第三章-网络传输介质
第三章网络传输介质
本章结构
一、信号与传输介质的相关概述
二、双绞线和光纤的对比及应用
具体知识点
一、信号与传输介质的相关概述
（一）、信号
定义：是传递信息的媒介
模拟信号：是大小连续变化的物理量，信号参数大小连续变化的电磁波
分类
数字信号：不连续的物理量，信号参数只有1和0 两种变化，又称“二进制”信号
注意：不管使用哪种信号，在传输过程中都会受到外界的干扰和本身的阻抗等特性产生失真
噪声干扰：
产生失真的原因
能量的衰减
数字信号的优势：1、抗干扰能力强
2、远距离传输的效果更好（数字信号采用的是再生中继的方式，能够消除噪声，再生的数字信号原来的数字信号一样可以继续传输，不影响重量）
（二）、双绞线的概述
组成：由8根铜线两两绞合在一起组成（绞合在一起主要是用来抵御一部分电磁波干扰）
屏蔽双绞线：有一层金属网膜将其包围抵御外界干扰（适用于电按其抗干扰能力分为磁环境复杂场合，一般用于室外环境）
非屏蔽双绞线：抗干扰能力差，应用于室内环境
按照其适用的网络速率情况：
1、五类线（Cat 5 ）：频率1~ 100 MHz，主要应用于100 M网络
2、超五类线（Cat 5e）：是5类线的升级版（衰减更小，串扰更少；
理论上支持千兆网络，实际没有应用于千兆网）
串扰：一对线对另一对线的影响程度
3、六类线（Cat 6 ）：频率可达到1 ~ 300 MHz；适用于1000 M/s
的场合（比超5类线在串扰和回波损耗方面的性能更好）
回波损耗：信号源发送信号时，有一部分数据被反射回来；反射回来的功率与入射功率的比即是回波损耗，值越小越好
4、七类线（Cat 7）：频率可达600 Mhz；与传统的RJ45 接口不兼容，
没有应用到实际工作
（三）、光纤
优点：1、传输带宽高（可见光的频率大，带宽频率可超过50000 GHz ）
2、传输距离远（双绞线的有效传输距离是100 ~ 150米；光纤最大传输距离大于100 km）
3、抗干扰能力强（本身是由绝缘体构成不受电磁干扰；传输的是光信号，不会像电信号一样受磁场干扰）
单模光纤和多模光纤的对比：
单模：窄芯线（更细），使用激光源；远距离、高速率、成本高，耗散小；高效；端接难
多模：粗芯线；可使用发光二极管和激光源；短距离、速率低；成本低；耗散大，低效，端接易
二、双绞线和光纤的对比及应用
（一）、双绞线的制作
连接规范：EIA/TIA 规定了双绞线的两种线序
568A的线序：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕
568B的线序：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕（每一种颜色一定要与RJ-45接口对应）
标准网线（直通线）：网线两端接口都是568 A的线序或都是568 B的线序
交叉网线：一端接口是568A的线序；另一端接口是568 B的线序
全反线：一端接口是1 ~8 的线序；另一端接口是8 ~1的线序（又称Console线，用来管理网络设备的初始配置）
使用场合：同种设备用交叉，不同种设备用直通；交换机和交换机间既可以用交叉，又可以用直通（一般把电脑和路由器也看成同种设备）
（二）、连通性测试（使用工具：连通性测试仪）
分为：基座部分和远端部分（通过亮灯来判断）
直通线：一端按照1 ~8 的顺序亮灯，另一端也按照1 ~8 的顺序亮
交叉线：一端按照1~ 8 的顺序亮灯；另一端按照361452878 的顺序亮灯
全反线：一端按照1 ~ 8 的顺序；另一端按照8 ~ 1的顺序亮灯
第二章 数据通信基础 习题与答案
第二章数据通信基础习题与答案 一、判断题 1.（√）计算机中的信息都是用数字形式来表示的。 2.（√）信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示，单位时间内传送的比特数越多，表示信道容量越大。 3.（×）波特率是指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。 4.（×）在单信道总线型网络中，带宽=信道容量×传输效率。 5.（√）在共享信道型的局域网中，信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。 6.（√）DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和住宿。 7.（√）DCE是数据通信设备，是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。 8.（×）Modem属于DTE。 9.（√）在单工通信的两个节点中，其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据，另一端只能接收数据不能发送数据。 10.（√）在半双工通信的双方可以交替地发送和接收信息，不能同时发送和接收，只需要一条传输线路即可。 11.（×）在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收，只需要一条传输线路即可。 12.（√）在局域网中，主要采用的是基带数据传输方式。 13．（√）信道带宽的单位是赫兹。 14．（×）数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。 15．（×）比特率和波特率是两个相同的概念。 16．（√）基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。 17．（√）分组交换是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。 18．（√）电路交换有建立连接、传输数据和拆除连接三个通信过程。 19．（√）分组交换比电路交换线路利用率高，但实时性差。 20．（√）ATM(即异步传输模式)是一种广域网主干线常采用的技术。 21．（√）数据传输率是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。 22．（×）使用调制解调器进行网络数据传输称为基带传输。 23．（√）信元交换适宜于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。 24．（×）波特率是一种数字信号的传输速率。 25．（×）分组交换属于“存储一转发”交换方式，它是以报文为单位进行传输转换的。 26．（×）奇偶检验是一种复杂的检错方法，有很强的检错能力。 二、填空题 1.数据一般分（模拟）数据和（数字）数据两种类型。 2.在数字传输中，（码元）是构成信息编码的最小单位。 3.（吞吐量）是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。 4.数据通信系统是由（ DTE ）、（ DCE ）和通信线路等组成。 5.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有（单工通信）、（半双工通信）和（全双工通信）三种。 6.数据传输方式有（基带传输）、（频带传输）和（宽带传输）三种。 7.数据交换技术有（电路交换）、（报文交换）、（分组交换）和（信元交换）四种。 8.一个完整的信元长度为（ 53 ）B，其中（ 5 ）B是信元头，（ 48 ）B为信元数据。
第二章 数据通信基础 习题与答案教程文件
第二章数据通信基础习题与答案
第二章数据通信基础习题与答案 一、判断题 1.（√）计算机中的信息都是用数字形式来表示的。 2.（√）信道容量是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示，单位时间内传送的比特数越多，表示信道容量越大。 3.（×）波特率是指信息传输的错误率，是数据通信系统在正常工作情况下，衡量传输可靠性的指标。 4.（×）在单信道总线型网络中，带宽=信道容量×传输效率。 5.（√）在共享信道型的局域网中，信号的传播延迟或时延的大小与采用哪种网络技术有很大关系。 6.（√）DTE是指用于处理用户数据的设备，是数据通信系统的信源和住宿。 7.（√）DCE是数据通信设备，是介于数据终端设备与传输介质之间的设备。 8.（×）Modem属于DTE。 9.（√）在单工通信的两个节点中，其中一端只能作为发送端发送数据不能接收数据，另一端只能接收数据不能发送数据。 10.（√）在半双工通信的双方可以交替地发送和接收信息，不能同时发送和接收，只需要一条传输线路即可。 11.（×）在全双工通信的双方可以同时进行信息的发送与接收，只需要一条传输线路即可。 12.（√）在局域网中，主要采用的是基带数据传输方式。 13．（√）信道带宽的单位是赫兹。 14．（×）数据通信系统主要技术指标中的信道容量＝吞吐量×传输效率。
15．（×）比特率和波特率是两个相同的概念。 16．（√）基带传输与宽带传输的主要区别在于数据传输速率不同。 17．（√）分组交换是以长度受到限制的报文分组为单位进行传输交换的。 18．（√）电路交换有建立连接、传输数据和拆除连接三个通信过程。 19．（√）分组交换比电路交换线路利用率高，但实时性差。 20．（√）ATM(即异步传输模式)是一种广域网主干线常采用的技术。 21．（√）数据传输率是指单位时间内信道内传输的信息量，即比特率。 22．（×）使用调制解调器进行网络数据传输称为基带传输。 23．（√）信元交换适宜于对带宽要求高和对服务质量要求高的应用。 24．（×）波特率是一种数字信号的传输速率。 25．（×）分组交换属于“存储一转发”交换方式，它是以报文为单位进行传输转换的。26．（×）奇偶检验是一种复杂的检错方法，有很强的检错能力。 二、填空题 1.数据一般分（模拟）数据和（数字）数据两种类型。 2.在数字传输中，（码元）是构成信息编码的最小单位。 3.（吞吐量）是单位时间内整个网络能够处理的信息总量，单位是字节/秒或位/秒。 4.数据通信系统是由（ DTE ）、（ DCE ）和通信线路等组成。 5.根据数据信息在传输线上的传送方向，数据通信方式有（单工通信）、（半双工通信）和（全双工通信）三种。 6.数据传输方式有（基带传输）、（频带传输）和（宽带传输）三种。 7.数据交换技术有（电路交换）、（报文交换）、（分组交换）和（信元交换）四种。 8.一个完整的信元长度为（ 53 ）B，其中（ 5 ）B是信元头，（ 48 ）B为信元数据。
计算机网络第二章答案
1．请举例说明信息、数据与信号之间的关系。 答：数据通信中被传输的二进制代码称为数据，数据是信息的载体。数据涉及对事物的表示形式，信息涉及对数据所表示内容的解释。数据通信的任务是要传输二进制代码的比特序列，而不需要解释代码所表示的内容。例如，二进制编码按从高位到低位的顺序排列，英文单词“NETWORK”的ASCII码编码的二进制比特序列应该是“1001110 1000101 1010100 1010111 1001111 1010010 1001011”。如果要从一个主机将这个比特序列准确地传送到另一个主机，并且两个主机都使用ASCII编码，那么另一个主机就可以将接收的比特序列解释为“NETWORK”。 2.通过比较说明双绞线、同轴电缆与光纤等3种常用传输介质的特点。 答：传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆和光缆。 (1) 双绞线由按规则螺旋结构排列的2根、4根或8根绝缘导线组成。各线对螺旋排列的目的是使线对之间的电磁干扰最小。双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两种。双绞线的主要特点是：连接距离比较短，抗干扰性比较好，支持点—点连接与多点连接，价格低于 其他传输介质，安装与维护比较方便。 (2) 同轴电缆由内导体、外屏蔽层、绝缘层及外部保护层组成。同轴介质的特性参数由内、外导体及绝缘层的电参数与机械尺寸决定。同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。同轴电缆的主要特点是：连接距离比较长，抗干扰性很好，支持点—点连接与多点连接，价格介于双绞线与光缆之间，安装与维护比较方便。 (3) 光缆是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。光纤是一种直径为50～100μm、能传导光波的柔软介质。在折射率较高的单根光纤外面，用折射率较低的包层包裹起来构成一条光纤通道；由多条光纤组成一束就构成一条光缆。光纤分为单模光纤与多模光纤两种。光缆的主要特点是：低损耗和宽频带、高数据传输速率、低误码率和安全保密性好，价格高于双绞线与同轴电缆，安装与维护比较困难。 3.控制字符SYN的ASCII码编码为0010110，请画出SYN的NRZ、曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码等3种编码方法的信号波形。 4.对于脉冲编码调制PCM来说，如果要对频率为600HZ的某种语音信号进行采样，传送PCM信号的信道带宽为3kHz，则采样频率f取什么值时，采样的样本就可以包含足够重构语音信号的所有信息。答：因为f>=2B,B为带宽，所以f=6kHz。 5 请说明调制解调器的基本工作原理。 答：调制解调器在发送端将计算机产生的数字信号转换成电话交换网可以传送的模拟数据信号，在接收端将接收到的模拟数据信号还原成数字信号传送给计算机。在全双工通信方式中，调制解调器具有同时发送与接收模拟数据信号的能力。 6.多路复用技术主要有几种类型？它们各有什么特点？
【良心出品】《计算机网络》第二章 作业参考答案
第二章作业参考答案 2-01 物理层要解决什么问题？物理层的主要特点是什么？ （1）物理层要解决的主要问题： ①物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流。 ②物理层要尽可能地屏蔽掉物理设备、传输媒体和通信手段的不同，使上面的数据链路层感觉不到这些差异的存在，而专注于完成本层的协议与服务。 （2）物理层的主要特点： ①物理层确定与传输媒体接口的机械、电气、功能和过程特性。 ②由于物理连接的方式很多，传输媒体的种类也很多，因此物理层的协议种类较多。 2-05物理层的接口有哪几个特性？各包含什么内容？ 答：（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。 （2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 （3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。 （4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。 2-08 假定要用3kHz带宽的电话信道传送64kb/s的数据（无差错传输），试问这个信道应该具有多高的信噪比（分别用比值和分贝来表示），这个结果说明什么问题？ 解：由香农公式C=Wlog2（1+S/N） 其中W=3khz，C=64kb/s 可以计算出（用比值）：S/N=221-1=2.64×106 或用分贝表示：信噪比（dB）=10log10（S/N）=10log10（2.64×106）＝64.2dB 此结果说明：即使在无差错传输电话信道上要达到64kb/s的数据速率，对信噪比要求也很高。 2-10 常用的传输媒体有哪几种？各有何特点？ 答：常见的传输媒体有以下几种： 1.双绞线 特点：①可以传输模拟信号和数字信号；②双绞线容易受到外部高频电磁波的干扰，误码率高；③因为其价格便宜，且安装方便，既适于点到点连接，又可用于多点连接，故仍被广泛应用。 2.同轴电缆 特点：①在局域网发展初期被广泛采用；②具有很好的抗干扰性能。 3.光导纤维 特点：①传输损耗小，可实现长距离传输；②直径小、质量轻；③传播速率高、通信容量大；④抗雷电和电磁干扰性能好，保密性好、误码率低。 4.无线电微波通信 无线电微波通信分为地面微波接力通信和卫星通信。 特点：①传输频率宽，通信容量大；②受外界干扰小，传输质量较高；③初建成本低，易于跨越山区、江河。 2-13 为什么要使用信道复用技术？常用的信道复用技术有哪些？ 答：信道复用的目的是让不同的计算机连接到相同的信道上，以共享信道资源。在一条传输介质上传输多个信号，提高线路的利用率，降低网络的成本。 常用的信道复用技术有：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用等。 2-16 共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为： 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？解：设接收到的码片序为X，A、B、C、D四个站的码片序列分别为T A、T B、T C、T D 。根据公式