通信概論PPT思考題答案.docx

1.什么是通信？什么是信息？信息有哪些特征？通信：將內(nèi)容轉(zhuǎn)換成文字、聲音、標識，通過某種裝置變成電磁信號，通過信道從地球的某個角落傳送到另一角落。信息：數(shù)據(jù)的集合，含義與解釋。普遍，無限，商品，傳遞，共享，實效，可轉(zhuǎn)換。2.簡述通信系統(tǒng)的分類？a.按業(yè)務和用途：常規(guī)，控制；b.按調(diào)制方式：基帶傳輸，調(diào)制傳輸；c.按傳輸信號特征：模擬，數(shù)字；d.按傳送信號復用和多址方式：時分，頻分，碼分（空分）。3.簡述模擬信號和數(shù)字信號的概念？模擬：某信號承載信息的參量具有取值無限，連續(xù)變化等特點。數(shù)字：。具有取值有限且離散等特點。4.畫圖說明一般的通信系統(tǒng)模型？并說明各部分的作用？新源：發(fā)出信息的信息源；發(fā)送設(shè)備：把存儲信息的“消息”變成電磁信號的各種設(shè)施；? 信道：把電磁信號可從源傳輸?shù)剿薜耐ǖ溃?接收設(shè)備：將經(jīng)過信道傳輸?shù)碾姶判盘枺ɑ祀s噪聲和干擾）還原為自然界信息的各種設(shè)施；信宿：接收信息的宿。5.通信系統(tǒng)的主要性能有哪些指標？分別是怎么定義的？有效性：通信系統(tǒng)中傳輸消息的速率問題；可靠性：通信系統(tǒng)中傳輸消息的質(zhì)量問題。6.電信網(wǎng)由哪三部分組成？分別的作用是什么？按照電信網(wǎng)各部分完成功能的不同，將電信網(wǎng)分為：基礎(chǔ)網(wǎng)：基礎(chǔ)網(wǎng)也指傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)，是指用作傳送通道和交換的網(wǎng)絡(luò)，用來提供信號的傳送和轉(zhuǎn)換，一般架構(gòu)在業(yè)務網(wǎng)和支撐網(wǎng)之下，是它們的基礎(chǔ)。業(yè)務網(wǎng)：電信網(wǎng)的服務功能，用于疏通電話，數(shù)據(jù)，圖像等各類電信業(yè)務支撐網(wǎng)：是為了保證電信基礎(chǔ)網(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)的正常運行，增強網(wǎng)路功能，提高全網(wǎng)服務質(zhì)量而形成的網(wǎng)路。7.簡述通信業(yè)務的分類？按信息特征：語音，非語音；按接入方式：有線接入，無線接入；按通信區(qū)域：本地，長途；按業(yè)務網(wǎng)絡(luò)：電信，電報，數(shù)字數(shù)據(jù)，internet。8數(shù)字通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及各部分功能實體的作用？信源：完成非電信號/電信號的變換，這里產(chǎn)生的電信號是模擬信號。信源編碼器：一是將信源發(fā)出的模擬信號變換為數(shù)字信號，稱為數(shù)字信源碼（模數(shù)變換）；二是實現(xiàn)壓縮編碼，使數(shù)字信源碼占用的信道帶寬盡量小。信道編碼器：主要完成兩個功能：一是碼型變換，把數(shù)字信源碼變換為數(shù)字信道碼；二是差錯控制。調(diào)制器：其作用是頻譜搬移，將信號的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號轉(zhuǎn)換成適合于信道傳輸?shù)囊颜{(diào)信號。信道：按照其特性，信道分為模擬信道和數(shù)字信道兩種。解調(diào)器、信道譯碼器和信源譯碼器：與上述相反9.什么是低通型信號的抽樣定理？對于低通型（0,fH）信號，只要抽樣頻率fs（fs=1/T）滿足fs2fh,則可以從樣值序列不失真地恢復出原來的模擬信號。其中fs為信號的最高頻率.10為什么要進行量化？均勻量化和非均勻量化的概念和特點？為了將幅度取值為無窮多個的樣值序列，變換為幅度取值為有限個的樣值序列均勻量化:每個量化級大小相等;最大量化誤差也相同。信號小時，由量化噪聲引起的信噪比小,大時，由量化噪聲引起的信噪比大非均勻量化:每個量化級大小不相等；信號小時，量化級?。欢盘柎髸r，量化級大。量化噪聲功率基本與信號抽樣值成比例，因此量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號的信號量噪比。11什么是PCM？畫出PCM系統(tǒng)方框圖？將模擬信號的抽樣量化值變換成代碼，稱為脈沖編碼調(diào)制（PCM）。12何為時分復用？何為頻分復用？抽樣后的樣值序列在時間上離散，即兩個樣點信號在時間上有間隔，可以利用這一時間間隔傳送其他語音信號的樣點信號；13畫出PCM基群幀結(jié)構(gòu)？并寫出相關(guān)參數(shù)？14常用的數(shù)字復接方法有什么？數(shù)字復接的方法主要有按位復接、按字復接、按幀復接15在通信系統(tǒng)中，采用差錯控制的目的是什么？提高通信質(zhì)量，減少誤碼率16什么是隨機信號、突發(fā)信道和混合信道? 隨機信號又稱為不確定信號，是指無法用確定的時間函數(shù)來表達的信號，一般這類信號的頻域是連續(xù)的。突發(fā)信道：在有記憶的信道中，噪聲，干擾的影響往往是前后相關(guān)的，錯誤是成串出現(xiàn)的，在編碼中稱這類信道為突發(fā)信道。混合信道：是指有些實際信道，既有獨立隨機差錯，也有突發(fā)性成串差錯的這類信道。1.說明數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成,各個部分的作用是什么。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）、數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）和傳輸信道三部分組成。 數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE：Data Terminal Equipment）作用是計算機網(wǎng)中用于發(fā)送和接收用戶數(shù)據(jù)的設(shè)備，從簡單的數(shù)據(jù)終端（甚至I/O設(shè)備）到復雜的中心計算機均可稱為DTE。數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE：Data Circuit-terminating Equipment）是用來連接DTE與數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備調(diào)制解調(diào)器、線路接續(xù)控制設(shè)備及與線路連接的其他數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備稱為DCE。傳輸信道是為了在信源和信宿之間實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，必須在信源和信宿之間建立一條傳送信號的物理通道，這條通道被稱為物理信道，簡稱信道2.說明網(wǎng)絡(luò)分層體系結(jié)構(gòu)的特點。 各層相對獨立，每一層完成自身定義的功能，可以單獨地開發(fā)、修改本層功能，而不影響其他層。 第n層完成自身定義的功能時，只利用（n-1）層所完成的功能（而不關(guān)心這些功能是怎樣完成的）。 不同系統(tǒng)的同層實體間使用該層協(xié)議進行通信，只有最低層才發(fā)生直接數(shù)據(jù)傳送，且最低層只提供服務。 除最低層外，其他層實體間沒有直接物理連接不能直接交換信息，必須利用下一層實現(xiàn)的協(xié)議所提供的更為基本的服務來實現(xiàn)本層通信。 兩種不同的協(xié)議可能對應同一層，但它們之間不能協(xié)同工作，只有執(zhí)行相同協(xié)議的實體才能通信。 在需要不同的通信服務時，可在一層內(nèi)設(shè)置兩個或更多的子層。3.分別說明數(shù)據(jù)報和虛電路兩種方式的特點。數(shù)據(jù)報：無連接，分組中的全局目的地址決定下一跳路由，對話期間路由可變，分組到達目的終端需重整順序。虛電路：面向連接,但不沿路由預留資源，每分組攜帶定長標簽,由定長標簽決定下一跳，呼叫建立時確定固定的路由,對話期間不可變.，交換機必須維持每一個呼叫的狀態(tài)4.CSMA/CD協(xié)議主要用于解決什么問題？簡要說明該協(xié)議工作過程。解決在公共通道上以廣播方式傳送數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的問題（主要是數(shù)據(jù)碰撞問題）工作過程：CSMA/CD是一種分布式介質(zhì)訪問控制協(xié)議，網(wǎng)中的各個站（節(jié)點）都能獨立地決定數(shù)據(jù)幀的發(fā)送與接收。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，首先要進行載波監(jiān)聽，只有介質(zhì)空閑時，才允許發(fā)送幀。這時，如果兩個以上的站同時監(jiān)聽到介質(zhì)空閑并發(fā)送幀，則會產(chǎn)生沖突現(xiàn)象，這使發(fā)送的幀都成為無效幀，發(fā)送隨即宣告失敗。每個站必須有能力隨時檢測沖突是否發(fā)生，一旦發(fā)生沖突，則應停止發(fā)送，以免介質(zhì)帶寬因傳送無效幀而被白白浪費，然后隨機延時一段時間后，再重新爭用介質(zhì)，重發(fā)送幀。.5說明IP協(xié)議的功能有哪些。 封裝：將上層數(shù)據(jù)（如 TCP段或 UDP數(shù)據(jù)報）或同層的其他數(shù)據(jù)（如 ICMP數(shù)據(jù)）封裝到IP數(shù)據(jù)報中。 路由選擇：尋找一條將數(shù)據(jù)報從源端主機送往目的主機的最佳傳輸路徑。路由選擇根據(jù)路由表進行。 分段和重新組裝：物理網(wǎng)絡(luò)不同，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀大小也不同，數(shù)據(jù)幀的最大長度即最大傳輸單元（Maximum Transfer Unit，MTU）由硬件決定，通常保持不變。而IP數(shù)據(jù)報長度可任意選擇，IP模塊可將數(shù)據(jù)報分解成更小的數(shù)據(jù)報，以滿足不同MTU的要求。 差錯報告：當一個IP數(shù)據(jù)單元因超時被丟掉時，IP產(chǎn)生一個差錯報告，告訴源節(jié)點出現(xiàn)錯誤的位置和性質(zhì)。 報頭的差錯控制：IP對IP數(shù)據(jù)單元報頭進行校驗和計算，以便及時發(fā)現(xiàn)差錯。 生命期控制：IP限制IP數(shù)據(jù)單元在整個網(wǎng)絡(luò)中的停留時間，由經(jīng)過的路由器和中繼器節(jié)點修改此值，逐漸減少（以秒計），若減至零還未達到目的節(jié)點，則將此數(shù)據(jù)單元丟棄。6.解釋沖突域和廣播域的含義。沖突域：在共享介質(zhì)型局域網(wǎng)中，會發(fā)生沖突碰撞的區(qū)域稱為一個沖突域或碰撞域。在一個沖突域中，同時只能有一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)。 廣播域：當局域網(wǎng)上任意一個站點發(fā)送廣播幀時，凡能收到廣播幀的區(qū)域稱為廣播域，這一區(qū)域中的所有站點稱為處在同一個廣播域。7.簡述電子郵件的發(fā)送和接收過程。(1) 發(fā)信人調(diào)用用戶代理來編輯要發(fā)送的郵件。用戶代理用 SMTP 把郵件傳送給發(fā)送端郵件服務器。(2) 發(fā)送端郵件服務器將郵件放入 郵件緩存隊列中，等待發(fā)送。(3) 運行在發(fā)送端郵件服務器的 SMTP 客戶進程，發(fā)現(xiàn)在郵件緩存中有待發(fā)送的郵件，就向運行在接收端郵件服務器的 SMTP 服務器進程發(fā)起 TCP 連接的建立。(4) TCP 連接建立后，SMTP 客戶進程開始向遠程的 SMTP 服務器進程發(fā)送郵件。當所有的待發(fā)送郵件發(fā)完了，SMTP 就關(guān)閉所建立的 TCP 連接。(5) 運行在接收端郵件服務器中的 SMTP 服務器進程收到郵件后，將郵件放入收信人的用戶郵箱中，等待收信人在方便時進行讀取。(6) 收信人在打算收信時，調(diào)用用戶代理，使用 POP3（或 IMAP）協(xié)議將自己的郵件從接收端郵件服務器的用戶郵箱中的取回（如果郵箱中有來信的話）。第四章1.全互連式網(wǎng)絡(luò)存在哪些缺點？ (1) 當存在N個終端時，需用N(N-1)/2條線對，線對數(shù)量以終端數(shù)的平方增加。 (2) 當這些終端分別位于很遠的兩地，兩地間需要大量長線路。 (3) 每個終端都有N-l對線與其它終端相接，因而每個終端需要N-1個線路接口。 (4) 增加第N+1個終端時，必須增設(shè)N對線路。當N較大時，無法實用化。 (5) 由于每個用戶處的出線過多，因此維護工作量較大。 2.說明路由表和轉(zhuǎn)發(fā)表各是什么？ 路由表：將交換節(jié)點中存儲的到網(wǎng)絡(luò)中每一個目的地的路由信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為“路由表”，交換節(jié)點依靠它進行尋址選路。 轉(zhuǎn)發(fā)表：在面向連接網(wǎng)絡(luò)中，連接建立階段，這條連接經(jīng)過的每個交換節(jié)點將路由信息保存到一張數(shù)據(jù)表中，以維持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的連接狀態(tài)，這張表就是轉(zhuǎn)發(fā)表。 3.比較電路交換、分組交換、ATM交換三者的特點。 電路交換只閉合網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，不處理信息，時延小，最適合實時業(yè)務，典型應用是語音； 分組交換處理每一個信息，差錯小，最適合數(shù)據(jù)業(yè)務； ATM交換用于B-ISDN，適合現(xiàn)有和未來的所有業(yè)務。4.說明實電路與虛電路有何差別。5.簡要描述ATM協(xié)議參考模型各平面的功能，說明哪些平面是分層的？被分為哪些層次？6.簡要描述MPLS網(wǎng)絡(luò)的工作過程。 1.網(wǎng)絡(luò)啟動后在路由協(xié)議如OSPF、BGP、IS-IS等的作用下，在各路由器節(jié)點中建立路由表；2.根據(jù)路由表，各路由器節(jié)點在路由分布協(xié)議LDP控制下建立標記轉(zhuǎn)發(fā)信息庫LIB；3.入口LER接收分組，執(zhí)行第三層的增值服務，并為分組標上標記；4.核心LSR基于標記執(zhí)行交換；5.出口LER刪除標記，轉(zhuǎn)發(fā)分組到目的網(wǎng)絡(luò)。7.簡要描述軟交換的體系結(jié)構(gòu)。說明軟交換為什么是一個分布式與集中式結(jié)合的方案。 它是一個分布式和集中式相結(jié)合的解決方案。原則上所有功能都是在網(wǎng)絡(luò)中分布實現(xiàn)的，特別是網(wǎng)絡(luò)互通功能由分布式網(wǎng)關(guān)完成，這些網(wǎng)關(guān)數(shù)量多，功能相對簡單，容量各不相同，但是呼叫控制和業(yè)務控制功能可集中于少數(shù)幾個軟交換機完成。第五章1. 光纖通信有哪些優(yōu)點？ 傳輸頻帶寬，通信容量大。 傳輸損耗低，中繼距離長。 抗電磁干擾。 保密性強，無串話干擾。 線徑細（0.1mm），重量輕。 資源豐富。2. 階躍型光纖和漸變型的區(qū)別是什么？階躍型光纖：單包層光纖，纖芯和包層折射率都是均勻分布，折射率在纖芯和包層的界面上發(fā)生突變；漸變型光纖：單包層光纖，包層折射率均勻分布，纖芯折射率隨著纖芯半徑增加而減少，是非均勻連續(xù)變化的；3. 簡述光纖的導光原理。因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時，在兩種物質(zhì)的交界面處會產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質(zhì)有不同的光折射率），相同的物質(zhì)對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的4. 什么是光纖的損耗？有哪幾種類型？光波在光纖中傳輸，光功率隨著傳輸距離的增加而減小，這種現(xiàn)象稱為光纖的傳輸損耗。 光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。此外，光源與光纖的耦合損耗、光纖之間的連接損耗等也是光纖傳輸損耗的因素。 吸收損耗：因為光波在傳輸中有一部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，造成光功率的損失； 散射損耗：因為材料折射率不均勻或有缺陷、光纖表面畸形或粗糙等原因造成的。5. 什么是EDFA？簡述其三種應用形式。摻鉺光纖放大器（EDFA） 鉺（Er）是一種稀土元素，將它注入到纖芯中，即形成了一種特殊光纖，它在泵浦光的作用下可直接對某一波長的光信號進行放大，因此稱為摻鉺光纖放大器。EDFA的應用形式 (1) 中繼放大器 置于光纖線路中，用于延長傳輸距離。(2) 前置放大器 置于光接收機前，用于放大微弱光信號。(3) 后置放大器 置于光發(fā)射機后，用于提高發(fā)射光功率。6. 光發(fā)射機和光接收機的作用分別什么？光發(fā)射機的主要作用是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號耦合進光纖光接收機的主要作用是將光纖送過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過對電信號的處理以后，使其恢復為原來的脈碼調(diào)制信號送入電接收機。7. 什么是波分復用？簡述WDM系統(tǒng)的兩種基本形式。WDM的概念：在一芯光纖中同時傳輸多波長光信號。1.雙纖單向傳輸 單向WDM是指所有光波長同時在一根光纖上沿同一方向傳送（如圖所示），在發(fā)送端將載有各種信息的、具有不同波長的已調(diào)光信號1，2，3，4，n通過光復用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸。 在接收端光解復用器將不同波長的信號分開，完成多路光信號傳輸?shù)娜蝿铡?.單纖雙向傳輸 單纖雙向傳輸如圖所示。雙向是指不同光波長在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，但是兩個方向所用的波長相互分開，以實現(xiàn)兩個方向的全雙工通信。單向WDM系統(tǒng)在開發(fā)和應用方面都比較廣泛。雙向WDM系統(tǒng)的優(yōu)點是只使用一根光纖和較少的光纖放大器，但同時對系統(tǒng)的要求也高，例如要抑制多通道干擾（MPI），并需要雙向光纖放大器。第六章1、移動通信的概念及特點？通信雙方或至少其中一方在移動環(huán)境下進行信息傳遞的通信方式，包括移動體之間或移動體與固定體之間的通信。特點： 信道傳輸條件惡劣移動臺使用無線信道，在電波傳播的過程中，由于多徑衰落、建筑物阻擋造成的陰影效應、移動臺運動引起的多普勒頻移等，使接收信號極不穩(wěn)定。信號起伏幅度可達30dB以上。強干擾情況下工作移動通信除受到汽車發(fā)動機的火花干擾及工業(yè)干擾以外，主要的干擾有互調(diào)干擾、鄰道干擾及同頻干擾?；フ{(diào)干擾：由于部件的非線性引起；非線性部件的輸出信號中，會包含輸入信號所沒有的新的頻率成分，如果這些新的頻率成分落入其他信號的頻率范圍之內(nèi)，就會對該信道造成干擾，稱為互調(diào)干擾；2、詳述移動通信系統(tǒng)中的多址技術(shù)。多址技術(shù)：在移動通信系統(tǒng)中，有許多用戶都要同時通過同一個基站和其他用戶進行通信，因而，必須對不同用戶和基站發(fā)出的信號賦予不同特征，使基站能從眾多用戶臺的信號中區(qū)分出是哪一個用戶臺發(fā)出來的信號，而各用戶臺又能識別出基站發(fā)出的信號中哪個是發(fā)給自己的信號。3、移動通信系統(tǒng)中的越區(qū)切換是什么意思？一般有幾種越區(qū)切換的類型？1）定義：將當前正在進行的移動臺與BS之間的通信鏈路從當前BS轉(zhuǎn)移到另一個BS的過程；該過程也稱為自動鏈路轉(zhuǎn)移ALT（automatic link transfer）。（2）越區(qū)切換方式 硬切換：在新連接建立以前，先中斷舊的連接。（eg，TACS、GSM系統(tǒng)） 軟切換：在與新BS建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。（eg，IS-95系統(tǒng)）3、 GSM系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成是什么？各子系統(tǒng)的作用是什