02 数据通讯基础一

考点01：基本概念：
信源：信号的发送方；
信道：信号的传输通道；
信宿：信号的接收方；
信号会在传输过程中收到来自噪声（干扰信号，例如雷电、强磁场）的干扰；
数字信号：只存在两种信号（0与1）。跳跃变化信号；
模拟型号：存在连续的信号变化；
数字通信：用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式；
模拟通信：利用正弦波的幅度、频率或相位的变化，或者利用脉冲的幅度、宽度或位置变化来模拟原始信号，以达到通信的目的。
考点02：模拟信道带宽计算
W=
其中，是高频，是低频
考点03：数字信道带宽计算：
奈奎斯特定理（无噪声）
B=2W
(W为带宽，B为码元速率、波特率)
信息量n（位）与码元种类N：
n=
数据速率:
R==2W
香农定理（有噪声）：
C=W
C为数据速率，W为信道带宽，S为信号平均功率，N为噪声平均功率，为信噪比（一般用分贝dB来表示）
dB=10
20dB (=100) 30dB (=1000)
考点04：计算汇总
考点05：常用考试数据
单位换算
通信/传输换算进率1000，如1G=1000M
存储换算进率1024，如1G=1024M
信道延迟
电缆信道延迟200m/us(200km/ms,2*km/s)
卫星信道延迟：270ms（来回）
考点06：双绞线
分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。100m可以达到100Mb/s
交叉线和双绞线的适用范围：
相同设备之间适用交叉线，不同设备之间适用直通线，计算机与路由器之间适用交叉线。
超五类线相对于五类线，传输距离更远
交叉线示例：T568A T568B
直通线示例：T568A T568A 实际生活中直通线较多
考点07：同轴电缆
分为粗同轴电缆、细同轴电缆。
传送距离长，信号稳定，常用于电视、监控系统、音响设备传送音视频信号。
数字信号RG-58(基带)，模拟信号RG-59(宽带)。
考点08：光纤（光缆）
分为单模光纤SMF(左图，采用ILD激光二极管)、多模光纤MMF(右图，采用LED发光二极管)
区别：
单（身）美女的眼光：高贵细远（巧记）

考点09：无线信道
分为无线电波和红外光波。
考点10：模拟信道调制
分为调幅ASK、调频FSK、调相PSK、正交调幅QAM

调幅是调节波峰波谷的高度；
调频是调节波峰到波谷的宽度；
调相是调节置换波峰与波谷；
正交调幅是调节幅度和相位；

考点11：数字信道编码
分为采样（2倍）、量化（等级）、编码（二进制）三个步骤。
采样要取模拟信号的两倍
考点12：调制技术的码元数：n=
考点13：极性编码
分为单极性、极性、双极性
单极性：使用单极与0；
极性：使用双极，不使用0；
双极性：使用双极与0；两端可以自带同步
考点14：归零性编码
分为归零码、不归零码（遇到1翻转）、双相码（电平翻转）
考点15：曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
曼彻斯特编码： 降0升1 (降1升0) 效率50%；
差分曼彻斯特编码：折0平1 效率50%
考点16：各种编码效率：
4B/5B效率80%， 用于百兆以太网；
8B/10B效率80%， 用于千兆以太网；
64B/66B效率97%， 用于万兆以太网；
曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码效率50%， 用于以太网。
例题分析:
1、设信道带宽为4000Hz，信噪比为30dB，按照香农定理，信道容量为（）。
A. 4Kb/s B.1.6Kb/s C.40Kb/s D. 120Kb/s
解析：
使用香农公式C=Wlog2(1+S/N)，和公式dB=10lg10(S/N)，由30dB得到S/N=1000；于是C=4000log2(1+1000)=40000b/s，1+1000约等于1024，所以log2(1+1000)约等于10，除于进率1000（通信领域是1000，存储领域是1024）换算成Kb/s为40Kb/s。
2、所谓正交幅度调制是把两个（）的模拟信号合为一个载波信号。
A. 幅度相同相位相差90° B.幅度相同相位相差180°
C. 频率相同相位相差90° D.频率相同相位相差180°
3、地面上相距2000km的两地之间通过电缆传输4000bit长的数据包，数据速率为64Kb/s，从开始发送到接收完成需要的时间为(）。
A. 48ms B.640ms C.32.5ms D.72.5ms
解析：
一个数据包从开始发送到接收完成的总时间=发送时间+传播延迟时间，
根据电信号的传播速度200km/ms可以计算如下：
传输时间=4000/64000=0.0625s=62.5ms 延迟时间=2000/200=10ms，所以总时间为72.5ms
4、PCM编码是把模拟信号数字化的过程，通常模拟话音信道的带宽是4000Hz，则在数字化采样频率至少()次/秒。
A.2000 B.4000 C.8000 D.16000
解析：
采样是两倍，故答案是8000
5、在异步通信中，每个字符包含1位起始位、7位数据位、1位奇偶位和1位终止位，每秒钟传送200个字符，采用DPSK调制，则码元速率为()
A.200 B.500 C.1000 D.2000
解析：
R=200(1+7+1+1)=2000bps，根据DPSK默认是2DPSK，也就是2相N=2，代入R=Blog2(N)，数值为：2000=Blog2(2)，得出波特率B=2000
6、设信道带宽为4000Hz，采用PCM编码，采样周期为125us，每个样本量化为128个等级，则信道的数据速率为()Kb/s。
A.10 B.16 C.56 D.64
解析：
128个等级即=128，需要用7位来表示，
125us的周期是每秒变化8000次（1/125），则有78000=56000b/s=56Kb/s 。
7、设信道带宽为3400Hz，调制为4种不同的码元，根据尼奎斯特定理，理想信道的数据速率为()。
A、3.4Kb/s B、6.8Kb/s C、13.6Kb/s D、34Kb/s
解析：
此题没有提到噪声，所以采用尼奎斯特定理:波特率: B=2W
数据速率:R=Blog2(N)=2Wlog2(N)=23400log2(4) =13.6Kb/s
8、4B/5B的编码先将数据按4位分组，将每个分组映射到5单元的代码，然后采用（）进行编码。
A PCM B曼彻斯特编码 C QAM D NRZ-I
9、Epon 采用的线路编码方式(1),最高数据传输速率可以达到(2),为了保持与以太网的兼容,采用了(3)帧格式。
(1) A.曼彻斯特 B.差分曼彻斯特 C.4B/5B D.8B/10B
(2) A.1Gbps B.1.25Gbps C.2.5Gbps D.5Gbps
(3) A.802.2 B.802.3 C.802.4 D.802.5
10、从性能,带宽,成本和服务质量等方面简述Gpon与Epon相比的区别。
解析：
1. Gpon,速率高达2.5,Gbps,相比Epon有更高的带宽, Gpon比Epon具有分光能力更强,可以传输更大,带宽业务,实现更多用户接入。
2. Gpon技术相对复杂,能承载有QoS,保障的多业务和强大的0AM,能力等优势。
3. Gpon目前的设备成本较高。
4.能提供QoS的全业务保障,同时承载多种不同的帧,有良好的服务等级。