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第二章数据通信基础•1•习题2一、单项选择题1.在物理层接口特性中用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是（C）。A．机械特性B．功能特性C．过程特性D．电气特性2.在同一个信道上的同一时刻，能够进行双向数据传送的通信方式是（C）。A．单工B．半双工C．全双工D．上述三种均不是3.基带系统是使用（A）进行传输的。A．数字信号B．模拟信号C．多信道模拟信号D．多路数字信号4.设信道带宽为3400Hz，调制为4种不同的码元，根据Nyquist定理，理想信道的数据速率为（C）。A．3.4KbpsB．6.8KbpsC．13.6KbpsD．34Kbps5.将声音分为128个量化级，采样频率为8000次/秒，则需要的数据传输率为（A）。A．56KbpsB．64KbpsC．128KbpsD．1024Kbps6.已知某信道带宽为4KHz，信噪比为127:1，则该信道的最大数据传输率为（A）。A．28000bpsB．8000bpsC．4000bpsD．无限大7.信噪比为30dB（分贝），带宽为3KHz的信道的最大数据率（信道容量）为（D）。A．56KbpsB．64KbpsC．128KbpsD．30Kbps8.数据率为10Mbps的以太网，其码元传输的波特率是多少（C）？A．5MbaudB．10MbaudC．20MbaudD．40Mbaud9.光纤分为单模光纤与多模光纤，这两种光纤的区别是（B）。A．单模光纤的纤芯大，多模光纤的纤芯小B．单模光纤比多模光纤采用的波长长C．单模光纤的传输频带窄，而多模光纤的传输频带宽D．单模光纤的光源采用发光二极管，而多模光纤的光源采用激光二极管。10.EIA/TIA568B标准的RJ45接口线序的第3、4、5、6四个引脚的颜色分别为（A）。A．白绿、蓝色、白蓝、绿色B．蓝色、白蓝、绿色、白绿C．白蓝、白绿、蓝色、绿色D．蓝色、绿色、白蓝、白绿第二章数据通信基础•2•11.关于曼彻斯特编码，下面叙述中错误的是（D）。A．曼彻斯特编码是一种双相码B．采用曼彻斯特编码，波特率是数据速率的2倍C．曼彻斯特编码可以自同步D．曼彻斯特编码效率高12.下图中12位曼彻斯特编码的信号波形表示的数据是（C）。A．100001110011B．111100110011C．011101110011D．01110111000013.如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（C）。A．1--1、2--2、3--3、4--4、5--5、6--6、7--7、8--8B．1--2、2--1、3--6、4--4、5--5、6--3、7--7、8--8C．1--3、2--6、3--1、4--4、5--5、6--2、7--7、8--8D．两计算机不能通过双绞线直接连接14.T1载波把24个信道按时分多路方式复用在一条高速信道上，其编码效率是（D）。A．6.25%B．13%C．87%D．93.75%15.E1载波把32个信道按时分多路方式复用在一条高速信道上，其中30个信道用来数据通信，则其编码效率是（C）。A．6.25%B．13%C．87%D．93.75%16.下列哪个设备属于DCE（D）。A．PCB．数据终端C．输入\输出设备D．Modem17.调制是指（D）。A．把模拟信号转换为数字信号B．把电信号转换为光信号C．把光信号转换为电信号D．把数字信号转换为模拟信号18.将一条物理信道按时间分成若干时间片轮换地给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号占用，这样可以在一条物理信道上传输多个数字信号，这就是（B）。A．频分多路复用B．时分多路复用C．空分多路复用D．频分与时分混合多路复用19.TDM的工作是利用了传输介质的（C）性质。第二章数据通信基础•3•A．介质的带宽大于各路信号的总带宽B．介质的带宽小于单个信号的位速率C．介质的带宽大于单个信号的位速率D．介质的带宽小于各路信号的总带宽20.报文的内容不按顺序到达目的结点的是（B）方式。A．电路交换B．数据报交换C．虚电路交换D．报文交换二、解答题1.试解释以下名词：数据、信号、模拟数据、模拟信号、基带信号、带通信号、数字数据、数字信号、码元、单工通信、半双工通信、全双工通信、串行传输、并行传输。答：数据：是运送信息的实体。信号：则是数据的电气的或电磁的表现。模拟数据：运送信息的模拟信号。模拟信号：连续变化的信号。基带信号：来自信源的信号。带通信号：经过载波调制后的信号。数字信号：取值为有限的几个离散值的信号。数字数据：取值为不连续数值的数据。码元：在使用时间域的波形表示数字信号时，代表不同离散数值的基本波形单工通信：即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。半双工通信：即通信和双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。全双工通信：即通信的双方可以同时发送和接收信息。基带信号（即基本频带信号）——来自信源的信号。像计算机输出的代表各种文字或图像文件的数据信号都属于基带信号。带通信号——把基带信号经过载波调制后，把信号的频率范围搬移到较高的频段以便在信道中传输（即仅在一段频率范围内能够通过信道）。2.数据在信道中的传输速率受哪些因素的限制？信噪比能否任意提高？香农公式在数据通信中的意义是什么？“比特/秒”和“码元/秒”有何区别？答：限制码元在信道上的传输速率的因素有以下两个：（1）在任何信道中，码元传输速率是有上限的，传输速率超过此上限，就会出现严重的码元间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。（2）由于噪声会使接收端对码元的判决产生错误（1判决为0或0判决为1）。所以信噪比要限制在一定范围内。由香农公式可知，信息传输速率由上限。信噪比越大，量化性能越好；均匀量化的输出信噪比随量化电平数的增加而提高；非均匀量化的信号量噪比，例如PCM随编码位数N指数规律增长，DPCM与频率有关等。但实际信噪比不能任意提高，都有一定限制。例如增加电平数会导致接收机的成本提高，制作工艺复杂等。香农公式的意义在于：只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种方法来实现无差错的传输。第二章数据通信基础•4•比特/秒是指信息传输速率，每秒钟传送的信息量；码元/秒是码元传输速率，每秒钟传送的码元个数。两者在二进制时相等。在多进制时，信息传输速率要乘以log以2为底的进制数等于码元传输速率3.共有4个站进行码分多址CDMA通信。4个站的码片序列为：A：（-1–1–1+1+1–1+1+1）B：（-1–1+1-1+1+1+1-1）C：（-1+1–1+1+1+1-1-1）D：（-1+1–1–1-1–1+1-1）现收到这样的码片序列：（-1+1–3+1-1–3+1+1）。问哪个站发送数据了？发送数据的站发送的1还是0？答：S·A=（＋1－1＋3＋1－1＋3＋1＋1）／8=1，A发送1S·B=（＋1－1－3－1－1－3＋1－1）／8=－1，B发送0S·C=（＋1＋1＋3＋1－1－3－1－1）／8=0，C无发送S·D=（＋1＋1＋3－1＋1＋3＋1－1）／8=1，D发送14.什么是信息、数据？试举例说明它们之间的关系。5.什么是信道？常用的信道分类有几种？6.什么是比特率？什么是波特率？请举例说明两者之间的联系和区别。7.什么是带宽、数据传输率与信道容量？有何异同？8.何谓单工、半双工和全双工通信？请举例说明它们的应用场合。9.在数据通信系统中，常用数据传输方式有哪几种？简述它们的基本原理。10.在计算机网络中，数据交换的方式有哪几种？各有什么优缺点？11.何谓虚电路？何谓数据报？12.在数据通信系统中，如何进行差错控制？13.简述虚电路和数据报及其二者区别。答：（1）通信过程不同：虚电路是网络层的面向连接服务，虚电路服务过程也相应的分为连接建立、数据传输和连接释放三个阶段；数据报服务数据传输前无需建立连接。（2分）（2）适用场合不同：虚电路适于在一定时间内要向同一目的地发送许多报文的情况，发送端的报文到达目的地的顺序与发出的顺序一致。数据报适合发送很短的零星报文。（1分）（3）携带地址和路由不同：建立连接后虚电路的每个报文无需携带完整的地址信息，所有报文通过相同的路径按序到达目的地；数据报的每个报文必须携带完整的目的地址，报文可通过不同的路径到达目的地，报文不能保证使按序到达目的地，因此需要按序重排。（2分）（4）可靠性：虚电路服务相对于数据报来说可靠性更高。（1分）14.简述多路复用技术原理、种类及各类复用方式对传输介质传输速率的要求，并说明ADSL使用的是哪种复用技术。为了有效地利用传输系统，可以采用多路复用技术从空间和时间两个方面来解决多路信号同时复用单一介质问题。多路复用技术主要有两种：频分多路复用FDM和时分多路复用TDM。FDM的应用前提条件是传输介质的可用带宽要大于多路第二章数据通信基础•5•给定信号所需带宽的综合。TDM的前提条件是传输介质所支持的传输速率应大于多路数据传输所需的位传输速率的总和。ADSL使用的是FDM复用技术。15.数据传输速率和信号传输率的含义及其关系是什么？对于带宽为6MHz的信道，若用8种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的数据传输速率是多少？要求给出运算过程。答：数据传输速率：每秒能传输二进制位数，单位为比特/秒，用S表示(1分)；信号传输速率：每秒发送的码元数，单位为波特，用B表示(1分)。二者的关系：S=Blog2N(bps)，N为一个码元状态个数(1分)奈奎斯特公式C=2Hlog2N=2*6*106log28=3.6*107(bps)(2分)16.什么是数据传输率？什么是信道容量？一个带宽是3kHz信道，其信噪比为30dB，根据香农公式求出信道的可以获得的最大数据速率。答：数据传输速率：每秒能传输二进制位数，单位为比特/秒，用S表示(1分)信道容量：信道的最大数据传输速率(1分)S/NdB=10log10S/N代入30=10log10S/N，S/N=1000C=Hlog2(1+S/N)=3000*log2(1+1000)≈30Kbps(3分)奈奎斯特公式C=2Hlog2N=2*6*106log28=3.6*107(bps)(2分)17.画出二进制数据10100010的非归零编码、曼彻斯特（低电平到高电平表示1，反之表示0）、差分曼彻斯特编码（设第一个位的起始电平为高电平）的波形图，并指出哪些有自同步能力，即内含时钟信号。10100010非归零曼彻斯特差分曼彻斯特其中曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码有自同步能力，表示形式为没个比特的波形中间均有一个跳变。18.50kHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据，信噪比为20DB。问按奈奎斯特定理，最大数据速率是多少？按香农定理，最大数据速率又是多少？第二章数据通信基础•6•答：1)由奈奎斯特定理，Rmax=2Blog2V(b/s)由已知V=8B=50KHz代入得Rmax=2×50K×log28=300K(b/s)2)由香农定理Rmax=Blog2（1＋S/N）(b/s)由已知信噪比为20DB，则S/N＝100代入得Rmax=50K×log2（1＋100）＝50K×log2（101）(b/s)