通过数据通信设备可以直接通信。而第二代计算机网络的两个主要特点是：网络中通信的双方是计算机到计算机。计算机网络的功能是以共享资源为主。第三代网络是各大计算机公司为了促进网络产品的开发，纷纷制定自己的网络技术标准；最终促成国际标准的制定。遵循网络体系结构

30、标准建成的网络，依据标准化水平可分为两个阶段：各计算机制造厂商的网络结构标准化。网络体系结构的国际标准化。1.2 计算机网络较为确切的定义是什么？其主要功能有哪些？它与分布式系统的主要区别是什么？答案计算机网络是以资源共享和信息交换为目的，通过数据通信线路将多台自主运行的计算机互连而成的系统。这里所讲的“资源”是指硬件、软件和数据三种，所谓资源共享就是这三种资源的共享。分布式计算机系统与计算机网络系统的区别是：分布式计算机系统是在分布式计算机操作系统支持下进行的分布式数据库处理和各计算机之间的并行计算工作。1.3 计算机网络可从哪些方面进行分类？答案计算机网络的分类方法可以有很多种，但最为主要

31、的有按作用范围划分（局域网、城域网、广域网）、按通信介质划分（有线、无线）。通信传播方式（点对点、广播）、使用范围（公用、专用）、网络所采用的控制方式（集中式和分布式）等等。1.4计算机网络由哪些部分组成，什么是通信子网和资源子网？试述这种层次结构的特点，各自的作用是什么？答案一般来说，计算机网络的主要构成可以分成两部分，第一是网上主机组成的资源子网，负责数据处理，是计算机网络资源的拥有者；第二是由CCP组成的传输网络，称为通信子网，主机间的通信通过CCP的中继功能间接进行。通信子网是网络的内层或骨架层，是网络的重要组成部分。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

32、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；而没有资源于网，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。第二章：数据通信技术数据通信技术是所有计算机网络的基础、一般来说，任何数字信号的波形都有无限的带宽。如果我们试图在任何介质上传送数字信号波形，介质的性质将限制能用于传送的带宽。大自然在所有信道上都加了两个限制，它们决定了信道的带宽，这些限制是尼奎斯特（Nyquist）极限，它是关于无噪声信道的；香农（Shannn）极限，它是关于有噪声信道的。通过本章的学习，考生要注意掌握数据通信的基本原理及其各种数据通信技术之间的相互关系，理解各种数据传输信道

33、及传输介质的特点及影响数据通信的诸多因素。传输介质可以是有线的和无线的。基本的有线介质是双绞线、同轴电缆和光缆，无线介质包括无线电、微波、红外线等。模拟信号是连续变化的电磁波，不同的频谱可通过不同的介质传播，这些介质可以是有线的如双绞线、同轴电缆及光缆和大气层或外层空间。数字信号是一种离散、不连续的电压脉冲序列，未经调制的数字信号一般可以通过有线介质传输。由于各种的传输损耗，任何通信系统接收到的信号与传送的信号会有所不同。对模拟信号而言，这些损耗导致了各种随机的改变而降低了信号的质量。对数字信号则是引起位串错误。最有影响的传输损耗包括：衰减和衰减失真、延时变形、噪声。数据编码是实现数据通信的最

34、基本的一项重要工作，数字数据在数字信道上传送需数字信号编码，数字数据在模拟信道上传送需调制编码，模拟数据在数字信道上传递需要采样编码；模拟数据在模拟信道上一般使用基带传输，如话音在语音级电话线上的传输；但也有用调制方法将基带信号的带宽移动到频谱的另一部分，这样，在频谱上不同位置的多个信号都能共享同一传输介质，这就是频分多路复用技术。如果通信信道可以达到的传输速率超过传输数字数据所需要的传输速率时，就可采用时分多路复用技术来提高信道的传输效率。2.1知 识 点一、数据传输的概念及术语1.直接连接（点对点和多点连接形式）数据传输是在发送器和接收器之间通过传输介质进行的。传输介质一般可分成有线和无线

35、两大类。在这两大类介质中，通信以电磁波的形式进行。在有线型介质中，电磁波沿着物理通路呈导向性传播。无线介质可以传播电磁波，但并不为它们导向。直接连接一词是指两台设备之间传输信道为直接连接的通信形式，在此信道上除了用于增强信号的放大器或中继器外，没有其他的中间器件。这个术语能适用于有线和无线两大类介质。直接连接的有线传输介质是所谓的点对点形式，只有连接在一起的两台设备共亨该传输介质。在多点连接的有线型配置中，两台以上设备共享相同的介质。2 电磁信号与时间、振幅的关系我们对电磁信号的兴趣仅限于将其作为一种数据传输的手段。信号发送器产生信号并使其在介质中传送。该信号是时间的函数，但是它也能表示成频率

36、的函数。数据传输技术中对信号频域研究远较对信号时域的理解要重要得多。将电磁信号看成时间的函数，它可以是连续的或离散的。连续信号的信号强度在时间过程中平滑变化，换句话说，信号里没有间断或不连续性。离散信号的信号强度在某个时间段维持一种稳态电平，然后又变为另一个稳态电平。每个信号都有一个时域函数s（t），在每个时间瞬间确定信号的振幅。同样还有一个频域函数S（f），用以确定信号的频率成分。使用傅里叶分析可知，任何信号都可以由各种频率的正弦波合成。这个结果非常重要，因为各种传输介质对某个信号影响可以用频率表示，很多的信号有无限的带宽。不过，信号的大部分能量往往包含在频率较窄的一段频带中。这个频带称为有

37、效带宽或带宽。3 数据传输速率和带宽的关系一般来说，任何数字信号的波形都有无限的带宽。如果我们试图在任何介质上传送这信号波形，介质的性质将限制能用于传送的带宽。此外，对任何给定的介质，传输带宽越宽，则成本越高。这样，一方面，因经济和工程实践上的原因会限定数字信息得以逼近的带宽；另一方面，限制带宽则会导致信号失真，使得识别信号的任务更加困难，带宽越限制，信号失真越大，接收器出错的概率越高。二、模拟和数字数据传输1.模和数字数据的概念模拟数据在某些时间间隔上取连续的值，例如，语音和视频图像不断改变着信号的强弱。大部分传感器收集的数据，类似温度和压力都是连续取值的。数字数据取离散值，例如文本和整数。

38、2 模拟信号和数字信号在通信系统中，数据以电气信号形式从一点到另一点进行传播。模拟信号是连续变化的电磁波，不同的频谱可通过不同的介质传播，这些介质可以是有线的或无线的。数字信号是一种电压脉冲序列，它可以通过有线介质传输。3 模拟和数字数据的模拟和数字信号传输模式使用模拟信号传输模拟数据时的两种方案：信号和模拟数据占据同样的频谱。模拟数据编码后占据频谱的不同部分。使用数字信号传输模拟数据时，需用用编码译码器对模拟数据编码产生数字化比特流。使用模拟信号传输数字数据时，数字数据用调制解调器来编码产生模拟信号。使用模拟信号传输模拟数据时的两种方案：为表现二进制的两个值，信号由两个电平构成。数字数据编码

39、后产生具预期属性的数字信号。4 信号的放大和再生模拟信号在经过一段距离后，将变得微弱（衰减）。为了完成更长距离的传送，模拟传送系统内一般都包括放大器以提高信号的能量。但放大器也同时提高了噪声成分的能量。用接力式的放大器连接形式来完成长距离的传送，信号会发生畸变，并会使噪声累积。对数字数据，接力式的放大器连接形式同样会产生差错。因数字信号的传送距离十分有限，要使衰减不至于危害数据的完整性和传输更远的距离，须使用中继器。中继器收到数字信号后，恢复1和0的波形，再发出新的信号，这样就克服了衰减问题，使噪声不会累积。三、传输损耗由于各种的传输损耗，任何通信系统接收到的信号和传送的信号会有所不同。对模拟

40、信号而言，这些损耗导致了各种随机的改变而降低了信号的质量。对数字信号则是引起位串错误：二进制1变成了二进制0或相反。最有影响的损耗包括：衰减和衰减失真、延时变形、噪声。1.衰减和衰减失真在任何传输介质上，信号强度将随距离延伸而减弱。对有线类介质，这种强度减弱或衰减一般地具有对数函数性，并以单位距离用分贝常数表达。对无线类介质，衰减则是距离和大气组成所构成的复合函数。衰减为我们提出了三个问题。首先，接收到的信号必须有足够的强度，以便接收器辨认、解释信号。第二，信号须比收到的噪声维持一个更高的电平，以避免出错。第三，衰减是频率的增量函数。2 延迟变形延迟变形是有线类传输介质独有的现象。这种变形是由

41、有线类介质上信号传播速率随着频率而变化所引起的。在一个有限的信号频带中，中心频率附近的信号速度最高，而频带两边的信号速度较低。这样，信号的各种的频率成分将在不同的时间到达接收器。由于信号中各种成分延迟使得接收到的信号变形的这种效果称为延迟变形。延迟变形对数字数据来说影响尤其重大。3.噪声噪声，它是通信系统性能的主要制约因素。噪声可分为四种：热噪声、内调制杂音、串扰、脉冲噪声。前三种噪声都是可以预测，而且其强度为一常数值，这为设计传输设备时处理它们提供了可能。但是，脉冲噪声就不同，它是非连续的。在短时间里，它可具有不规则的脉冲或噪声峰值，并且振幅较大。它产生的原因包括各种意外的电磁干扰如闪电，通

42、信系统中的故障及缺陷等。脉冲噪声对模拟数据一般仅是小麻烦。例如，语言传输夹杂些短单击和烟啪声并不影响其可识别性。但在数字式数据通信中，脉冲噪声是出错的主要原因。4 信道的容量是对在给定条件、给定通信路径或信道上的数据传送速度。这里有四个相关联的概念（数据传输速率、带宽、噪声、误码率）。传输速率一般有以下几个指标：码元速率（RB）：又称为信号速率，它指每秒传送的码元数，单位为“波持”（Baud），也称波特率。信息速率（Rb）：指每秒传送的信息量。单位为“bits”（也称比特率）。由于二进制信号每个码元含一个比传信息，故码元速率和信息速率在数值上相等。但对于M进制信号，信息速率则大于码元速率。一般

43、而言，对M进制信号，信息速率和码元速率两者的关系是：Rb=RBlog2M5.信道的最大容量在无噪声信道的情况下，对数据传输速率的限制仅是信号的宽带。根据Nyquist公式的限制，如果信号传输速率为2W，那么频率不大于W的信号完全能够运载此数据传输速率。反之亦然，给定带宽为W时，能够运载最高信号速率为2W。注意上面我们提到的是信号速率。如果传送的信号是二进制（两个电平），能用W Hz支持的数据传输速率为2w b/s。但是，信号电平往往不止两个，换句话说，每个信号元素能代表的内涵或信息量可能会要比一个比特多。例如，如果信号使用的是四个电平，这样，每个信号元素可表示两个比特。在多个信号电平条件下，N

44、yquist公式为：C=2Wlog2M这里M是离散性信号或电平的个数，W为信道带宽,C表示信道容量。所以，对给定宽带而言，数据传输速率能通过增加不同信号的个数来提高。当然，这会增加接收器的负担，本来在每个信号周期里只需二中取一，而现在则必须在M种可能的信号中识别出一个来。实际上，传输线上的噪声和其他损耗将限制实际M个数。这样，在所有其他条件全部相等的情况下，宽带增加一倍，则数据传输速率跟着翻番。对给定的噪声电平而言，我们可以预计到提高信号强度将改善在噪声存在条件下数据的正确接收情况。涉及此推论的关键的参数是信（号）噪（声）比（SN），这是指在传输的某个特定点上信号能量与噪声能量之比。一般该比率

45、是在接收器端测量，因为，信号是在该点上去噪并且处理的。为方便起见，信噪比一般用分贝（dB）形式表示：（S/N）dB=10lg（信号能量噪声能量）在此所表达的量值（分贝数），是指信号超过噪声电平的比值。信噪比值越高，意味着信号质量越高，所需中转放大的中继器越少。信噪比对数字数据的传输是十分重要的，因为它设定了数据传输速率所能达到的上限。从Shannon公式可得出最大信道容量，结果以bs（bits per second）表示，Shannon公式为：C=Wlog2（l+S/N）这里,C是以b/s表示的信道最大容量而W是以赫兹表示的信道带宽。这表示了在理论上所能达到的最大值。但在实践上，所能达到的量值要低得多。其中的原因之一是，在公式中所假定的是热噪声，而冲击噪声、衰减和延迟变形等都未考虑在内。四、有线型传输介质l同轴电缆同轴电缆是局域网中使用得最广泛的一种传输介质，同轴电缆可分为两种基本类型，基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆，其屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为50；宽带常用的电缆，其屏蔽导线常是用铝冲压成的，特征阻抗为75。局域网络中最常使用的是特除阻抗为50