习题及思考题

三、习题及思考题

1 、简述异步传输和同步传输的差别。

异步传输：数据以字符为传输单位，字符发送时间是异步的，即后一字符的发送时间与前一字符的发送时间无关。时序或同步仅在每个字符的范围内是必须的，接收机可以在每个新字符开始是抓住再同步的机会。同步传输：以比特块为单位进行传输，发送器与接收机之间通过专门的时钟线路或把同步信号嵌入数字信号进行同步。异步传输需要至少 20% 以上的开销，同步传输效率远远比异步传输高。

2 、检错码和纠错码有何不同？试比较在网络通信中使用时各自的优缺点。

检错码：只具有检错功能，但不能确定错误位置，也不能纠正错误。纠错码：具有纠错功能，将无效码字恢复成距离它最近的有效码字，但不是 100% 正确。要检测或纠正同样比特的错误，纠错码比检错码要求更大的海明距离，而且还不是 100% 正确，所以在大多数情况下只采用检错码，当检测出错后要求重发数据即可。

3 、假设采用异步传输，一个起始位，两个终止位，一个寄偶校验位，每一信号码元两位，对于下述信号（波特）率，试推出相应的信息传输速率（ b/s) ； (1)300 (2)600 (3)1200 (4)4800 。

1)300*12=3600b/s

2)600*12=7200b/s

3)1200*12=14400b/s

4)4800*12=57600b/s

4 、通信接口标准包括哪四方面的内容？为什么要作出这些规定？

数据终端设备 DTE 和数据线路端接设备 DCE 之间的接口标准特性：机械的、电气的、功能性、过程性。机械特性规定了 DCE 与 DTE 的实际物理连接细节。电气特性规定了 DTE 和 DCE 必须使用的编码，必须用相同的电压来描述相同的状态，必须使用相同宽度的信号比特，这些特征决定能够达到的数据传输速率和距离。功能特性指定每条交换电路须完成的功能。根据接口的功能特性，过程特性指定传送数据的事件序列。

从一方面看， DCE 负责在传输介质或网络上收发比特，一次一个比特。在另一方面看， DCE 必须与 DTE 相互交互。一般来说，这要求对数据和控制信息进行交换，这是通过一套交换电路的线路完成的。为了运行这套机制，在传输线或网络上交换信号的两个 DCE 必须相互理解。另外，每个 DTE-DCE 对都必须设计成能合作并相互作用。为了使数据处理装备制造商和用户的重担变得轻松，因此作出通信接口标准的规定。

5 、比较 RS-232-C 与 ISDN 接口的电气特征。

RS-232-C 接口用于 DTE 设备与语音级调制解调器的连接，以利用公众模拟远程通信系统传输数据。使用25 线进行全双工数据传输。信号地线作为全部数据线路的公共回线，因此这种传输是不平衡的。 ISDN 接口：使用 8 线平衡传输方式。平衡方式比不平衡方式能容忍更高的噪声 , 而产生的噪声却更少。最为理想的是，对称传输线上的干扰将同等地围绕着两个导体，而不会影响到电压差异。因为不平衡传输不拥有

这些优点，所以一般地限用同轴电缆进行，当它在交换电路上使用时， RS-232-C 接口被限制在非常短的距离范围内。

6 、简述零调制解调器的功能。画出内部连接，并指出每一连接的目的。

在设备之间的距离很近时， V.24/EIA 232 交换电路任能使用，但是，不再需要 DCE 装备。这种工作机制称为零调制解调器连接，两个接口线路连接方式使得 DTE 认为它们时同调制解调器连接的。

7 、若帧序号位数位 3 ，窗口尺寸位 2 ，请对选择重发协议画出由初态出发，相继下列事件发生时的窗口图：发送帧 0 、发送帧 1 、接收帧 0 、接收确认帧 0 、发送帧 2 、接收否定帧 1 、接收帧 2 、重发帧 1 、接收帧 1 、接收确认帧 2 。

8 、试比较 BSC 和 HDLC 协议的优缺点。

IBM 的 BSC 协议属于面向字符的通信协议。该协议以字符作为传输的基本单位，并用 10 个专用字符控制传输过程。

HDLC 协议（高级数据链路控制协议）：是面向比特的通信协议。该协议传送的信息以比特作为传输的基本单位，帧类型分为信息帧、管理帧和无编号帧。在信息帧的数据字段种，不以字符为单位，可以看作比特流，故称为面向比特的通信协议。它的传输效率高，能适应计算机通信技术的最新发展，已广泛地应用于公用数据网上。

下面将面向字符协议和面向比特协议的优缺点做比较：

1 ）面向字符的协议规定 8 位字符 (7 位编码 +1 位校验 ) ，但不能传送 5 单位、 8 单位 (8 位编码 +1 位校验 ) 。 HDLC 协议在 I 字段内的位数没有要求，既可传送 5 单位、 7 单位和 8 单位的编码信息以及其他无结构的信息。

2 ）字符型协议规定了 10 个控制字符，接收端搜索判别不方便，透明性不好，传送效率低。 HDLC 仅用唯一的标志 F(0111110) ，效率和透明性好。

3 ）字符型协议对控制序列无校验，而 HDLC 协议采用唯一的帧格式，可以有信息帧、管理帧和无编号帧，各类帧都配有校验位，提高了可靠性。

4 ）字符型协议中数据和控制信息格式不统一，不便于控制，一个控制序列往往有多种解释，使发送软件和接收软件复杂化。 HDLC 的控制信息和响应都用统一格式，每个帧的意义唯一，便于软件设计和系统控制。

10 、若某面向比特同步协议的帧数据中出现下列比特串，问比特填充后输出什么？

“010********* ０01011111 ０10”

11 、假设传送信道使可靠的，数据传送速率为 4kb/s ，信道传播时延为 20ms ，帧处理时间及应答帧长度可忽略不计。当采用停 - 等协议时，试问帧长在什么范围内才能使信道利用率达到 50% ？

信道利用率 = 发送数据时间 / （传输时间 + 发送数据时间）

50%= 发送数据时间 / （ 20ms*2+ 发送数据时间）

发送数据时间 =40ms

帧长 =4k/s*40ms=160bit

12 、试述数据链路层的主要功能，并说明物理链路与数据链路的区别。

数据链路层的任务是向较高层提供相邻节点间可靠的基本无差错的数据传输。数据链路层的协议是数据通信控制规程。数据链路层主要包括以下功能：数据链路连接的建立和释放、数据链路服务数据单元的映射、数据链路连接的分流、定界与同步、顺序和流量控制、差错的检测和恢复。

物理层是 OSI 体系结构的最低层，它建立在通信介质的基础上，作为系统和通信介质的物理接口，为数据链路实体之间实现比特流透明传输。物理层的数据传输单位是比特，数据链路层的数据传输单位是帧。

13 、试说明连续 ARQ 协议中，发送窗口 W T 和接收窗口 W R 必须满足不等式 W T +W R <=2 n

在连续 ARQ 协议中发送窗口和接收窗口的尺寸均不能超过 2 n-1 。

即 W T 〈 =2 n-1 ； W R 〈 = 2n-1 所以 W T +W R 〈 =(2 n-1 )+(2 n-1 ) 〈 =2 n

14 、设卫星信道上数据传输速率为 1Mb/s ，数据帧长为 1000bit ，卫星信道的传播时延为 270ms ，而帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均可忽略不计。当采用下列三种协议时，试计算可能达到的信道利用率是多少？

(1) 停 - 等协议

(2) 连续 ARQ 协议 W T =7,W B =1

(3) 选择重传 ARQ 协议 W T =4 ， W B =4