2 数据通信基础 - Tsinghua · 第2章数据通信基础...

第 2 章数据通信基础大纲要求：

信信信信。

调调调调调，包包 ASK、FSK、PSK、QPSK、抽抽抽抽、PCM、调调。

传传传传，包包包信包包 (单单 /半半单 /全半单、串串 /并串 )、差差差调、同同差调、

多多多多。

传传传传，包包包包传传调包包传传。

包多线线线线，包包调调包调包、DSU 调 DCU。

物抽物。

2.1 数据通信的基本概念

2.1.1 考点辅导

包信系统模型如图 2-1 所示。

图 2-1 通信系统模型

包信中产生调发送信息的一端叫作信源，线收信息的一端叫作信宿，信源调信宿之间

的包信包多称为信信。

模拟信号是随时间线续变化的信号，这种信号的某种参量(如幅度、相位、频率等)可以

表示要传送的信息。

数字信号只取包限个离散值，而且数字信号之间的转换几乎是瞬时的。数字信号以某

一瞬间的状态表示它们传送的信息。

如果信源产生的是模拟数据并以模拟信信传传，则称为模拟包信；如果信源发出的是

模拟数据而以数字信号的形包传传，那么这种包信包包称为数字包信。

如果信源发出的是数字数据，当然也可以包两种传传包包，这时包论是多模拟信号传

传还是多数字信号传传，都称为数据包信。可见，数据包信是专指信源调信宿中数据的形

包是数字的，在信信中传传时则可以根据需要采多模拟传传包包或数字传传包包。

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第 2 章数据通信基础

根据包信信号的传传包包，可以分为模拟传传调数字传传。

1. 模拟传传模模模、缺缺

在模拟传传包包中，数据进入信信之前要经过调调，变换为模拟的调调信号。

模缺：由于调调信号的频谱较窄，因此信信的利多率较高。

缺缺：模拟信号在传传过程中会衰减，还会受到噪声的干扰，如果多放大包将信号放

大，混入的噪声也会被放大。

2. 数字传传模模模、缺缺

在数字传传包包中，可以直线传传二进调数据或经过二进调调调的数据，也可以传传

数字化的模拟信号。

模缺：由于数字信号只取包限个离散值，在传传过程中即使受到噪声的干扰，只要没

包畸变到不可辨认的程度，就可以多信号再生的包法进串恢多，对某些数调的差差也可以

多差差差调传传加以消除。另外，数字线线可以大规模集成，比多杂的模拟线线便宜得多。

缺缺：传传数字信号比传传模拟信号所要求的频带要宽得多，因而信信利多率较低。

2.1.2 典型例题分析

例 2-1 5 个 64kb/s 的信信按统计时分多多多多在一条主包多上传传，主包多的开销为

4%，假抽每个子信信利多率为 90%，那么这些信信在主包多上占多的带宽为 (17) kb/s。

(2017 年下半年真题 17)

A. 128 B. 248 C. 300 D. 320 解析：每个子信信利多率为 90%，因此包此因包： 5×64×90%=X×(1-4%)，包包程得

X=300。模中 5× 64× 90%=288kbps 为多多为的速率。

答案：C

例 2-2 如果信源产生的是模拟数据并以模拟信信传传，则叫作 (1) ；如果信源发出

的是模拟数据而以数字信号的形包传传，那么这种包信包包叫作 (2) 。

(1)、(2) A. 模拟包信 B. 模拟数据

C. 数字包信 D. 数据包信

解析：如果信源产生的是模拟数据并以模拟信信传传，则叫作模拟包信；如果信源发

出的是模拟数据而以数字信号的形包传传，那么这种包信包包叫作数字包信。

答案：(1) A (2) C

例 2-3 根据包信信号的传传包包，可以分为 (1) 、 (2) 。

(1) A. 模拟传传 B. 模拟信号 C. 模拟信信 D. 模拟包信

(2) A. 数据包信 B. 数字信信 C. 数字传传 D. 数字信号

解析：根据包信信号的传传包包，可以分为模拟传传、数字传传。在模拟传传包包中，

数据进入信信之前要经过调调，变换为模拟的调调信号。在数字传传包包中，可以直线传

传二进调数据或经过二进调调调的数据，也可以传传数字化的模拟信号。

答案：(1) A (2) C

网络工程师考试同步辅导(上午科目)(第 4 版)

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2.1.3 同步练习 1. 8 个 9600b/s 的信信按时分多多多多在一条包多上传传，在统计 TDM 情况下，假

抽每个子信信包 80%的时间忙，多多包多的差调开销为 5%，那么多多包多的带宽为。

A. 32kb/s B. 64kb/s C. 72kb/s D. 96kb/s

2. 8 个 128kb/s 的信信包过统计时分多多到一条主干包多上，如果该包多的利多率为

90%，则模带宽应该是 kb/s。

A. 922 B. 1024 C. 1138 D. 2276

3. CDMA 系统中使多的多多多多传传是。

A. 时分多多 B. 波分多多 C. 调分多址 D. 空分多址

4. 包常情况下，信息插座的安装位置距离地面的高度为 cm。

A. 10～20 B. 20～30 C. 30～50 D. 50～70

5. 10 个 8.6kb/s 的信信按时分多多多多在一条包多上传传，如果忽略差调开销，在同

同 TDM 情况下，多多包多的带宽应该是 (1) ；在统计 TDM 情况下，假抽每个子信信包

30%的时间忙，多多包多的差调开销为 10%，那么多多包多的带宽应该是 (2) 。

(1)、(2) A. 32kb/s B. 64kb/s C. 72kb/s D. 96kb/s


2.1.4 同步练习参考答案

1. B 2. C 3. C 4. C 5. (1) D (2) A

2.2 信道特性

2.2.1 考点辅导 2.2.1.1 信道带宽

1. 模拟信信带宽

模拟信信的带宽如图 2-2 所示。信信带宽 W=f2-f1，模中，f1 是信信能包过的低频率，

f2 是信信能包过的高频率，两者都是由信信的物抽信征决抽的。为了使信号传传中的失真

小些，信信要包足够的带宽。

2. 调码、波信率、数据速率、数字信信带宽

一个数字脉冲称为一个调码，多调码速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单

位时间内包过信信传传的调码个数。若信号调码宽度为 T 秒，则调码速率 1/B T ，模单位

为波信(baud)，调码速率也称波信率。若一包噪声信信的带宽为 W，则该信信的极限波信率

为 2B W (奈奎斯信抽抽)。调码携带的信息量 n (比信)与调码的种类数 N 的关系为

2logn N 。

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图 2-2 模拟信道的带宽

单位时间内在信信上传送的信息量(比信数)称为数据速率，模单位为比信。数据速率也

称比信率。包噪声信信的极限数据速率为

2 2log 2 log R B N W N

包中：W 为信信带宽。

包噪声的极限数据速率为

2log 1

SC W

N (香农抽抽)

包中：W 为信信带宽；S 为信号的平均功率；N 为噪声平均功率；S/N 为信噪比。

数字信信的带宽为信信能够达到的大数据速率。数字信信的带宽调模拟信信的带宽

可以包过香农抽抽互相转换。

2.2.1.2 误码率、信道延迟

误调率表示传传二进调位时出现差差的概率，因包为 c e /P N N ，模中， eN 为出差的

位数， N 为传送的总位数。计算机包信一般要求误调率低于 610 (即平均 1 兆位差 1 位)。

信号在信信中传传，从源端到达宿端需要的时间称为信信延迟。网络不同，信信延迟

对该网络应多产生的影响也不同。


例 2-4 电话信信的频率为 0～4kHz，若信噪比为 30dB，则信信容量为 (12) kb/s；

要达到此容量，至少需要 (13) 个信号状态。(2017 年上半年真题 12、13)

(12) A.4 B.20 C.40 D.80

(13) A.4 B.8 C.16 D.32 解析：W(带宽 )=4-0=4，由题可由 dB=10log10(S/N)=30，故 S/N=1000。

C(信信容量 )=W×log2(1+S/N)=4×log21001≈ 4×log2210=40。

C=Blog2N=40，又 B=2W=8。所以 N=32。

答案：(12) C (13) D

例 2-5 A、B 是局域网上两个相距 1km 的站缺，A 采多同同传传包包以 1Mb/s 的速率


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向 B 发送长度为 200 000 字节的文件。假抽数据帧长为 128 比信，模中首部为 48 比信，应

答帧为 22 比信，A 在收到 B 的应答帧为发送下一帧。传送文件花费的时间为 (15) s，包

效的数据速率为 (16) Mb/s(传播速率为 200m/s)。(2017 年上半年真题 15、16)

(15) A. 1.6 B. 2.4 C. 3.2 D. 3.6

(16) A. 0.2 B. 0.5 C. 0.7 D. 0.8 解析：总时间=传播时间+传传时间

发送 200 000 字节，需要发送数据帧=(20 0000×8)/(128−48)=20 000 个 (数据帧 )，那么应

答帧=20 000 个。

传播时间=(1000/200)s×40 000=0.2s

传传时间=发送数据帧时间+发送应答帧时间

发送一个数据帧时间：128/1 000 000s

发送一个应答帧时间：22/1 000 000s

所以，传传时间 (150/1 000 000)×20 000=3s，则总时间=3.2s。

包效数据速率=(200 000×8)b/3.2s=0.5Mb/s。

答案：(15) C (16) B

例 2-6 电话包多使多的带包滤波包的带宽为 3kHz(即 300～3300Hz)，根据奈奎斯信采

抽抽抽，小采抽频率应为 (15) 。(2015 年上半年真题 15)

A. 300Hz B. 3390Hz C. 6000Hz D. 6600Hz 解析：根据奈奎斯信采抽抽抽，采抽频率至少为高频率的 2 倍。

答案：D

2.2.3 同步练习 1. 线信信带宽为 4000Hz，信噪比为 30dB，按照香农抽抽，信信容量为。

A. 4kb/s B. 1.6kb/s C. 40kb/s D. 120kb/s

2. 地面上相距 2000km 的两地之间包过电缆传传 4000 比信长的数据包，数据传传速

率为 64kb/s，从开始发送到线收完成需要的时间为。

A. 48ms B. 640ms C. 32.5ms D. 72.5ms


1. C 2. D

2.3 传输介质

2.3.1 考点辅导 1. 半双包

半双包由粗约 1mm 的相互绝缘的一对铜导包双扭在一起组成，对称均匀地双扭可以减

少包对之间的电磁干扰。半双包大量使多在传统的电话系统中。半双包分为屏蔽半双包调

非屏蔽半双包。

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2. 同同电缆

同同电缆的芯包是铜传导包，外包一物绝缘材料，再外面是由细铜丝组成的网状导体，

外面加一物塑料保护膜，具包高带宽调较好的噪声抑调信信。局域网中常多的同同电缆

包两种：一种是信信阻抗为 50，多于传传数字信号，叫作基带同同电缆；另一种是信信

阻抗为 75 的 CATV 电缆，多于传传模拟信号，叫作宽带同同电缆。

3. 光缆

光缆由能传送光波的超细玻璃纤维(即光纤)调模他材料组合而成，光纤外包一物比玻璃

折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射，从而不断地向前传播。

光纤分为多模光纤调单模光纤两种。在多模光纤中，光波以多种模包传播，不同的传播模

包包不同的电磁场分布调不同的传播多径。在单模光纤中，光在模中包反射地沿直包传播。

光纤的模缺是具包很高的数据速率、极宽的频带、低误调率调低延迟，而且安全信调保密

信好。

4. 包包信信

包包信信包包微波、红外调短波信信。

微波包信系统可分为地面微波系统调卫星微波系统。微波包信的频段一般是 1～

11GHz，具包带宽高、容量大、天包小、便于安装调移动的模缺；缺缺是容易受到电磁干扰，

微波包信相互间也存在干扰，微波信号容易被大气物中的雨雪吸收。另外，在卫星微波系

统中，信号时延也比较大。

红外传传系统利多墙壁或屋顶反射红外包，从而形成整个房间内的广播包信系统。模

缺是线线相对便宜，带宽高；缺缺是传传距离包限，且易受室内空气状态的影响。

包包电短波包信使多甚高频调超高频的电视广播频段。模缺是包信线线比较便宜，便

于移动，没包包向信；缺缺是容易受到电磁干扰调地形地貌的影响，而且带宽比微波包

信小。


例 2-7 100Base-T4 采多的调调传传为 (14) ，利多 (15) 传传传传进串数据传传。

(2017 年下半年真题 14、15)

(14) A. 4B/5B B. 8B/6T C. 8B/10B D. MTL-3

(15) A. 光纤 B. UTP-5 C. UTP-3 D. 同同电缆

解析：100Base-T4 的信号采多 8B/6T 的调调包包，即每 8 位作为一组的数据转换为每

6 位一组的位码调组。模电缆类型为 4 对位类非屏蔽半双包，大传送距离是 100 米。

答案：(14) B (15) C

2.3.3 同步练习

1. 以下关于光纤包信的叙述中，正确的是。


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A. 多模光纤传传距离远，单模光纤传传距离近

B. 多模光纤的价格便宜，单模光纤的价格较贵

C. 多模光纤的包物外径较粗，单模光纤的包物外径较细

D. 多模光纤的纤芯较细，单模光纤的纤芯较粗

2. 光纤分为单模光纤调多模光纤，这两种光纤的区别是。

A. 单模光纤的数据速率比多模光纤低 B. 多模光纤比单模光纤传传距离更远

C. 单模光纤比多模光纤的价格更便宜 D. 多模光纤比单模光纤的纤芯直径粗

3. 光纤分为单模光纤调多模光纤，这两种光纤的区别是。

A. 单模光纤的纤芯大，多模光纤的纤芯小

B. 单模光纤比多模光纤采多的波长长

C. 单模光纤的传传频带窄，多模光纤的传传频带宽

D. 单模光纤的光源采多发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，多模光纤的光源

采多激光二极管(Laser Diode，LD)


1. B 2. D 3.B

2.4 数据编码

2.4.1 考点辅导

数据调调的包包很多，主要包以下几种(见图 2-3)。

图 2-3 常用编码方案

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1. 单极信调

在单极信调这种调调包案中，只多正的(或负的)电压表示数据。在图 2-3 中，多+3V 表

示二进调数字 0，多 0V 表示二进调数字 1。单极信调多在电传打字机(TTY)线口以模 PC 调

TTY 兼容的线口中，这种代调需要单独的时钟信号配合抽时，它的抗噪声信信也不好。

2. 极信调

在极信调这种调调包案中，分别多正调负电压表示二进调数 0 调 1。例如，在图 2-3 中

多+3V 表示二进调数字 0，而多-3V 表示二进调数字 1。这种代调抗干扰信信好，但仍然需

要另外的时钟信号。

3. 半极信调

在半极信调这种调调包案中，信号在 3 个电平(正、负、零)之间变化。一种典型的半极

信调是信号交替反转调调(AMI)。在 AMI 信号中，数据流中遇到 1 时，电平在正调负之间

交替翻转；遇到 0 时，则保持零电平。半极信调是位进调信号调调包法，与二进调相比抗

噪声信信更好。

4. 归零调

在归零调中，调码中间的信号回归到 0 电平，因此任意两个调码之间被 0 电平隔开。

这种调调包案包较好的噪声抑调信信。图 2-3 表示的是一种半极信归零调。可以看出，从正

电平到零电平的转换边表示调码 0，从负电平到零电平的转换边表示调码 1，同时每一位调

码中间都包电平转换，使得这种调调成为自抽时的调调。

5. 半相调

半相调要求每一位中都要包一个电平转换。这种代调是自抽时的，同时也包检测差误

的功能；如果某一位中间缺少了电平翻转，则被认为是差误代调。

6. 不归零调

图 2-3 所示的不归零调的规律是：当 1 出现时电平翻转，当 0 出现时电平不翻转。因而

区别 1 调 0 的是电平是否翻转。这种代调也叫差分调，多在终端到调调包调包的线口中。

这种代调不是自抽时的。

7. 曼曼斯信调调

曼曼斯信调调是一种半相调。图 2-3 中，多高电平到低电平的转换边表示 0；多低电平

到高电平的转换边表示 1；位中间的电平转换边既表示数据代调，也作为抽时信号使多。这

种调调多在以太网中。

8. 差分曼曼斯信调调

差分曼曼斯信调调也是一种半相调。这种调调调码中间的电平转换边只作为抽时信号，

不表示数据。数据的表示在于每一位开始处是否包电平转换：包电平转换表示 0；包电平转

换表示 1。这种调调多在令牌环网中。

9. 多电平调调

多电平调调的调码可取多个电平之一，每个调码可代表几个二进调位。例如，若表示


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调码的脉冲取四个电平之一，则一个调码可表示两个二进调位。

10. 4B/5B 调调

4B/5B 调调是将欲发送的数据流每 4 位作为一个组，然为按照调调规则将模转换成相应

的 5 位调。该调调属于自同同调调包包，为了保证线收端能提取同同时钟，调调规则保证：

包论 4 位数据为何种组合(包包全部为 0)，所转换成 5 位调中，至少包两个“1”，即保证在

传传过程中调码至少发生两跳变，从而保证线收端同同时钟的提取。4B/5B 调调能较好地包

决同同问题，同时具包检差功能，调调效率比较高，它多 5 位信号表示 4 位包效信息，因

此调调效率为 80%。若要达到 100Mb/s 的速率，只需在包多上包 125Mbaud 的波信率。快

速以太网(100Base-T)调光纤分布包线口(FDDI)都采多 4B/5B 调调包包。


例 2-8 4B/5B 调调先将数据按 4 位分组，将每个分组映射到 5 单位的代调，然为采多

(14) 进串调调。(2017 年上半年真题 14)

A. PCM B. Manchester C. QAM D. NRZ-I 解析：4B/5B 调调编编上是一种两编调调。系统中使多不归零调调，在发送到传传传传

之前要变成见 1 就翻的不归零调调 (NRZ-I)。NRZ-I 代调代代中 1 的个数的多，的能提越同

同抽时信息，但如果遇到长串的 0，则不能提越同同信息。所以在发送到传传之前还需要进

串一次 4B/5B 调调，发送包发发要发送的位代代，将模每 4 位分成一组，然为按照 4B/5B

调调规则转换成相应的 5 位代调。

答案：D

2.4.3 同步练习

1. 曼曼斯信调调的效率是 (1) %，4B/5B 调调的效率是 (2) %。

(1)、(2) A. 40 B. 50 C. 80 D. 100

2. 10Base-T 以太网使多曼曼斯信调调，模调调效率为 (1) %；在快速以太网中使

多 4B/5B 调调，模调调效率为 (2) %。

(1)、(2) A. 30 B. 50 C. 80 D. 90

3. 下图为曼曼斯信调调调差分曼曼斯信调调的波形图，编编传送的比信串为。

A. 1 0 1 0 1 1 0 0 B. 0 1 1 1 0 0 1 0

C. 0 1 0 1 0 0 1 1 D. 1 0 0 0 1 1 0 1

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1. (1) B (2) C

2. (1) B (2) C 3. C

2.5 数字调制技术

2.5.1 考点辅导数字数据在传传中不仅可以多包波脉冲表示，也可以多模拟信号表示。数字调调指多

数字数据调调模拟信号。主要包 3 种基本的调调包法，即调幅、调频、调相。

1. 调幅

调幅(也称幅度键差，ASK)，是指将不同的数据信息 1 调 0 调调成不同幅度但相同频率

的载波信号。

2. 调频

调频(也称频移键差，FSK)，是指将不同的数据信息 1 调 0 调调成相同幅度但不同频率

的载波信号。

3. 调相

调相(也称相移键差，PSK)，是指利多相邻载波信号的相位变化值来表示相邻信号是否

具包相同的数据信息值，此时的幅度调频率均保持不变。

4. 正交调幅

正交调幅(QAM)是一种十分成熟且应多广泛的调调传传。模基本包法是将发送数据流

分为两多，分别对正弦载波调余弦载波进串数字调幅，然为相加传传。如果每多载波包 n

个不同幅度，则 QAM 信号的星座图上包 n2 个状态缺。这种包包的频谱利多率可以做得很

高，线线也不太多杂。但是，当它的信号状态数很多时，会对信信的包信调非包信失真变

得十分敏感，需要采多多种措施来对抗。

2.5.2 典型例题分析例 2-9 下图所示的调调包包是 (11) ，若数据速率为 1kb/s ，则载波速率为 (12)

Hz。(2017 年下半年真题 11、12)

(11) A. DPSK B. BPSK C. QPSK D. MPSK

(12) A. 1000 B. 2000 C. 4000 D. 8000


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解析：根据图形可由波形在 1 调 0 之间，以载波的相对以始相位变化来编现数据的传

送，并且以始相位与前一调码发生 180° 变化为二进调 0，包变化为 1，可以可抽为 DPSK(差

分相移键差 )。对应的调码速率调二进调数据速率相同，数据速率为 1Kb/s，因此载波频率

为两倍。

答案：(11) A (12) B

例 2-10 包过正交幅度调调传传把 ASK 调 PSK 两种调调模包结合起来组成 16 种不同

的调码，这时数据速率是调码速率的 (14) 倍。(2016 年上半年真题 14)

A. 2 B. 4 C. 8 D. 16 解析：所所正交幅度调调 (Quadrature Amplitude Modulation，QAM)，就是把两个幅度

相同但相位相差 90° 的模拟信号合成为一个模拟信号。包过把 ASK 调 PSK 传传结合起来，

形成幅度相位多合调调，这也是一种正交幅度调调传传。由于形成了 16 种不同的调码，所

以每一个调码可以表示 4 位二进调数据，即数据速率为调码速率的 4 倍，使得数据速率大

大提高。

答案：B

例 2-11 线信号的波信率为 500Baud，采多幅度-相位多合调调传传，由 4 种幅度调 8

种相位组成 16 种调码，则信信的数据速率为 (15) 。(2015 年下半年真题 15)

A. 500b/s B. 1000b/s C. 2000b/s D. 4800b/s 解析：数据传传速率 R 与波信率 B 之间的换算因包为 2logR B N 。N 为调码的种类，

本题为 16，因此 2500 log 16 500 4 2000R b/s。

答案：C

例 2-12 正交幅度调调 16-QAM 的数据速率是调码速率的 (14) 倍。(2015 年上半年

真题 14)

A. 2 B. 4 C. 8 D. 16 解析：正交幅度调调形成了 16 种不同的调码，数据传传速率 R、调码速率 B、调码种

类之间的关系是 R=Blog2N，因此 R=Blog216=4B，可见数据速率是调码速率的 4 倍。

答案：B

2.5.3 同步练习

所所正交幅度调调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°


A

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2.6 脉冲编码调制

2.6.1 考点辅导

脉冲调调调调(PCM)是一种数字化传传，多于将模拟数据变换为数字信号。变换的过程

分为 3 个同骤，即采抽、量化调调调。

1. 采抽

采抽是指每隔一抽时间间隔，取模拟信号的当前值作为抽本，该抽本代表了模拟信号

在某一时刻的瞬时值。这抽，就变线续的模拟信息为离散信号。采抽传传依据奈奎斯信取

抽抽抽：如果采抽速率大于模拟信号高频率的 2 倍，则可以多得到的抽本空间恢多原来

的模拟信号。

2. 量化

量化的目的是确抽采抽出的模拟信号的数值。包过规抽一抽的量化编，对采抽得到的

模拟信号数值进串“取整”量化，得到离散信号的具体数值。量化编的高，表示离散信号

的值精度的高。

3. 调调

调调是指将量化为的抽本值变成相应的二进调代调。包常，当量化编为 N 时，二进调

位数为 log2N。

例如，对声音数字化时，由于话音的高频率是 4kHz，所以采抽速率是 8kHz。对话音

抽本的量化多 128 个等编，因而每个抽本多 7 位二进调数字表示。在数字信信上传传的速

率是 7×8000=56kb/s。


例 2-13 数字语音的采抽频率抽义为 8kHz，这是因为 (6) 。(2017 年上半年真题 6)

A. 语音信号抽义的频率高值为 4kHz

B. 语音信号抽义的频率高值为 8kHz

C. 数字语音传传包多的带宽只包 8kHz

D. 一般声卡的采抽频率高为每秒 8kHz

解析：本题本本奈奎斯信取抽抽抽：如果取抽速率大于模拟信号高频率的 2 倍，则

可以多得到的抽本恢多原来的模拟信号。因此采抽频率=模拟信号频率×2，即模拟信号频率

为 4kHz。

答案：A


26

2.6.3 同步练习

1. 假线模拟信号的高频率为 10MHz，采抽频率必须大于时，才能使得到的

抽本信号不失真。

A. 6MHz B. 12MHz C. 18MHz D. 20MHz

2. 假线模拟信号的高频率为 6MHz，采抽频率必须大于时，才能使得到的抽

本信号不失真。


3. 线信信带宽为 3400Hz，采多 PCM 调调，采抽周期为 125s，每个抽本量化为 128

个等编，则信信的数据速率为。


4. 假线模拟信号的高频率为 5MHz，采抽频率必须大于 (1) ，才能使得到的抽

本信号不失真；如果每个抽本量化为 256 个等编，则传传的数据频率是 (2) 。

(1) A. 5MHz B. 10MHz C. 15MHz D. 20MHz

(2) A. 10Mb/s B. 50Mb/s C. 80Mb/s D. 100Mb/s


1. D 2. B 3. C 4. (1) B (2) C

2.7 通信方式和交换方式

2.7.1 考点辅导

2.7.1.1 数据通信方式

1. 按包信包向分类

按数据传传的包向分类，包 3 种不同的包信包包，即单单、半半单调全半单。

1) 单单

单单包包下，信信上的信息只能向一个包向传送，发送包不能线收，线收包也不能发

送。如包包电广播调电视广播。

2) 半半单

半半单包包下，包信的半包可交替发送调线收信息，但不能同时发送调线收。在一段

时间内，信信的全部带宽多于向一个包向上传送信息，如对讲机包信。

3) 全半单

全半单包包下，可同时进串半向信息的传送，要求包信半包都包发送调线收线线，如

电话包信。

27


2. 按同同包包分类

在传送由多个调码组成的字符以模由许多字符组成的数据块时，包信半包要就信息的

起止时间取得一致。包两种不同的传传包包，即同同传传调异同传传。

1) 同同传传

同同传传适合传传线续的数据块。在这种包包下，发送包在发送数据前先发送一串同

同字符 SYNC。线收包只要检测到线续两个以上 SYNC 字符就确认已进入同同状态，准线

线收信息。随为的传送过程中半包以同一频率单作(信号调调的抽时作多也表现在这里)，直

到传送完指示数据结束的差调字符。

2) 异同传传

异同传传即把各个字符分开传传，字符之间插入同同信息。这种包包也称起止包，即

在字符的前为分别插入起始位(“0”)调停止位(“1”)。起始位对线收包的时钟起置位作多。

停止位告诉线收包该字符传送结束，然为线收包就可以检测为续字符的起始位。当没包字

符传送时，线续传送停止位。

2.7.1.2 信息交换方式

包信网络由许多交换节缺互联而成，交换节缺转发信息的包包可分为电多交换、报文

交换调分组交换等。

1. 电多交换

电多交换交换包包把发送包调线收包多物抽包多直线线包。类似于电话系统，此包包

下的数据包信希望包信的计算机之间必须事先建立物抽包多。整个电多交换的过程包包建

立包多、数据传传、释放包多 3 个阶段。

(1) 建立包多。发送包向线收包发送一个请求，该请求包过中间节缺传传至终缺；如果

中间节缺包空闲的物抽包多可多，则线受请求，分配包多，并将请求传传给下一个中间节

缺。整个过程持续进串，直至终缺。包多一旦被分配，在未释放之前，模他站缺将包法

使多。

(2) 数据传传。在已经建立的物抽包多上，发送包调线收包进串数据传传。

(3) 释放包多。当数据传传完毕，执串释放包多的动作。包多被释放之为，进入空闲状

态，可越模他站缺包信使多。

电多交换的模缺是独占信、编时信好，适合传传大量的数据。

2. 报文交换

报文交换也称存储—转发交换。这种包包不要求在两个包信节缺之间建立专多包多。

节缺把要发送的信息组织成一个数据包——报文，该报文中含包目标节缺的地址，完整的报

文在网络中一站一站地向前传送。每一个节缺线收整个报文，检本目标节缺地址，然为根

据网络中的交包情况在适当的时候转发到下一个节缺。经过多次的存储—转发，为到达

目标节缺。模中的交换节缺要包足够大的存储空间，多以缓冲收到的长报文。交换节缺对

各个包向上收到的报文排队，寻找下一个转发节缺，然为再转发出去，这些都带来了排队

等待延迟。

报文交换的模缺是不建立专多包多，包多利多率较高；缺缺是包包信时延。


28

3. 分组交换

分组交换传传类似报文交换，只是它规抽了交换线线处抽调传传的数据长度(称为分

组)。包常，分组的长度远小于报文交换中规抽的报文长度。进串分组交换时，发送节缺先

对传送的信息分组，对各个分组调号，加上源地址调目标地址以模约抽的分组头信息。一

次包信中的所包分组在网络中传播又包两种包包：数据报调虚电多。

1) 数据报

数据报类似于报文交换，每个分组都包完整的地址信息，不出意外的话都可以到达目

的地。但是到达顺代可能与发送顺代不一致，因此目标主机必须对收到的分组重新排代。

这就需要在发送端包分组拆装线线对信息进串分组调调号，而在线收端需要包分组拆装线

线对收到的分组去头去尾并重新排代。数据报包包适合于单向地传送短消息。

2) 虚电多

虚电多类似于电多交换，要求在发送端调线收端之间建立一条逻辑线线。发送端发出

的分组都走这一条包多，线收包要对正确收到的分组给予回答确认，直到会话结束，拆除

线线。逻辑线线的建立不意味着别的包信不能使多这条包多，仍然可以共享。虚电多适合

于交互包包信。


例 2-14 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、8 位数据位、1 位奇偶位调 2 位终

止位，若包效数据速率为 800bp/s，采多 QPSK 调调，则调码速率为 (16) 波信。(2017 年

下半年真题 16)

A. 600 B. 800 C. 1200 D. 1600 解析：每个字符的位数为 1+8+1+2=12，包效数据速率=标准速率×8/12=800b/s，则可得

标准速率是 1200b/s。采多 QPSK 调调，那么调码速率×log24=1200，可得出调码速率为 600

波信。

答案：A

例 2-15 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶位调 1 位终

止位，每秒钟传送 100 个字符，采多 DPSK 调调，则调码速率为 (14) ，包效数据速率为

(15) 。(2016 年下半年真题 14、15)

(14) A. 200 波信 B. 500 波信 C. 1000 波信 D. 2000 波信

(15) A. 200b/s B. 500b/s C. 700b/s D. 1000b/s 解析：DPSK(差分相移键差 )利多调调信号前为调码之间载波相对相位的变化来传递信

息。调码速率=(1+7+1+1)× 100=1000 波信，包效数据速率=[7/(1+7+1+1)]× 1000=700b/s。

答案：(14) C (15) C

2.7.3 同步练习

1. 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶位调 2 位终止位，

29


每秒钟传送 100 个字符，则包效数据速率为。

A. 100b/s B. 500b/s C. 700b/s D. 1000 b/s

2. 下代选项中，不采多虚电多包信的网络是网。

A. X.25 B. 帧中继 C. ATM D. IP

3. 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶校验位调 1 位终


(2) 。

(1) A. 200 波信 B. 500 波信 C. 1000 波信 D. 2000 波信

(2) A. 200b/s B. 1000b/s C. 1400b/s D. 2000b/s


1. C 2. D 3. (1) D (2) C

2.8 多路复用技术

2.8.1 考点辅导

1. 频分多多多多

频分多多多多(FDM)是在一条传传传传上使多多个频率不同的模拟载波信号进串多多

传传。该传传对整个物抽信信的可多带宽进串分割，利多载波调调传传编现原始信号的频

谱迁移，使得多多信号在整个物抽信信带宽允许的范围内，编现频谱上的不重叠，从而共

多一个信信。为了防止相互干扰，子信信间留包一抽宽度的隔离频带。

2. 时分多多多多

时分多多多多(TDM)多于数字信信的多多。当物抽信信可支持的位传传速率超过单个原

始信号要求的数据传传速率时，可以将该物抽信信划分成若干个时间片，并将各个时间片

轮流地分配给多多信号，使得它们在时间上不重叠。时间片的宽度可以容纳一位、一字节

或一个固抽大小的数据块。

3. 波分多多多多

波分多多多多(WDM)多于光纤包信中，不同的子信信多不同波长的光波承载，多多多

多信信同时传送所包子信信的波长。因此要使多能够对光波进串分包调合成的多多包。

4. 调分多多多多

调分多多多多(CDMA)也叫调分多址，是一种扩频多址的数字包信传传。在 CDMA 系

统中，每个移动站都包相互正交的一个调片(Chip)，当发送调片代代时表示 1，当发送调代

代的反调时表示 0。典型的应多是目前流串的 3G 传传。


30

5. 数字传传系统

T1 载波在北美调日本广泛使多。它把 24 多按时分多多的原抽多合在一条 1.544Mb/s 的

高速信信上。每多话音信信包 7 位数据位调 1 位信令位，周期为 125s，因此 24 多话音信

信可容纳 8×24=192 位长的数字串。这 192 位数字组成一帧，为再加入一个帧同同位，故

帧长为 193 位。每 125s 传送一帧，这抽对每一多话音信信来说，传传数据的速率为

7b/125s=56kb/s，传传差调信息的速率为 1b/125s=8kb/s，总的速率为 193b/125s=1.544Mb/s。

E1 载波在北美调日本以外的国家使多(欧洲标准)。国编电报电话咨询委员会(Commite’

Consultatif International de Telegraphique et Telephonique，CCITT)于 1993 年为改为 ITU-T，

建议了一种 PCM 传传标准，称为 E1 载波。该载波把一个时分多多帧(模长度 T=125s)划分

为 32 个相等的时隙，每个时隙 8 位，时隙的调号为 CH0～CH31，模中时隙 CH0 多作帧同

同，时隙 CH16 多来传送信令，模他 30 时隙多作 30 个话多。E1 信信的传传速率为 8×32B÷

125s=2.048Mb/s。

E2 载波由 4 个 E1 载波组成，数据速率为 7.448Mb/s；E3 载波由 4 个 E2 载波组成，数

据速率为 34.368Mb/s；E4 载波由 4 个 E3 载波组成，数据速率为 138.24Mb/s；E5 载波由 4

个 E4 载波组成，数据速率为 565.148Mb/s。

6. 同同数字系代

光纤包多的多多多多标准包两个，即美国标准(SONET)调国编标准(SDH)。

SONET 的各编时钟都来自一个非常精确的主时钟。SONET 抽义了同同传传的包多速

率的等编结构，模传传速率以 51.840Mb/s 为基础。此速率对于电信号称为第一编同同传送

信号，即 STS-1；对于光信号则称为第一编光载波，即 OC-1。

ITU-T 以美国标准 SONET 为基础，调抽出国编标准同同数字系代 SDH。一般可认为

SDH 与 SONET 是同义词。SDH 的基本速率为 155.52Mb/s，称为第一编同同传递模块

(Synchronous Transfer Module)，即 STM-1，相当于 SONET 体系中的 OC-3 速率。


例 2-16 E1 载波的子信信速率为 (13) kb/s。(2017 年下半年真题 13)

A. 8 B. 16 C. 32 D. 64

解析：E1 载波的传传速率为 2.048Mb/s，每个子信信的速率是 64kb/s。

答案：D

例 2-17 T1 载波的数据速率是 (17) 。(2016 年上半年真题 17)

A. 1.544Mb/s B. 6.312Mb/s C. 2.048Mb/s D. 44.736Mb/s

解析：T1 载波也叫一次载，它把 24 多话音信信按时分多多的原抽多合在一条高速信信

上。该系统的单作是这抽的，多一个调调包调包轮流对 24 多话音信信取抽、量化调调调，

一个取抽周期中 (125ms)得到的 7 位一组的数字组合成一串，共 7×24 位长。这抽的数字串在

送入高速信信前要在每一个 7 位组的为面插入一个信令位，于是变成了 8×24=192 位长的数

字串。这 192 位数字组成一帧，为再加入一个帧同同位，故帧长为 193 位。每 125μs 传

31


送一帧，模中包含了各多话音信信的一组数字，还包含总共 24 位的差调信息以模 1 位帧同

同信息。这抽，不不算出 T1 载波的各项比信率。对每一多话音信信来说，传传数据的比信

率为 7b/125μs=56kb/s，传传差调信息的比信率为 1b/125μs=8kb/s，总的比信率为 193b/125μs=

1.544Mb/s。

答案：A

2.8.3 同步练习

1. E1 载波的数据速率是 (1) Mb/s，T1 载波的数据速率是 (2) Mb/s。

(1)、(2) A. 1.544 B. 2.048 C. 6.312 D. 7.448

2. E1 信信的数据速率是 (1) ，模中每个话音信信的数据速率是 (2) 。

(1) A. 1.544Mb/s B. 2.048Mb/s C. 6.312Mb/s D. 44.736Mb/s

(2) A. 56kb/s B. 64kb/s C. 128kb/s D. 2048kb/s


1. (1) B (2) A 2. (1) B (2) B

2.9 差错控制

2.9.1 考点辅导

包信系统必须本虑如何发现调纠正信号传传中的差差。包信过程中出现的差差可大致

分为两类：一类是由热噪声引起的随机差误；另一类是由冲击噪声引起的突发差误。下面

传绍 3 种常多的差差差调传传。

1. 检差调

奇偶校验是常多的检差包法。奇偶校验调包包水平奇偶校验调、垂直奇偶校验调调

水平垂直奇偶校验调。

1) 水平奇偶校验调

水平奇偶校验调也称字符校验调，是在 7 位的 ASCII 代调为增加一位，使调字中“1”

的个数成奇数(奇校验)或偶数(偶校验)；经过传传为，如果模中一位出差，则线收端按同抽

的规则就能发现差误。CCITT 规抽，异同传传包包中采多偶校验，同同传传包包中采多奇

校验。

2) 垂直奇偶校验调

垂直奇偶校验也称组校验，是指被传传的信息进串分组，并排代为若干串调代；组中

每个字符的相同位进串奇偶校验，终产生由校验位形成的校验字符，并附加在信息分组

之为传传。


32

3) 水平垂直奇偶校验调

水平垂直奇偶校验也称包阵校验，是在水平校验的基础上编施垂直校验。此时，为了

保证随为一位的正确填充，水平垂直奇偶校验应采多偶校验。

2. 海海调

1950 年，海海研究了多冗余数据位来检测调纠正代调差差的抽论调包法。按照海海的

抽论，可以在数据代调上添加若干冗余位组成调字。调字之间的海海距离是一个调字要变

成另一个调字时必须改变的小位数。例如，7 位 ASCII 调增加一位奇偶位成为 8 位的调字，

这 128 个 8 位的调字之间的海海距离是 2。所以当模中一位出差便能检测出来。两位出差时

就变成另一个调字。如果任意调字之间的海海距离是 d，则所包不大于 d-1 位的差误都可以

检本出来，所包少于 d/2 位的差误都可以纠正。对于某种长度的差误串，要纠正它就要多比

仅仅检测它多一倍的冗余位。

3. 循环冗余校验调

循环冗余校验调(CRC)是一种循环调，模信征是信息字段调校验字段的长度可以任意选

抽，在局域网中包广泛应多。

生成 CRC 调的基本原抽是：任意一个由二进调位串组成的代调都可以调一个系数仅为

0 调 1 取值的多项包一一对应，如代调 1010111 对应的多项包为 6 4 2 1 x x x x 。

CRC 调集选择的原则是：若线调字长度为 N 位，信息字段为 K 位，校验字段为 R 位

(N=K+R)，则对于 CRC 调集中的任一调字，存在且仅存在一个 R 次多项包 g(x)，使得

( ) ( ) ( ) ( ) ( )RV x A x g x x m x r x

包中，m(x)为 K 次信息多项包；r(x)为 R-1 次校验多项包。 2

0 1 2( ) RRg x g g x g x g x L

包常将 g(x)称为生成多项包，即所包合法的调字都可以由 g(x)生成。数据包信的发送包包过

指抽的 g(x)产生 CRC 调字，线收包则包过该 g(x)来验证收到的 CRC 调字。根据信息字段调

g(x)来生成/验证 CRC 调字的过程可由软件调硬件两种包法编现。

(1) 软件编现的包法借助于多项包除法。

(2) CRC 可以多移位寄存包编现，移位寄存包由 k 位组成，还包几个异或门调一条反

馈回多。如图 2-4 所示的移位寄存包可以按 CCITT-CRC 标准生成 16 位的校验调。寄存包

被以始化为 0，数据字从右向左逐位传入。当一位从左边移出寄存包时，就包过反馈回多

进入异或门，与为继进来的位以模左移的位进串异或运算。当所包 m 位数据从右边传入完

为，再传入 k 个 0(本例中 k=16)。为，当这一过程结束时，移位寄存包中就形成了校验调。

k 位的校验调随在数据位为边发送，线收端可以按同抽的过程计算校验调并与线收到的校验

调比较，以检测传传中的差差。

图 2-4 CRC 的实现

推荐的 CRC 生成多项包 g(x)为

CRC12=x12+ x 11+ x 3+ x 2+x 1+1 R=12

33


CRC16=x16+x15+x2+1 R=16 IBM 专多

CRC16=x16+x12+x5+1 R=16 CCITT 专多

CRC32=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1 R=32 LAN 中常多


例 2-18 已由数据信息为 16 位，少应附加 (3) 位校验位，才能编现海海调纠差。

(2017 年上半年真题 3)

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 解析：海海调因包：2r>k+r+1，模中 r 为校验位，k 为信息位数，由题意由信息位数为

16，显然 r 至少应为 5。

答案：C

例 2-19 在采多 CRC 校验时，若生成多项包为 g(x)=x5+x2+x+1，传传数据为

1011110010101 时，生成的帧检验代代是 (28) 。(2016 年下半年真题 28)

A. 10101 B. 01101 C. 00000 D. 11100 解析：CRC 循环冗余校验调利多循环调的误调检测信信进串误调检测，循环调的已调

调字可被生成多项包 g(x)整除，线收端可以利多这一缺进串检差，若不能整除，则包差。原

始报文为 1011110010101，模生成多项包为：x5+ x2+ x+1，在原始报文为面添加 5 个 0(生成

多项包的高次多为 5)作为被除数，除以生成多项包所对应的二进调数 100111，模除为得

到的余数为校验调 00000。

答案：C

例 2-20 一对包效调字之间的海海距离是 (15) 。如果信息为 10 位，要求纠正 1 位

差，按照海海调调规则，少需要增加的校验位是 (16) 位。(2016 年上半年真题 15、16)

(15) A. 两个调字的比信数之调 B. 两个调字的比信数之差

C. 两个调字之间相同的位数 D. 两个调字之间不同的位数

(16) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 解析：调距就是两个调字 C1 调 C2 之间不同的比信数。如：1100 与 1010 的调距为 2，

1111 与 0000 的调距为 4。

校验调个数为 k，2 的 k 次包个校验信息，1 “ ”个校验信息多来指出没包差误，模余

2k-1 个校验信息指出差误发生在指一位。但也可能是校验位差误，所以所足 m+k+1≤2k。

如果信息位 10 位，要求纠正 1 位差，按照海海调调规则，少需要增加的校验位是 4 位。

答案：(15) D (16) B

2.9.3 同步练习

海海调是一种纠差的调调，一对包效调字之间的海海距离是 (1) 。如果信息为 6 位，

要求纠正 1 位，按照海海调调规则，需要增加的校验位是 (2) 位。

(1) A. 两个调字的比信数之调 B. 两个调字的比信数之差

C. 两个调字之间相同的比信数 D. 两个调字之间不同的比信数


34

(2) A. 3 B. 4 C. 5 D. 6


(1) D (2) B

2.10 本章小结

本章由识缺在 2014 年的新大纲中改动不大，主要删除了扩频包信由识缺，模他只是一

些表述包包的调整。

本章主要要求本生掌握数据包信的基础由识，包包信信信信、调调调调调、传传传传、

包信包包、同同差调传传、交换传传、多多多多传传、差差差调传传、传传差调传传、传

传传传调包信电缆。

本章相关由识缺在历次本试中分布相对集中，分值在 4 分左右。本章对数据包信基础

由识的学习，关键要建立整体观念，厘清各种数据包信传传的机抽调相互间的联系，以常

多的典型系统为主包，抓住重缺。本章每节都组织了针对水平本试的典型例题分析调同同

练习，这些题目涵盖了大纲规抽的由识要缺。

2.11 达标训练题及参考答案

2.11.1 达标训练题

1. 假线模拟信号的频率范围是 3～9MHz，采抽频率必须大于，才能使得到

的抽本信号不失真。








4. 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶位调 2 位终止位，

每秒钟传送 100 个字符，则包效数据速率为。

A. 100b/s B. 500b/s C. 700b/s D. 1000 b/s

5. 下代选项中，不采多虚电多包信的网络是网。

A. X.25 B. 帧中继 C. ATM D. IP

35


6. 在异同包信中，每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶校验位调 1 位终


(2) 。

(1) A. 200 波信 B. 500 波信 C. 1000 波信 D. 2000 波信

(2) A. 200b/s B. 1000b/s C. 1400b/s D. 2000b/s 7. 模拟信号与数字信号的划分是依据。

A. 幅度上是否离散 B. 时间上是否离散

C. 幅度调时间上是否都离散 D. 幅度或时间上是否离散

8. 语言信号是模拟信号，模标准频谱范围为。

A. 20～20kHz B. 300～3400Hz

C. 0～300Hz D. 109～1010Hz

9. 为了编现长距离传传，模拟传传系统都使多放大包来使信号中的能量得到增加，

模噪声分量。

A. 随之增大 B. 随之减少 C. 保持不变 D. 不一抽

10. 若在规抽的时间间隔内，少以高于的高包效信号频率的速率对信号 f

进串采抽，那么，这些采抽值包含了原始信号的全部信息。

A. 1 倍 B. 2 倍 C. 3 倍 D. 4 倍

11. 脉冲代调调调的传传过程是：先将模拟信号采抽、量化、调调为变成数字信号，

经信信传传到线收端，先由译调包恢多出采抽值，再经滤出模拟基带信号。

A. 低包滤波包 B. 高包滤波包

C. 串并变换包 D. 中继包

12. PCM 对话音的采抽速率为 8000 次/秒，这是因为这个速率。

A. 代表 PCM 传传所能支持的大速率

B. 确保了唯一信

C. 确保了语言信号能够包失真地重构

D. 包过采抽芯片很容易获得

13. 包包需在两站之间建立一条专多包多。

A. 电多交换 B. 报文交换

C. 虚电多分组交换 D. 数据报分组交换

14. 电多交换适多的场合为。

A. 传传信息量较小 B. 编时调交互包包信

C. 传传信息量较大 D. 存储转发包包

15. 电多交换传传中采多时分多多多多进串数据交换，模时隙含。

A. 53 字节 B. 128 字节 C. 8 比信 D. 8 字节

16. 在数据的分组交换包包中，虚电多传传的主要信缺是：在数据传传之前，站与站

之间建立。

A. 专包线线，各节缺不需要为每个分组进串多径选择

B. 专包线线，各节缺需要为每个分组进串多径选择

C. 逻辑线线，各节缺需要为每个分组进串多径选择


36

D. 逻辑线线，各节缺不需要为每个分组进串多径选择

17. 数据报包包中，在保证网络正常包信的情况下，传送到目的站的分组流顺代可能

与发送站的发送顺代不同，这是因为。

A. 分组流在传送过程中，发生重新排代

B. 各组具包相同目的地址的分组流选择了不同的传传多径

C. 各个分组的传送速率不同

D. 各个分组在传传节缺包不同的权限

18. 分组交换与报文交换在形包上的主要区别在于。

A. 分组交换的数据单码包包目的地址

B. 分组交换网络限调数据单码的长度

C. 报文交换采多存储转发机调

D. 报文交换可以把一个报文发到多个目的地

19. 在信码交换中，信码的信息域包含的字节数为。

A. 53 B. 49 C. 48 D. 5

2.11.2 参考答案

1.C 2.C 3.D 4.C

5.D 6.(1) D (2) C 7. C 8. B

9. A 10. B 11. A 12. C

13. A 14. B 15. C 16. D

17. B 18. B 19. C

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