数据通信基础3

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数据通信基础

数据通信基础
在计算机网络中,由于传输的需要,数据信号必领进行调制或编码,使得与传输介质及协议相适应。通常,有4种数据的调制和编码方法:模拟数据的模拟调制、数字数据的模拟调制、数字数据的数字编码、模拟数据的数字编码。
数据编码技术
1.数字数据的数字编码
数字数据的数字编码问题是研究如何把数宇数据用物理信号(妇电信号)的波形表示。
数据、信息和信号
数据通信的目的是交换信息,信息的载体可以是数字、文宇、语音、图形或图像等。计算机产生的信息一般是数字、文字、语音、图形或图像的组合。为了传送这些信息,首先要将数字、文字、语音、图形或图像用二进制代码的数据(数字数据)来表示。因此,在数据通信技术中,信号 (signal)、信息(information) 与数据(data)是十分重要的概念。
3.信号变换器
直州信号变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。对应不同的信源和信道,信号变换器有不同的组成和变换功能。发送端的信号变换器可以是编码器或调制器,接收端的信号变换器相对应的就是译码器或解调器。
编码器的功能是把信源或其他设备输人的二进制数宇序列作相应的变换,使之成为其他形式的数字信号或不同形式的模拟信号。编码的目的有两个:一是将信源输出的信息变换后便于在信道上有效传输,此为信源编码;二是将信源输出的信息或经过信源编码后的信息再
根据一定规则加人一些冗余码元,以便在接收端能正确识别信号,降低信号在传输过程中可能出现差错的概率,提高信息传输的可靠性,此为信道编码。译码器是在接收端完成编码的反过。
调制器把信源或编码器输出的二进制脉冲信号变换(调制)成模拟信号,以便在模拟信道上进行远距离传输;解调器的作用是把接收端接收的模拟信号还原为二进制脉冲数宇信号。
按照在传输介质上传输的信号类型,可将信号分为模拟信号和数字信号两类。

计算机网络(第3章)

计算机网络(第3章)

码元 基本波形
编码
信号
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不同的编码方案
表示不同数字数据的码元的形式不同,产生出 不同的编码方案。 1.单极性遍码 2.双极性编码 3.曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码
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1.单极性编码
所谓单极性编码,是指在每一码元时间间隔内,有电流发出表 示二进制“1”,无电流发出表示二进制“0”。 (1)如果整个码元时间内维持有效电平,则属于全宽码,称 为单极性不归零型编码(NRZ); (2)如果逻辑“1”只在该码元时间维持一段时间就变成0电 平,称为单极性归零型编码(RZ)。
量、数据通信的基本方式、 多路复用技术、 数据交换 方式和差错校验和控制等技术。
信息 信源
信息 传输媒体与通信技术
信息 信宿
数据通信系统构成与功能示意图
4
3、数据通信系统的模型
数据通信系统的模型 1、一个数据通信系统可以划分为三大部分:源系统、传输系统
和目的系统;
2、源系统一般包括源点和发送器两部分;目的系统一般包括接 收器和终点两部分。
振幅
f1
f2 频率
振幅频谱图
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10、基带信号和宽带信号
直接来自信源的、没有经过调制(进行频谱搬移和变 换)的原始电信号称为基带信号,即基本频率信号。
调制分为基带调制和带通调制。 1.仅对基带信号的波形进行交换,使它能够与信道特 性相适应,变换后的信号还是基带信号,称为基带调 制; 2.利用载波信号将基带信号搬移到较高频段进行传输, 调制后的信号称为带通信号(也称宽带信号),这类 调制称为带通调制。 3.基本的调制方法有调幅(AM)、调频(FM)和调 相(PM)。
清华大学的《计算机通信与网络教程》:从高到低的跳变是 1 从 低到高的跳变是 0 。

通信网络基础3

通信网络基础3

7.9 数据通信网络
• 计算机通信网 – 以独立自治的计算机为数据终端设备的数据通信网络 – 计算机通信网是目前数据通信最主要的表现形式 – 由两级子网构成: • 以计算机通信网为通信子网; • 以网络连接的计算机提供的硬软件资源为资源子网 – 以数据通信为手段,以资源共享为目的 – 数据交换、资源共享、分布处理、信息服务是计算机网络主要功 能 – 网络操作系统是计算机网络有别于计算机通信网的主要标志
• 接收端 指用来接受信息的目的地设备,包括通信模型中的整个信
宿以及接收器的部分逆变换功能。常用的信宿有电话、数据终端、 主计算机系统和视频显示器。 • 除无线广播和电视等单向传输外,发送和接收通常是双向的。
7.3 电路
– 电路是通过已有媒介建立的发送端与接收端之间、或者网络中任两 点或多点之间的端到端的信息传输通路。
7.10.2 城域网(MAN)
Metropolitan Area Network
7.10.3 广域网(WAN)
• 覆盖的地理范围很大 • 跨越公共信道 • 部分依赖共享的载波电路 • 可以选用的交换技术
– Circuit switching – Packet switching – Frame relay – Asynchronous Transfer Mode (ATM)
第三部分:网络控制理论
Electric & Information College, Hunan University
第7章 通信网络的传输系统
7.1 数据通信网络连接
1. 数据通信的传输系统
– 点到点数据链路(专用线路) – 点到多点数据链路 – 数据通信网络
2. 都使用点到点通信不现实
– 设备相距太远 – 大批设备需要的连接线难以估量

3.3数据通信的基础知识(3)

3.3数据通信的基础知识(3)

PCM技术采样、量化、编码的例子 技术采样、量化、 技术采样
3.4.4 模拟数据编码为模拟信号
模拟数据可以通过电磁感应变化转换为模拟 信号
例如话音数据通过电话系统转换为模拟信号,之 例如话音数据通过电话系统转换为模拟信号, 后在模拟电话网中传输 例如最早的电话系统, 例如最早的电话系统,这里不再赘述
收到分组后剥去首部
接收端收到分组后剥去首部还原成报文
P1 首部 DATA P2 首部 DATA 首部 P3 DATA
收到的数据
最后还原成原来的报文
最后,在接收端把收到的数据恢复成为原来 最后,在接收端把收到的数据恢复成为原来 的报文
报文
1100011010101011010101110001001101011010 数 据 数 据 数 据
分组大小为1000B,其中分组头大小为20B,可以得出每个 ,其中分组头大小为 分组大小为 , 分组的数据部分为980B,所以大小为980000B 的文件应该 分组的数据部分为 ,所以大小为 分为1000 个分组传送。 个分组传送。 分为 每一个分组1000B,而链路的数据传输速度为 每一个分组 ,而链路的数据传输速度为100Mbps, , 所以主机H1 传送完一个分组所需的时间为 所以主机 1000*8/100M=80*10-6(s) ) H1发送完所有数据需要用的时间为: 发送完所有数据需要用的时间为: 发送完所有数据需要用的时间为 80*10-6s*1000=80*10-3s=80ms 但此时恰好最后一个分组刚从主机H1 出去,还没有到达主 出去, 但此时恰好最后一个分组刚从主机 机H2。 。 一个分组从主机H1需要经过 次存储转发才能到达主机H2, 需要经过2次存储转发才能到达主机 一个分组从主机 需要经过 次存储转发才能到达主机 , 在不考虑传播时延及处理时延的情况下,需要用时: 在不考虑传播时延及处理时延的情况下,需要用时: 2*80*10-3ms=0.16ms 总共用时为: 总共用时为:80ms+0.16ms=80.16ms,故答案为 。 ,故答案为C。

第3章 数据传输与通信基础.

第3章  数据传输与通信基础.

3.3 多路复用技术
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在长途通信中,一些高容量的同轴电缆、卫星 设施以及光缆,其可传输的频率带宽很宽,为了 高效合理地利用这些资源,出现了多路复用技术。 多路复用就是在单一的通信线(一条物理电缆线) 上,同时传输多个不同来源的信息。从不同发送 端发出的信息S1,S2…,Sn,先由复合器复合为 一个信息,再通过单一信道传输至接收端。接收 前先由分离器分出各个信号,再被各接收端接收。 可见,多路复用需经复合、传输、分离三个过程。
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3.全双工通信方式 全双工通信能在两个方向上同时发送和接收信
息,如图3.4所示,它相当于把两个相反方向的 单工通信方式组合起来,因此一般采用四线制。 全双工通信效率高,控制简单,但组成系统造价 高,适用于计算机之间通信。如:计算机网络、 手机通信的方式。
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1.串行通信 在计算机中,通常是用8位的二进制代码来表
示一个字符。在数据通信中,人们可以按图3.6 所示的方式,将待传送的每个字符的二进制代码 按由低位到高位的顺序依次进行发送,到达对方 后,再由通信接收装置将二进制代码还原成字符 的方式称为串行通信。串行通信方式的传输速率 较低,但只需要在接收端与发送端之间建立一条 通信信道,因此费用低。目前,在远程通信中, 人们一般采用串行通信方式。
指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒钟传 输所构成数据代码的二进制比特数,单位为比特 /秒(bit/second)记做bps。对于二进制数据,数据 传输速率为:S = 1/t(bps)
需要指出的是带宽和数据传输速率之间并没有 直接对应的关系,一般来说,高数据速率,也意 味着大带宽,但与信道信噪比存在着关系。

数据通信的基础知识与物理传输媒体

数据通信的基础知识与物理传输媒体

数据通信的基础知识与物理传输媒体数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。

在现代社会中,数据通信已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分。

无论是通过互联网、局域网还是广域网,数据通信都是实现信息传递和资源共享的重要手段。

数据通信的基础知识包括以下几个方面:1. 数据传输方式:数据传输可以采用不同的方式,包括串行传输和并行传输。

串行传输是指逐位地发送数据,而并行传输是同时发送多个位的数据。

2. 数据传输速率:数据通信的速率通常以位每秒(bps)为单位。

传输速率越高,数据传输的效率越高。

3. 数据格式:在数据通信过程中,数据通常以特定的格式进行传输。

常见的数据格式包括ASCII码、二进制码等。

4. 错误检测和纠正:在数据通信中,由于传输信道的噪声和其他干扰因素的存在,可能会导致数据丢失或损坏。

为了保证传输的准确性,需要在数据中嵌入错误检测和纠正的机制,如校验码、循环冗余校验等。

5. 数据压缩:数据压缩是指将数据进行压缩以减小传输带宽的需求。

数据压缩可以通过各种算法实现,如Huffman编码、LZW编码等。

在数据通信中,物理传输媒体是指数据通过的介质。

常见的物理传输媒体包括以下几种:1. 双绞线:双绞线是一种常见的电缆传输媒体,用于局域网和广域网等场景。

双绞线由一对绝缘铜线绞合而成,可以传输高速数据信号。

2. 同轴电缆:同轴电缆是一种常用的传输媒体,用于电视信号、有线网络和卫星电视等。

同轴电缆由一个内导体、一个绝缘层和一个外导体组成。

3. 光纤:光纤是一种高速传输媒体,用于长距离传输和高带宽需求的网络。

光纤利用光的折射原理将数据信号从发送端传输到接收端。

4. 无线电波:无线电波是一种无线传输媒体,适用于无线通信和移动通信等。

通过调制和解调技术,数据可以通过无线电波在空中传输。

5. 卫星:卫星通信是一种通过人造卫星进行数据传输的方式。

数据可以通过地面站向卫星发送,再由卫星转发到指定地点。

综上所述,数据通信的基础知识包括数据传输方式、数据传输速率、数据格式、错误检测和纠正、数据压缩等。

数据通信-3章-LAN(含差错控制)

数据通信-3章-LAN(含差错控制)
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数据通信与网络基础
站点A 站点B
建立
ENQ ACK 数据 ACK
数据 传输
数据 ACK
数据 ACK 终止 时间 EOF 时间
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ENQ/ACK线路规程
数据通信与网络基础
3.1.2 轮询/选择 该方法是在一个设备被指定为主站而 其它设备为从站的拓扑结构中采用的方 法。多点系统必须在多个节点而不是两 个节点之间协调。 • 如何工作 当一条多点链路由使用同一条传输线 路的主设备和若干从设备构成时,所有 信息交换都必须通过主设备进行。主设 备控制链路,从设备遵从其指令。必须 由主设备来决定,在给定时刻哪一个设 备才有权使用信道。因此,主设备总是 会话的发起者。如果主设备希望接收数 据,它将询问从设备是否有数据待发, 这项功能称为轮询。如果主设备希望发 送数据,它告之要发往的从设备准备好 接收数据,这项功能称为选择。
数据通信与网络基础
如何工作: 1 发起方首先发送一个询问帧(ENQ), 询问接收方是否可以接收数据。 2 接收方如已经作好准备,就发送一个确 认(ACK)帧;如没有准备好,就必须 回答一个否认(NAK)帧。 3 如果在一定时间内既没有收到确认帧, 又没有收到否认帧,发起方就假定询问 帧在传输中丢失,于是断开连接,并重 新发送一个副本。 4 如果对ENQ帧的响应是否定的,在三次 尝试都失败后,发起方就断开连接,并 在另一个时刻重新开始整个过程。如果 是肯定,发起方就可以随时发送数据。 5 一旦将所有数据都传输完毕,发送方以 一个传输结束(EOF)帧结束传传输。
从概念上来说,当数据帧发送出去时,发送方 滑动窗口从左面开始收缩。当收到确认帧时, 发送方滑动窗口向右扩展。
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数据通信与网络基础
发送窗口
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计算机网络与Internet应用基础教程 第3章 数据通信与通信网基础

计算机网络与Internet应用基础教程 第3章  数据通信与通信网基础

图3-7同步传输方式 内同步指某些编码技术内含时钟信号。外同步指由 通信线路设备提供同步时钟信号,该同步信号与数 据编码一同传输,以保证线路两端数据传输同步。 总之,同步传输方式由字符同步和位同步共同构成。 它的优点是开销少、效率高,适合以较高的速率传 输数据;缺点是整个数据块一旦有一位错传,就必 须重传整个数据块的内容。
3.2 数据通信方式
3.2.1 并行传输方式与串行传输方式
数据传输有并行与串行两种方式。在计算机中,通 常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据 通信中,人们可以按图3-5(a)所示的方式,将待 传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺 序依次发送,这种工作方式称为“串行传输”。在 数据通信中,人们也可以按图3-5(b)所示的方式, 将表示一个字符的8位二进制代码通过8条并行的通 信信道同时发送出去,每次发送一个字符代码,这 种工作方式称为“并行传输”。
数据传输是数据通信系统的基础,其系统模型如图 3-4所示。数据通信系统除了数据传输之外还包括 数据链路和规程控制、数据在传输前后的处理等。 数据通信中的链路控制等功能牵涉到了OSI物理层 以上的协议。
图3-4 数据传输系统模型
3.1.2 信道带宽与信道最大传输速率
信道在通信系统中具有非常重要的地位,其中信道 带宽与信道最大传输速率是影响信道质量的两个主 要因素。 在数据通信系统中,信道是传送电信号的通路。广 域网包含了通信子网和资源子网,而通信子网又包 括传送线路和交换设备两部分。这里,我们将在机 器之间传输比特流的传送线路叫做信道。提到信道 的概念,首先要说明它的应用范围。本章我们要讨 论的信道,主要是指数据通信中广义的信道概念。
第3章 数据通信与通信网基础
3.1 数据通信的基本概念 3.2 数据通信方式 3.3 传输介质 3.4 通信网简介 习题3
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数据通信基础(三)一、基本概念1.常用的三种数据交换技术分别是_____________、_____________、_____________。

2.采用计算机化交换机(CBX)为核心的计算机网络就是采用_______交换方式的。

3.报文交换采取的是“_存储转发_”方式。

采用同样方式的还有_______交换方式。

4.分组交换也称__________,它有_________、__________两种交换方式。

5.信元交换也称___________,它综合吸取了分组交换高效率和________高速率的优点。

6.四种数据交换技术应用场合(1)对于交互式通信,________交换是不适合的。

(2)_______交换适用于较轻的间歇式负载。

(3)__________交换适用于两个站之间很重的和持续的负载。

(4)当有一批中等数量数据必须交换到大量的数据设备时,采用_______交换线路利用率最高。

(5)数据报分组交换适用于__________________________。

(6)虚电路分组交换适用于_______________________________________。

(7)信元交换适用于________________________________________。

二、常用数据交换技术三、四种数据交换技术比较三、差错检验与校正1.数据传输中的差错有__________和___________两种。

2.奇偶校验:最简单的检错方法。

只能检出一位出错,多位出错不适用,漏检率太高。

3.循环冗余校验():广泛应用,能检出随机错和突发错,便于实现。

【课后练习】一、填空题1._______________的网络上的每个设备能够同时发送和接收数据。

2.ATM以传输_____字节固定长度的信元而不是可变长的数据帧来传输信息。

3.因特网中使用最普遍的交换技术是__________。

4.通常使用的数据交换技术有:电路交换、报文交换和__________。

5.ATM模型可以分为三个功能层:ATM物理层、ATM层和__________。

6.电子邮件系统采用__________工作方式。

7.数据传输中出现差错类型分为随机错和__________。

8.造成随机差错的原因主要是__________。

9.在计算机网络和数据通信中用的最广泛的检错码是__________。

10.电路交换(线路交换)的特点:(1)电路交换中,节点对传输的信息作一些处理。

()(2)通信过程可分为三个阶段:、、。

(3)通道在连接期间是的,线路利用率。

(4)传输延时。

(5)收发双方的计算机必须工作,电路交换工作在层。

(6)实时性。

(7)通信速率。

(8)能连接不同类型的线路组成链路。

(9)适用于距离成批传输数据。

11.采用计算机化交换机(CBX)为核心的计算机网络采用交换方式。

12.报文交换和分组交换都采用技术(或交换方式)。

13.报文交换的特点:(1)需要建立专用的物理线路。

(2)传输单位是,其长度(有或无)限制。

(3)报文中包含信息、地址、地址等信息。

(4)线路利用率。

(5)传输延时,实时性差,不宜用于或的应用场合。

(6)收发双方(需要不需要)同时工作。

(7)可一对多发送。

()(8)能进行差错控制和纠错处理,可靠性。

(9)能进行速度和转换,所以收发双方数据速率可。

(10)工作在层,需进行选择。

14.分组交换的特点:(1)分组交换可分为两种方式和。

(2)分组也叫,分组交换也称为交换。

(3)数据报交换需要建立连接。

(4)传输单位是,分组的最大长度一般为比特。

每个分组的长度(相同或不一定相同)。

(5)分组包含_____、______、_______、_______、______等其他控制信息。

(6)线路利用率____,速度____,误码率____,时延____。

适宜于传输______。

15.数据报有点像报文交换,因为报文分组在网络中的传播路径完全根据_________________来决定。

16.数据报和报文交换的区别在于:(1)数据报的传输单位是________,而报文交换的传输单位是________ (2)报文分组中含有各个_______,而报文没有编号。

(3)对于短报文数据,用数据报方式通信传输率___,对网络的适宜能力___。

(4)较早发生的分组有可能比后面发生的分组晚到目的地。

( )(5)数据报方式中,各分组_____(一定或不一定)走相同路径。

分组过程中访问节点时_______(需要或不需要)进行路由选择。

17.虚电路特点:(1)虚电路有点类似电路交换,因为都要建立________但前者建立的是_________连接,而后者建立的是_______连接。

(2)虚电路的传输单位是_______,但分组不含有_________。

(3)虚电路传输同报文各个分组都按____________通过相同的路径到达目的地。

分组经过中间节点时,__________(需要或不需要)进行路由选择。

(4)虚电路分组交换的优点是:对于________的通信传输率高,传输延时____________,且不容易产生___________。

(5)虚电路缺点是__________。

18.信元交换技术:(1)信元交换技术也称为_________。

是一种面向______的交换技术。

它采用_______长度的信元传输,可以传输的信息类型有_________、_________和__________。

(2)ATM的中文含义_________。

工作于________层。

(3)ATM技术结合了_________交换高效率和_________交换高速率。

(4)___________是一种广域网主干线的较好选择。

(5)ATM模型分为三个功能层:_________、________、________。

(6)信元由_______B的信元头和________B的数据组成共________B。

19.四种交换技术比较:(1)对于交互式通信来说_________交换是不和适的。

(2)对于较轻的或间歇式负载来说_________交换是最合算的。

(3)对于两个站之间很重的和持续的负载来说,使用_______和_____交换方式是最合算的。

(4)当一批中等数量数据交换到大量的数据设备时使用________交换线路利用率最高。

(5)___________交换适用短报文和具有灵活性的报文。

(6)_____________交换适宜于大批量数据交换和减轻各站的处理负担。

(7)____________交换适宜于对带宽要求高、服务质量要求高的应用。

(8)四种交换技术中(a)实时性由好到差依次为_________交换、_________交换、_______交换、_______交换。

(b)传输延时由大到小依次是:________、________、_________、____________。

(c)需要建立物理连接是________;需要建立逻辑连接是_________、_________;需要选择路由的是________、________。

(d)线路利用率最低是_________,对网络故障适应能力强的是_______。

二、选择题1.下列说法中正确的是__________。

(1)虚电路与电路交换中的电路没有实质不同(2)在通信的两站间只能建立一条虚电路(3)虚电路也有连接建立、数据传输、连接释放三阶段(4)虚电路的各个结点不需要为每个分组作路径选择判定A.(1),(2) B.(2),(3) C.(1),(4) D.(3),(4)2.报文交换方式适用于下列__________情况。

A.间歇式轻负载 B.持续的实时要求高的负荷C.中等或大量随时要传送的负荷 D.传输数据率需固定的负荷3.数据报是分组交换网中控制和管理通过网络报文分组流的一种方法,_______。

A.它在传输信息前不需要呼叫建立过程B.当网络中某个结点失效时,通信无法进行C.在网络结点中不需要进行存储转发D.不能把一份报文送给多个目的地,4.话音通信,最合适的交换方式是(1),该方式是(2)。

(1)A.线路交换 B.报文交换 C.数据报 D.虚电路(2)A.将目的地址附在信息中 B.建立起一条专用的通信线路C.通过存储转发将信息送往目的地 D.在收发站之间建立逻辑连接5.下列说法中,正确的是______________。

A.虚电路与线路交换没有实质不同B.在通信的两个站点间只能建立一条虚电路C.虚电路的各个节点不需要为每个分组作路径选择D.虚电路在传送数据前必须建立起专用的通信线路6.不同的交换方式具有不同的性能。

为了使数据在网络中的传输延迟最小,首选的交换方式是(1),为保证数据无差错地传送,不应选用的交换方式是(2)。

分组交换对报文交换的主要改进是 (3),这种改进产生的直接结果是(4)。

在出错率高的传输系统中,选用(5)更合适。

(1) A.线路交换 B.报文交换 C.分组交换 D.信元交换(2) A.信元交换 B.报文交换 C.分组交换 D.线路交换(3)A.传输单位更小且定长 B.传输单位更大且定长C.差错控制更完善 D.路由算法更简单(4)A.降低误码率 B.提高数据率 C.减少延迟 D.增加延迟(5)A.虚电路分组交换 B.数据报分组交换C、虚电路加数据报分组交换 D.线路交换7.ATM技术的特点是__________。

A.网状拓扑 B.以信元为数据传输单位C.以帧为数据传输单位 D.同步传输8.下面______________使信元和分组不同7A.信元通常比分组小 B.信元不同物理地址合并C.分组不能被交换 D.所有信元有固定长度9.就交换技术而言,局域网中的以太网采用的是________。

A.分组交换技术 B.电路交换技术C.报文交换技术 D.信元交换技术10.调制解调技术主要用于______________的通信方式中。

A.模拟信道传输数字数据 B.模拟信道传输模拟数据C.数字信道传输数字数据 D.数字信道传输模拟数据。

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