主讲 巫玲 E_mail: wuling751@126.com 西南科技大学网络教育系列课程 计算机应用基础 主讲 巫玲 E_mail: wuling751@126.com

第二章 数据通信基础 第一节 数据传输技术 第二节 数据传输介质 双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等主要传输介质 第二章 数据通信基础 第一节 数据传输技术 数据通信的基本概念，包括：数据通信的基本名词；网络性能的主要指标、数据通信方式、数据编码技术、多路复用技术和差错控制技术等 第二节 数据传输介质 双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等主要传输介质 同学们，欢迎进入第二章：数据通信基础。本章基本可分为两大部分：数据传输技术和数据传输介质，将围绕数据通信的基本概念，并介绍传输介质的主要种类，以及它们各自特性。计算机网络融合了计算机领域和通信领域，计算机网络的发展离不开通信技术。第一节数据传输技术我们将学习数据通信的基本名词；网络性能的主要指标、数据通信方式、数据编码技术、多路复用技术和差错控制技术等。第二节数据传输介质我们将介绍双绞线、同轴电缆、光纤、微波、红外线等主要传输介质。 我们在开始具体学习之前首先要明确一点：整章我们讨论的都是相邻机器之间、通过无源的点到点的物理线路相连时的通信。

第一节 数据传输技术 1、数据通信的基本名词 信息、数据与信号 信道 模拟与数字 传输损害 码元 衰减 延迟畸变 噪声 :信噪比，S/N 第一节 数据传输技术 1、数据通信的基本名词 信息、数据与信号 码元 信道 模拟与数字 传输损害 衰减 延迟畸变 噪声 :信噪比，S/N （1）在数据通信领域，信息（Information）、数据（data）和信号（signal）是3个最基本和最常用的术语，分别被用于通信的不同层次。通信的目的就是信息的交换与共享；为了传送这些信息，文字、数字、图形、图像等被表示为2进制代码的数据。这些0、1串就被称为数据 ；数据为了在网络中传送，必须被转化为能够在传输介质上前进的信号，信号是最接近于物理介质的一层 。 信号的衡量单位叫做码元。 （2）信道可以简单地理解为信息传输的通道。它由相应的信息发送设备、信息接收设备和将这些设备连接在一起的传输介质组成。信道一般具有方向性，也就是说，2个机器A、B之间的信道一般有2条，一条用于A发送B接收，另一条用于A接收B发送。 （3）模拟的可以简单理解为连续变化的，数字的理解为离散的点值。声音、光等在介质中传输时都是以正弦载波的方式前进，模拟信号就是类似的正弦波；数字信号一般使用有无电压，或者正负电压的形式，被表示为方波波形。 （4）如果传输介质是完美的，接收方会收到和发送方完全一模一样的信号。但是，理想状态是不存在的，传输线路存在着三个主要问题：衰减、延迟畸变和噪声。 噪声是最重要，一般通过信号功率与噪声功率之比来度量，这个比值叫做信噪比（signal-to-noise ratio），通常用S/N表示。为了减小数值的大小，人们通常不使用信噪比本身，而是10log10S/N，其单位为分贝（dB）。如S/N为100时，噪音为20分贝。

习题 1、信号可以分为（ ）两种信号。 A．比特和波特 B．数字和模拟 C．数据和信息 D．码元和码字 答案：B 解析： 1、信号可以分为（ ）两种信号。 A．比特和波特 B．数字和模拟　　C．数据和信息　 D．码元和码字 答案：B 解析： 比特与码元：数据与信号的计量单位（多少个） 比特每秒和波特：数据与信号的速度单位

第一节 数据传输技术 2、网络性能的主要指标 带宽 时延 模拟信道:频率范围，赫兹（Hz）。 第一节 数据传输技术 2、网络性能的主要指标 带宽 模拟信道:频率范围，赫兹（Hz）。 数字信道：最高数据率，比特每秒（bit/s或bps）。 时延 发送时延 类似：起跑耗时 传播时延 跑道跑步耗时 处理时延 交接棒耗时 带宽和时延是衡量计算机网络性能最主要的2个性能指标。 （1）带宽 模拟信道:信道上传递的信号所能占据的频率范围，单位是赫兹（Hz）。如，传统的电信线路上传送的电话信号的标准带宽是3.1kHz（从200Hz到3.4kHz，这是话音主要覆盖的频率范围）。 数字信道：信道传送数字信号的最高数据率或比特率，单位为比特每秒（bit/s或bps）。 （2）时延指的是一个分组从网络（或一条链路）的一端传送到另一端所需的时间。端到端的时延一般由下面3个不同的部分组成： 发送时延也被称为传输时延，是指一个分组从计算机进入到传输介质所需要的时间，也就是从数据的第一个比特被输入到传输介质开始，到最后一个比特输入完毕所需要的时间。 传播时延是指信号在信道中传播一定距离所需花费的时间。 处理时延：处理时延指的是数据在中间交换结点进行存储转发等必要处理所需要的时间。 这样，数据从发送方开始传送到接收方收到最后1比特所需要的总时延就是以上3种时延的和。

习题 2、计算机网络的“带宽”是数字信道所能传送 A最高数据率 B最快传输速度 C频带宽度 D最大的信道容量 答案：A C:，模拟信道，如一个从300 Hz～3400 Hz信号的带宽是 3100 Hz　

习题 3、常用的数据传输速率单位有kbps，mbps，gbps。1gbps等于 A、1*103Mbps B、1*210Mbps C、1*106Mbps       D、1*220Mbps 答案：A 通信领域的：103 计算机领域的：210

习题 4、发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。 A 发送时延 B 传播时延 C 信道带宽 D 信号传输速率 答案：A

第一节 数据传输技术 3、数据通信方式 双工通信（双向同时通信）、单工通信（单向通信）和半双工通信（双向交替通信） 串行通信与并行通信 第一节 数据传输技术 3、数据通信方式 双工通信（双向同时通信）、单工通信（单向通信）和半双工通信（双向交替通信） 串行通信与并行通信 同步通信与异步通信 如果连接A、B的信道允许双方同时向对方传递信息，这称该信道为全双工信道；如果只允许单方向的传输信息，如电视、广播，则称该信道为单工信道；如果双方可以交替的发送和接收信息，如对讲机，则称该信道为半双工信道。 (2)串行通信是指将数据按位依次在一个信道上传输。而并行传输是指数据同时在多个并行的信道上传输。串行信道类似于公路系统中的单行道，而并行信道类似于有多个车道的公路，汽车可以在其上并行行驶。 (3)如同日常会话中，听话的人要适应讲话人的速度，听清每一个字，并能判断出一句话的开始和结束，才能够理解说话人表达的意思。在计算机通信中，接收方要能够适应发送方的速度，能够区分出各信号，判断通信的开始和结束，这就是通信中的同步问题。 同步通信的双方必须首先建立同步，也就是说双方的时钟要调整到一个频率。 正如理解每个字母的含义，并不一定就能够理解整句话的意思，在计算机通信中，位同步只实现了第一步，进一步还可进行字同步和帧同步。 在同步数据传输中，不同数据单元之间的时间间隔是固定的。而如果数据单元之间的时间间隔任意则称为异步通信。因此，发送方可以在任何时间点开始，每次传送之间可以等待任意长的时间。而接受方必须随时做好接收准备。如在键盘与主机之间的数据传输就是异步的，用户可以在任意时间点击键产生数据，也可以在任意时间点停止。异步通信的数据在接收端出现的时间是不规律的，因此接收端必须进行定界，即确定数据单元的开始和结束，或简称为起止符。

习题 5、采用全双工通信方式 , 数据传输的方向性结构为（）。 A. 可以在两个方向上同时传输 B. 只能在一个方向上传输 C. 可以在两个方向上传输 , 但不能同时进位　　 D. 以上均不对 答案：A。 B为单工，C半双工

习题 6、在数字通信中，使收发双方在时间基准上保持一致的技术是 A．交换技术 Ｂ．同步技术 Ｃ．编码技术 Ｄ．传输技术 答案：B。

习题 7、采用异步传输方式,设数据位为7位,1位校验位,1位停止位,则其通信效率为： A.30% B. 70% C.80% D.20% 7/9

习题 8、在串行传输中，所有的数据字符的比特 A. 在多根导线上同时传输 B. 在同一根导线上同时传输 C. 在传输介质上一次传输一位 D. 以一组16位的形式在传输介质上传输 答案：C。

第一节 数据传输技术 4、 调制与编码技术 编码：数字信号转化为模拟信号 调制与解调：数字信号与模拟信号互换 PCM：模拟信号转化为数字信号 第一节 数据传输技术 4、 调制与编码技术 编码：数字信号转化为模拟信号 非归零码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码 调制与解调：数字信号与模拟信号互换 二元：调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM) 多元 PCM：模拟信号转化为数字信号 采样 量化 编码 （1）非归零码就是用正负2种不同的电平来分别表示0和1。曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码，都是在非归零码码元的正中间时间出现了一次电平跳变，这样接收方可以将此作为同步信号。两者不同之处在于跳变的规则，前者只与本身数字有关，后者还与前一个有关。 （2）所谓调制，就是把数字信号转换为模拟信号的过程，而把模拟信号转换为数字信号的过程叫做解调。俗称为“猫”的调制解调器（modulation）完成的就是将计算机发送与接收的数字信号与电话线路上传输的模拟信号进行相互转换的工作。 决定载波波形主要有3个参数：振幅、频率和相位，最基本的二元制调制方法有3种，调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)，分别使这三个参数随数字基带信号的变化而变化。 为了达到更高的信息传输速率，还可以采用更为复杂的多元调制方法。多元调制方法本质上是上面3种基本调制方法的选择性组合。 （3）如果模拟信号需要在数字信道上传输，如IP电话中需要通过因特网传送语音信号，则需要对模拟信号进行脉冲编码调制。 PCM的目的就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在数字信道中传输。PCM的操作主要有3个部分：采样、量化与编码。

习题 9、基带系统是使用进行数据传输的（）。 A. 模拟信号 B. 模拟信号和数字信号 C. 数字信号 D. 宽带信号 答案：C。 频带传输：模拟信号

习题 10、有关曼彻斯特编码的正确叙述是 。 A．将同步时钟与数据取值都包含在信号中 B．每个信号起始边界作为时钟信号有利于同步 10、有关曼彻斯特编码的正确叙述是 。 A．将同步时钟与数据取值都包含在信号中 B．每个信号起始边界作为时钟信号有利于同步 C．这种模拟信号的编码机制特别适合传输声音 D．每位的中间不跳变时表示信号的取值为0 答案：A。 其他错误在于B:时间信号在正中而不在边界 C:这是数字信号的机制 D:无论如何中间时刻均要发生跳变，以实现时间同步。

习题 答案：A 11、在 PC 机使用传统电话线拨号上网时，要使用调制解调器，其中调制的过程是（）。 A. 将数字信号转换为模拟信号 B. 将模拟信号转换为数字信号 C. 将一种模拟信号转为另一种摸拟信号将一种模拟信号转为另一种摸拟信号 D. 将一种数字信号转换为另一种数字信号 答案：A

习题 12、将模拟信号转换成数字信号需要经过 和编码等步骤。 A.采样、量化 B.调制、解调 C.采样、调制 D.量化、调制 答案：A

第一节 数据传输技术 5、多路复用技术 在单一的物理信道上建立多条并行的逻辑信道的技术 频分复用（FDM） 时分复用（TDM） 第一节 数据传输技术 5、多路复用技术 在单一的物理信道上建立多条并行的逻辑信道的技术 频分复用（FDM） 时分复用（TDM） 码分复用 （CDM） 信道复用研究的是如何在单一的物理信道上建立多条并行的逻辑信道的技术，即如何共享信道。 信道复用的基本方式有三种： （1）频分复用（FDM）：指将信道的可用频率划分为若干互不重叠的频率段，每个信道信号占据其中的一个频段，类似于电视节目信号的发送与接收。对于光纤网组成的通信系统，频分复用被称为波分复用。 （2）时分复用（TDM）：频分复用要求信道为模拟信道，对于数字信道广泛使用的是时分复用技术，不幸的是，它只能用于数字数据。在时分复用中，时间被划分为一个个周期，每个周期再被划分为更小的时间片，每个时间片供一个发送端使用，各个发送端轮流使用这些时间片来独占信道发送数据。 （3）码分复用（CDM）：码分复用是一种主要用于移动通信领域中的复用技术。每个发送端被分配到一个类似于身份证的码片，如果发送端希望发送1，则发送码片本身，如果希望发送0则发送该码片的反码。接收端通过不同的码片来识别发送方和发送的数字。

习题 13、将一个信道按频率划分为多个子信道，每个子信道上传输一路信号的多路复用技术称为（ ） A 时分多路复用 B 空分多路复用 13、将一个信道按频率划分为多个子信道，每个子信道上传输一路信号的多路复用技术称为（      ） A 时分多路复用 B 空分多路复用 C 波分多路复用 D 频分多路复用 答案：D

习题 答案：A 14、下面关于TDM和FDM的说法，正确的是 。 A．TDM适用于数字传输，FDM适用于模拟传输 B．TDM适用于模拟传输，FDM适用于数字传输 C．TDM和FDM都既适用于模拟传输，也适用于数字传输 C．TDM和FDM都既不适用于模拟传输，也不适用于数字传输 答案：A

第一节 数据传输技术 6、差错控制技术 检错码与纠错码 循环冗余码 反馈重发机制 添0、做除法、余数填充、接收方检查 使用检错码时 第一节 数据传输技术 6、差错控制技术 检错码与纠错码 循环冗余码 添0、做除法、余数填充、接收方检查 反馈重发机制 使用检错码时 反馈是通过确认实现的 没有及时收到确认就重新发送 （1）检错码与纠错码 发现，甚至纠正错误。 不能100%检错 （2）循环冗余码 添0、做除法、余数填充、接收方检查 （3）反馈重发机制 使用检错码时，反馈是通过确认实现的，没有及时收到确认就重新发送

第二节 数据传输介质 导向传输介质 ：有线 双绞线 同轴电缆 光纤 非导向传输介质 ：无线 无线电波 微波 红外线

习题 15、在网络综合布线中，建筑群子系统之间最常用的传输介质是( ) A、超五类UTP　　 B、光纤 C、同轴电缆　　 D、STP 答案：A

习题 16、UTP 5类线与计算机连接，最常用的连接器为（） A. RJ-45 B. AUI C. BNC-T D. RJ-11 答案：A。

习题 17、如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（ ）。 A．两计算机不能通过双绞线直接连接 17、如果要将两计算机通过双绞线直接连接，正确的线序是（ ）。 A．两计算机不能通过双绞线直接连接 B．1-1，2-2，3-3，4-5，5-5，6-6，7-7，8-8 C．1-3，2-6，3-1，4-4，5-5，6-2，7-7，8-8 D．1-2，2-1，3-6，4-4，5-5，6-3，7-7，8-8 答案：C。两台计算机为交叉线连接

习题 18.计算机网络的传输介质中性能最好、主干网应用最广泛的一种是( ) A、无线电波　　 B、光纤 C、同轴电缆 　　D、双绞线 答案：B

习题 19.光纤作为传输媒体，与双绞线相比具有一系列优点，不属于此优点的是( ) A、速率高 B、体积小 C、频带窄 D、误码率低

习题 20、不受电磁干扰或噪声影响的传输媒体是（）。 A. 双绞线 　　 B. 同轴电缆　　 C. 光纤　　 D. 微波 答案：C。

习题 21．组建LAN时，光纤主要用于( )。 A、LAN的桌面连接 　　 B、LAN的主干连接 C、LAN的所有连接 　　 D、不能用 答案：B。

习题 22、目前无线传输可用的主要电磁波种类不包括： A 无线电波 B 微波 C 红外线 D 紫外线 答案：D。

习题 23、下面关于卫星通信的说法，错误的是（ ） A．卫星通信通信距离大，覆盖的范围广 B．使用卫星通信易于实现广播通信和多址通信 23、下面关于卫星通信的说法，错误的是（ ） A．卫星通信通信距离大，覆盖的范围广 B．使用卫星通信易于实现广播通信和多址通信 C．卫星通信的好处在于不受气候的影响，误码率很低 D．通信费用高，延时较大是卫星通信的不足之处 答案：C。C为卫星通信的不足之处，误码率高