计算机网络作业(2)

班级：2011级历教班 姓名：李冀宁 学号：12011242219 机号：B-19

术规格。不过手机短信SMS（Short message service）在2G的某些规格中能够被执行. 而2G在美国通常称为PCS（Personal Communications Service）。2012年8月14日下午，百度公司发布了《2012年第二季度百度移动互联网发展趋势报告》 。报告指出，2G网络仍为移动互联网的主流接入方式，但Android、iOS市场，超过73.7%的用户选择3G或WIFI接入移动互联网。网络分布方面，报告指出，目前绝大多数用户还是选择2G网络接入移动互联网，但占比持续下降。相比之下，Android、iOS用户更倾向于选择高速网络接入。2012年第二季度，超过73.7%的Android、iOS用户选择3G 或WiFi网络接入移动互联网。

2).3G第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术. 3G是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。一般地讲，3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与WEB的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。2000年5月，国际电信联盟正式公布第三代移动通信标准，中国提交的TD-SCDMA正式成为国际标准，与欧洲WCDMA、美国CDMA2000成为3G时代最主流的三大技术之一。

3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆比特/每秒）、384kbps（千比特/每秒）以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化）。

3).4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。 很明显，4G有着不可比拟的优越性。4G通信技术并没有脱离以前的通信技术，而是以传统通信技术为基础，并利用了一些新的通信技术，来不断提高无线通信的网络效率和功能的。如果说3G能为人们提供一个高速传

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输的无线通信环境的话，那么4G通信会是一种超高速无线网络，一种不需要电缆的信息超级高速公路，这种新网络可使电话用户以无线及三维空间虚拟实境连线。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。然而，在通话品质方面，移动电话消费者还是能接受的。随着技术的发展与应用，现有移动电话网中手机的通话质量还在进一步提高。数据通信速度的高速化的确是一个很大优点，它的最大数据传输速率达到100Mbit/s，简直是不可思议的事情。另外由于技术的先进性确保了成本投资的大大减少，未来的4G通信费用也要比2009年通信费用低。 4G通信技术是继第三代以后的又一次无线通信技术演进，其开发更加具有明确的目标性：提高移动装置无线访问互联网的速度--据3G市场分三个阶段走的的发展计划，3G的多媒体服务在10年后进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上人口使用第三代移动通信系统。在发达国家，3G服务的普及率更超过60%，那么这时就需要有更新一代的系统来进一步提升服务质量。4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。

第二章习题

1.简述数据通信系统的主要组成成分。

答：一个数据通信系统大致可以划分为3个部分，即源系统（发送端、信源）、传输系统（传输网络）和目的系统（接收端、信宿）。

源系统一般包括以下两个部件：源点—源点设备产生通信网络要传输的数据；发送器—通常源点生成的数据要通过发送器编码后才能在传输系统中进行传输。

与源系统相对应，目的系统一般也包括两个部件：接收器—接收器负责接收传输系统传送过来的信号，并将其转换为能够被终点设备处理的信息；终点—终点设备从接收器获取传送过来的信息。

传输系统位于源系统和目的系统之间，它既可以是简单的物理通信线路，也可以是连接源系统和目的系统的复杂网络设备，用于实现交叉连接的多路复用器、集线器和交换机，以及用于通信路径选择的路由器等。

2.说明模拟数据和数字数据以模拟信号或数字信号传输时使用的方法。

答：构成四种组合情况：

1).模拟数据、模拟信号：最早的电话系统就是这样的

2).模拟数据、数字信号：将模拟数据转化成数字形式后，就可以使用数字传输和交换设备，如数字电视系统

3).数字数据、模拟信号：有些传输媒体只适合于传播模拟信号，比如无线信道和电话通信系统中的用户线。使用这样的信道时，必须将数字数据转换为模拟信号后才能传输

4).数字数据、数字信号：大多局域网都使用这种方式，将数字数据转换为某种数字脉冲波形在媒体上传输

3.如何利用话音通道传输计算机数据？

答：把模拟的话音转换为电信号进行传输，使电信号的幅值与声音的大小成正比，它是幅值连续变化的模拟信号。；例如，当人们说话时，声音大小是连续变化的，因此传送话音信息的声波就是模拟数据。但数据必须转换成信号后才能在传输媒体上传输。而有的传输媒

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体只适合于传送模拟信号，因此，即使数据是数字形式的，有时仍要将数字数据转换为模拟信号后才能在这种媒体上传输。将数字数据转换为模拟信号的过程称为调制。

4.调制解调器的解调部分与编码解码器的编码部分都是将模拟信号转换成数字信号，二者有区别吗？

答：区别：

1).编码器接受任意的模拟信号，并从它产生数字信号。而解调器只接受调制了的正弦（或余弦）波，产生数字信号

2).调制解调器的调制和解调不会失真,信号没有损失,过程可逆。编码器的编解码允许一定程度的信号失真,如视频信号的编码解码

5.信道的通信方式有哪几种？在实际的网络中，最常用的是哪种方式？为什么？

答：从通信双方交换信息的方式来看，数据通信可以有三种基本方式，即单工通信、半双工通信和全双工通信。数据通信系统很少采用单工通信方式；全双工通信的传输效率较高，但其结构复杂，成本也比较高；半双工通信由于在通信过程中频繁切换信息传输的方向，所以传输效率低，但可以节省传输线路，性价比最高，在局域网中得到了广泛的应用，即在实际的网络中最常使用半双工方式。

6.请比较基带传输和宽带传输的概念和传输过程。

答：基带传输：在信道上直接传送数据的基带信号的传输称为基带传输，不需要调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。一般来说，基带传输要将信源的数据转换成可直接传输的数字基带信号，这称为信号编码。在发送端，由编码器实现编码；在接收端，由解码器进行解码，恢复成发送端发送的原始数据。基带传输是最简单、最基本的传输方式，常用于局域网中。

宽带传输：宽带信号是将基带信号进行调制后形成的频分复用模拟信号。把信号调制成频率为几十MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送，接收方要解调。在宽带传输过程中，各路基带信号经过调节后，其频谱被移至不同的频段，因此在一条电缆中可以同时传送多路数字信号，从而提高线路的利用率。 7.同步方式有哪几种？各有什么特点？

答：同步方式共有3种：

1).位同步：位同步就是使接收端接收到的每一位数据信息都与发送端保持同步。实现位同步的方法有外同步法（就是接收端的时钟信号是由发送端传送来的，而不是从数据信号中提取出来的）和自同步法（直接从数据信号波形中提取同步信号）两种

2).字符同步：虽然同步制字符同步的传输效率有所提高，但它对串行通信链路两端都有更高的要求：发送端必须按照规定的速率匀速发送字符，接收端要按此速率从线路中接收字符。字符间的任何停顿都会使接收端随后接收的字符失去同步

3).帧同步：发送端和接收端传送信息时，在字符同步的基础上，还必须将线路中的字符流（实际上是字节流）划分成一定大小的带有格式的数据块，按块传输。这种数据块一般称为帧。帧的划分主要依靠帧起始标志和帧结束标志。帧同步除了使用帧同步信号外，还可以在帧间加入定位码，这些定位码具有特定的码型，以便与正常的信号编码相区别 8.通过比较说明双绞线、同轴电缆和光纤三种常用传输介质的特点。

答：如表所示： 传输介质 双绞线 传输方式 宽带 基带 速率/工作频带 传输距离 模拟传输：10km 数字传输：性能 较好 价格 低 应用 小于等于1Gbps 模拟/数字信号传输 计算机网络作业 第 6 页 共 14 页

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500m 50欧姆 同轴电缆 75欧姆 同轴电缆 光纤 基带 10Mbps 小于3km 较好 较好 很好 较低 较低 较高 基带数字信号 宽带 小于等于500MHz 40 Gbps 100km 模拟电视、数据及音频 远距离高速传输 基带 20km以上 9.无线介质与有线介质想比，有何特点？在选择传输介质时，应考虑哪些问题？

答：特点：无线介质与有线介质想比最大的优点在于无需布线代谢产物复杂的传输环境。 问题：选择传输介质时应重点考虑满足建网要求，包括：传输容量、传输效率、安全性、可靠性、价格、网络的扩展要求等。

10.数字数据的数字编码与模拟数据的数字编码有何区别？

答：数字数据的数字编码分为不归零制编码，用两个不同的电平来表示二进制数0和1，低电平常用来表示0，高电平常用来表示1；曼切斯特编码，每一位的中间有一个跳变，可以作为时钟信号，而跳变方向又可以作为数据信号，从高电平跳向低电平表示1，从低电平跳向高电平表示0。这种编码常用于局域网的通信，例如以太网通信；还有一种常用的编码方案是差分曼切斯特编码，其特点是0、1数值是由每个位周期开始处的边界是否存在跳变来确定的，每个位周期的开始边界有跳变则代表0，无跳变则代表1，与跳变的方向无关。

模拟数据的数字编码最典型的例子是PCM编码，脉冲编码调制，也称为脉冲调制，是一个把模拟信号转换为二进制数字序列的过程。PCM编码过程包括3个基本步骤，即采样、量化和编码。采样，每隔一定的时间对连续模拟信号进行采样之后，连续模拟信号就成为一系列幅值不同的“离散”的模拟信号；量化，这是一个分级过程，把采样所得不同振幅的脉冲信号根据振幅大小按照标准量级取值，这样将脉冲序列转换成数字序列；编码，用一定位数的二进制码来表示采样序列量化后的振幅。 11.给出比特流011000101111的不归零编码、曼切斯特编码以及差分曼切斯特编码的波形图。

答：如图所示：

0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1

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不归零制编码 曼切斯特编码 差分曼切斯特编码

12.为什么要采用多路复用？多路复用有哪几种形式，各有何特点？

答：从电信的角度来看，多路复用技术就是把多路用户信息通过单一的传输设备在单一的传输线路上进行传输的技术。在多路复用系统中，复用器和分用器总是成对地使用。复用器的功能是将多路用户信号聚合成高速信号 ，然后在复用器和分用器之间的共享高速信道上进行传输；而分用器的作用恰好和复用器相反，它将高速信道传送过来的数据进行分用，分别送到相应的用户处。这样就极大地节省了传输线路，从而提高了线路的利用率。

信道复用技术包括频分复用、时分复用、波分复用和码分复用四种。

1).频分复用的特点：频分复用技术的工作原理非常简单。用户在分配到一定的频带之后，在通信过程中自始至终都占用这个频带，因此频分复用的所有用户在同一时刻占用的是不同的频率资源，非常适合模拟信号的传输。频分复用也用在计算机系统的宽带接入技术中。频分复用至少要将传输介质的宽带划分为不同的方向上的两个子频带，甚至还可以为特殊用途的连接划分出专用宽带。

2).时分复用的特点：每一路数据的发送定时与时隙是严格同步的，因此TDM也称为同步时分复用。当通过时分复用系统传送计算机数据时，由于计算机数据的突发性质，用户对已经分配到的时隙的利用率往往并不高。统计时分复用是相对于同步TDM的一种改进，它可以明显地提高线路的利用率。由于STDM帧中的时隙并不是固定地分配给某个用户，因此在每个时隙中还必须有用户的地址信息，这是统计时分复用不可避免的开销。

3).波分复用的特点：波分复用的本质就是光域的频分复用。人们借用传统的载波电话的频分复用概念，通过在一根光纤中同时传输多个频率相近的光载波信号的方式，使得数据传输速率得到空前的提高。

4).码分复用的特点：CDMA发送的信号有很强的抗干扰能力，它最初用于军事通信。采用CDMA方式可以提高通信的质量和数据传输的可靠性，减少干扰对通信产生的影响，增大系统的通信容量。码片序列越长，准确地从噪音中探测到有效信号的可能性就越大。 13.什么是交换？说明常见的交换技术的特点。

答：实际广域网的拓扑结构多为部分连接，当两个终端之间没有直连线路时，就必须经过中间节点的转接才能实现通信。这种由中间节点进行转接的通信方式称为交换，即按某种方式分配传输线路资源。

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