曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码
（完整版）计算机网络原理课后习题答案
（完整版）计算机⽹络原理课后习题答案《计算机⽹络》（第四版）谢希仁第1章概述作业题1-03、1-06、1-10、1-13、1-20、1-221-03．试从多个⽅⾯⽐较电路交换、报⽂交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换它的特点是实时性强，时延⼩，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利⽤率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端⽤户之间不能通信等缺点。
电路交换⽐较适⽤于信息量⼤、长报⽂，经常使⽤的固定⽤户之间的通信。
（2）报⽂交换报⽂交换的优点是中继电路利⽤率⾼，可以多个⽤户同时在⼀条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
但它的缺点也是显⽽易见的。
以报⽂为单位进⾏存储转发，⽹络传输时延⼤，且占⽤⼤量的交换机内存和外存，不能满⾜对实时性要求⾼的⽤户。
报⽂交换适⽤于传输的报⽂较短、实时性要求较低的⽹络⽤户之间的通信，如公⽤电报⽹。
（3）分组交换分组交换⽐电路交换的电路利⽤率⾼，⽐报⽂交换的传输时延⼩，交互性好。
1-06．试将TCP/IP和OSI的体系结构进⾏⽐较。
讨论其异同点。
答：（1）OSI和TCP/IP的相同点是：都是基于独⽴的协议栈的概念；⼆者均采⽤层次结构，⽽且都是按功能分层，层功能⼤体相似。
（2）OSI和TCP/IP的不同点：①OSI分七层，⾃下⽽上分为物理层、数据链路层、⽹络层、运输层、应⽤层、表⽰层和会话层；⽽TCP/IP具体分五层：应⽤层、运输层、⽹络层、⽹络接⼝层和物理层。
严格讲，TCP/IP⽹间⽹协议只包括下三层，应⽤程序不算TCP/IP的⼀部分②OSI层次间存在严格的调⽤关系，两个（N）层实体的通信必须通过下⼀层（N-1）层实体，不能越级，⽽TCP/IP可以越过紧邻的下⼀层直接使⽤更低层次所提供的服务（这种层次关系常被称为“等级”关系），因⽽减少了⼀些不必要的开销，提⾼了协议的效率。
③OSI 只考虑⽤⼀种标准的公⽤数据⽹。
TCP/IP ⼀开始就考虑到多种异构⽹的互连问题，并将⽹际协议IP 作为TCP/IP 的重要组成部分。
计算机通信与网络_习题答案
第二章习题解答2.01 试给出数据通信系统的基本模型并说明其主要组成构件的作用。
答：1）信源和信宿信源就是信息的发送端，是发出待传送信息的设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的设备，在实际应用中，大部分信源和信宿设备都是计算机或其他数据终端设备(data terminal eq ui pment，DTE)。
2）信道信道是通信双方以传输媒体为基础的传输信息的通道，它是建立在通信线路及其附属设备(如收发设备)上的。
该定义似乎与传输媒体一样，但实际上两者并不完全相同。
一条通信介质构成的线路上往往可包含多个信道。
信道本身也可以是模拟的或数字方式的，用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。
3）信号转换设备其作用是将信源发出的信息转换成适合于在信道上传输的信号，对应不同的信源和信道，信号转换设备有不同的组成和变换功能。
发送端的信号转换设备可以是编码器或调制器，接收端的信号转换设备相对应的就是译码器或解调器。
2.02 试解释以下名词：数据，信号，模拟数据，模拟信号，数字数据，数字信号。
答：数据：通常是指预先约定的具有某种含义的数字、符号和字母的组合。
信号：信号是数据在传输过程中的电磁波的表示形式。
模拟数据：取值是连续的数据。
模拟信号：是指幅度随时间连续变化的信号。
数字数据：取值是离散的数据。
数字信号：时间上是不连续的、离散性的信号2.03 什么叫传信速率？什么叫传码速率？说明两者的不同与关系。
答：传信速率又称为比特率，记作R b，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s,或kbit/s或Mbit/s）。
传码速率又称为调制速率、波特率，记作N Bd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。
若是二电平传输，则在一个信号码元中包含一个二进制码元，即二者在数值上是相等的；若是多电平（M电平）传输，则二者在数值上有R b=N Bd×log2 M的关系。
不是差分曼彻特编码特点
不是差分曼彻特编码特点
差分曼彻斯特编码是一种曼彻斯特编码的变体，它用于提高数据传输的效率和可靠性。
与标准曼彻斯特编码不同的是，差分曼彻斯特编码在传输过程中使用两个信号位来表示一个数据位，这意味着它能够提供更高的数据传输速率和更好的抗干扰能力。
具体来说，差分曼彻斯特编码具有以下特点:
1. 两个信号位来表示一个数据位：与标准曼彻斯特编码不同，差分曼彻斯特编码使用两个信号位来表示一个数据位，这意味着它能够提供更好的抗干扰能力，也能够更好地适应不同的信号环境。
2. 发送方和接收方需要同步：由于使用两个信号位来表示一个数据位，因此发送方和接收方需要同步，以确保它们在传输过程中不会出现数据混淆或丢失。
3. 可以支持更高的数据传输速率：由于差分曼彻斯特编码能够提供更高的数据传输速率，因此它适用于需要高速传输的数据系统。
4. 差分曼彻斯特编码与标准曼彻斯特编码的区别仅在于信号位的数量，因此它们具有相同的解码算法。
但是，由于差分曼彻斯特编码使用两个信号位来表示一个数据位，因此它需要更多的信号时间来传输数据。
曼彻斯特码
曼彻斯特码Manchester code (又称裂相码、双向码），一种用电平跳变来表示1或0的编码，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。
其对应关系为：0--》011--》10信码0 1 0 0 1 0 1 1 0双向码01 10 01 01 10 01 10 10 01曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。
还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为" 0"，无跳变为"1"。
两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。
但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。
曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。
曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。
相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常用于局域网传输。
计算机网络课后题
三种数字数据编码：不归零制编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。
曼彻斯特编码(Manchester coding)编码规则：对应于每一位数据位的中间位置都有一个跳变，用跳变的相位表示数字0或1，如正跳变表示数字0，负跳变表示数字1。
即跳变既表示时钟又表示数据。
编码波形如下图所示。
由于任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T 周期，所以提取电平跳变信号就可作为收发双方的同步信号，故曼彻斯特编码又被称为“自含时钟编码”，或称“自同步编码”。
MC 的优点是： ① 不需要另外的同步信号；② 抗干扰能力强。
3．差分曼彻斯特编码(Differential Manchester Coding)编码规则：用每位开始是否有跳变(正或负跳变均可)来表示数字0或1，若每每一数据位不用来表示数字0或1 ，只用来生成同步时钟信号，数据用位首是否发生跳变来表示 ，故差分曼彻斯特编码也是“自含时钟编码”或“自同步编码”。
DMC 的特点： ① 无需另外的同步信号；② 抗干扰能力强。
③ 易于信号检测名词解释：1.计算机网络2.局域网3.城域网4广域网5 ARPANET 6 通信子网◆ 通信子网主要由通信控制处理机，各种通信线路（如双绞线、同轴电缆、光导纤维、无线电、电磁波、红外线、激光等）以及相应的通信设备（如网卡、调制解调器、编码解码器、多路复用器、集线器、中继器、网桥、路由器、交换机等）构成。
◆ 通信子网主要负责信号转换、整形、放大，数据交换，信息的发送、接收、校验、存储、转发等通信处理业务1.计算机网络的发展主要分为哪几个阶段，每个阶段各有什么特点？答：第一阶段为面向终端的计算机网络，特点是由单个具有自主处理功能的计算机和多个没有自主处理功能的终端组成网络。
不归零制编曼彻斯特编10011010差分曼彻斯特三种码的波形比较第二阶段为计算机-计算机网络，特点是由具有自主处理功能的多个计算机组成独立的网络系统。
第三阶段为开放式标准化网络，特点是由多个计算机组成容易实现网络之间互相连接的开放式网络系统。
曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码
曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)是一个同步时钟编码技术，被物理层用来编码一个同步位流的时钟和数据；常用于局域网传输。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号,就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。
但在不同的书籍中，曼彻斯特编码中，电平跳动表示的值不同，这里产生很多歧义：1、在网络工程师考试以及与其相关的资料中，如：雷振甲编写的《网络工程师教程》中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的。
位中间电平从高到低跳变表示\；位中间电平从低到高跳变表示\。
2、在一些《计算机网络》书籍中，如《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0，《数据通信与网络（第三版）》，《计算机网络（第4版）》采用如下方式：位中间电平从高到低跳变表示\；位中间电平从低到高跳变表示\。
在清华大学出版的《计算机通信与网络教程》也是这么说的，就以此为标准，我们就叫这为标准曼彻斯编码。
至于第一种，我们在这里就叫它曼彻斯特编码。
但是要记住，在不同的情况下懂得变通。
这两者恰好相反，千万别弄混淆了。
【关于数据表示的约定】事实上存在两种相反的数据表示约定。
第一种是由G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的，它规定0是由低-高的电平跳变表示，1是高-低的电平跳变。
第二种约定则是在IEEE 802.4(令牌总线)和低速版的IEEE 802.3 (以太网)中规定,按照这样的说法, 低-高电平跳变表示1, 高-低的电平跳变表示0。
由于有以上两种不同的表示方法,所以有些地方会出现歧异。
当然,这可以在差分曼彻斯特编码(Differential Manchester encoding)方式中克服。
2m速率的电路编码方式
2m速率的电路编码方式
2M速率的电路编码方式通常指的是2Mbps的数字信号传输速率。
常见的编码方式包括非归零编码（NRZ）、归零编码（RZ）、曼彻斯
特编码、差分曼彻斯特编码、双极性编码（Bipolar Encoding）等。
这些编码方式在数字通信中有着不同的特点和应用场景，可以根据
具体的通信需求选择合适的编码方式来进行数据传输。
非归零编码
直接表示数字信号的高低电平，归零编码则在每个位周期内都有一
个零电平，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码则通过改变信号的边
界来表示数据，而双极性编码则通过正负电平来表示二进制数据。
在实际应用中，选择合适的编码方式可以有效提高数据传输的可靠
性和效率。
曼彻斯特编码
数字数据编码在数字信道中传输计算机数据时，要对计算机中的数字信号重新编码就行基带传输，在基带传输中数字数据的编码包括一、非归零码：nonreturn to zero code (NRZ)一种二进制信息的编码，用两种不同的电联分别表示“1”和“0”，不使用零电平。
信息密度高，但需要外同步并有误码积累。
0：低电平1：高电平二.曼彻斯特编码：曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。
曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。
曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。
在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。
相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。
曼彻斯特编码，常用于局域网传输。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从低到高跳变表示"0"，从高到低跳变表示"1"。
还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。
对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜网络工程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。
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曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码
曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)是一个同步时钟编码技术，被物理层用来编码一个同步位流的时钟和数据；常用于局域网传输。
在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号,就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。
但在不同的书籍中，曼彻斯特编码中，电平跳动表示的值不同，这里产生很多歧义：
1、在网络工程师考试以及与其相关的资料中，如：雷振甲编写的《网络工程师教程》中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的。
位中间电平从高到低跳变表示"0"；
位中间电平从低到高跳变表示"1"。
2、在一些《计算机网络》书籍中，如《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0，《数据通信与网络（第三版）》，《计算机网络（第4版）》采用如下方式：位中间电平从高到低跳变表示"1"；
位中间电平从低到高跳变表示"0"。
在清华大学出版的《计算机通信与网络教程》也是这么说的，就以此为标准，我们就叫这为标准曼彻斯编码。
至于第一种，我们在这里就叫它曼彻斯特编码。
但是要记住，在不同的情况下懂得变通。
这两者恰好相反，千万别弄混淆了。
【关于数据表示的约定】
事实上存在两种相反的数据表示约定。
第一种是由G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的，它规定0是由低-高的电平跳变表示，1是高-低的电平跳变。
第二种约定则是在IEEE 802.4(令牌总线)和低速版的IEEE 802.3 (以太网)中规定, 按照这样的说法, 低-高电平跳变表示1, 高-低的电平跳变表示0。
由于有以上两种不同的表示方法,所以有些地方会出现歧异。
当然,这可以在差分曼彻斯特编码(Differential Manchester encoding)方式中克服。
差分曼彻斯特编码：
在信号位开始时不改变信号极性，表示辑"1"
在信号位开始时改变信号极性，表示逻辑"0" ；
【注意】：如果在最初信号的时候，即第一个信号时：
如果中间位电平从低到高，则表示0；
如果中间位电平从高到低，则表示1；
后面的（从第二个开始）就看每个信号位开始时有没有跳变来决定：
下面我们来举个例子，来比较标准曼彻斯特编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码：。